JP2015112721A - Liquid discharge head, and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体吐出ヘッドおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and a method for manufacturing the same.
特許文献1には、液滴を吐出するための吐出口と、エネルギー発生素子と、各吐出口へ液体を供給するための流路と、供給口とを有する素子基板と、各供給口に液体をそれぞれ供給するための複数の供給流路が設けられている支持部材とを備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、該供給流路の幅を前記各供給口の入り口部の開口幅よりも狭く形成する方法が開示されている。この方法によれば、素子基板と支持部材との接合の際に使用される接着剤の供給流路へのはみ出しが抑制され、高い実装精度を必要とせずに液体吐出ヘッドを製造できる。また近年、更なる生産性向上の観点から素子基板の小型化が求められており、素子基板の小型化を実現するために素子基板の供給口の開口幅の縮小化が求められている。
しかしながら、特許文献1に記載の方法において供給口の開口幅を縮小した素子基板を用いると、図8に示すように支持部材30の供給流路の幅が狭くなるため、吐出口への液体の供給が不十分になる場合がある。また、供給流路の幅を確保するために、図9に示すように薄い隔壁を有する支持部材30を用いることは、製造上困難である。さらに、隔壁が薄い場合には、隣接する供給流路内の液体が混ざらないように、支持部材30に対する素子基板10の実装精度を一層高める必要がある。
However, when an element substrate with a reduced opening width of the supply port is used in the method described in
本発明は、素子基板の供給口の開口幅が縮小された場合にも、吐出口に十分に液体が供給される、液体の吐出性能と信頼性とを両立した液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a liquid discharge head that can sufficiently supply a liquid to the discharge port even when the opening width of the supply port of the element substrate is reduced, and achieves both liquid discharge performance and reliability. Objective.
本発明に係る液体吐出ヘッドは、エネルギー発生素子が配置され、流路に液体を供給する供給口を有する基板と、該基板との間に該流路を形成し、液体を吐出する吐出口を有する流路形成部材と、を備える素子基板と、前記素子基板の前記流路形成部材を備える面とは反対の面上に設けられた、前記供給口と連通する第一の供給流路を有する接合部材と、前記接合部材の前記素子基板と接する面とは反対の面上に設けられた、前記第一の供給流路と連通する第二の供給流路を有する支持部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記接合部材が前記第一の供給流路による開口として、前記素子基板と接する面において、前記供給口に対応した第一の開口と、前記支持部材と接する面において、前記第一の開口よりも大きく、前記第二の供給流路による開口に対応した第二の開口とを有する。 A liquid discharge head according to the present invention includes a substrate having an energy generating element disposed therein and having a supply port for supplying a liquid to the flow path, and a discharge port for discharging the liquid by forming the flow path between the substrate. An element substrate having a flow path forming member, and a first supply flow path provided on a surface of the element substrate opposite to the surface having the flow path forming member and communicating with the supply port. A liquid comprising: a joining member; and a support member having a second supply channel provided on a surface opposite to a surface of the joining member in contact with the element substrate, the second supply channel communicating with the first supply channel. In the discharge head, the opening of the joining member as the opening through the first supply channel, the surface in contact with the element substrate, the first opening corresponding to the supply port, and the surface in contact with the support member, Larger than the first opening, said second supply And a second opening corresponding to the opening by road.
本発明によれば、素子基板の供給口の開口幅が縮小された場合にも、吐出口に十分に液体が供給される、液体の吐出性能と信頼性とを両立した液体吐出ヘッドを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the opening width of the supply port of an element substrate is reduced, it is possible to provide a liquid discharge head capable of sufficiently supplying liquid to the discharge port and having both liquid discharge performance and reliability. .
[液体吐出ヘッド]
本発明に係る液体吐出ヘッドは、エネルギー発生素子が配置され、流路に液体を供給する供給口を有する基板と、該基板との間に該流路を形成し、液体を吐出する吐出口を有する流路形成部材と、を備える素子基板と、前記素子基板の前記流路形成部材を備える面とは反対の面上に設けられた、前記供給口と連通する第一の供給流路を有する接合部材と、前記接合部材の前記素子基板と接する面とは反対の面上に設けられた、前記第一の供給流路と連通する第二の供給流路を有する支持部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記接合部材が前記第一の供給流路による開口として、前記素子基板と接する面において、前記供給口に対応した第一の開口と、前記支持部材と接する面において、前記第一の開口よりも大きく、前記第二の供給流路による開口に対応した第二の開口とを有する。
[Liquid discharge head]
A liquid discharge head according to the present invention includes a substrate having an energy generating element disposed therein and having a supply port for supplying a liquid to the flow path, and a discharge port for discharging the liquid by forming the flow path between the substrate. An element substrate having a flow path forming member, and a first supply flow path provided on a surface of the element substrate opposite to the surface having the flow path forming member and communicating with the supply port. A liquid comprising: a joining member; and a support member having a second supply channel provided on a surface opposite to a surface of the joining member in contact with the element substrate, the second supply channel communicating with the first supply channel. In the discharge head, the opening of the joining member as the opening through the first supply channel, the surface in contact with the element substrate, the first opening corresponding to the supply port, and the surface in contact with the support member, Larger than the first opening, said second supply And a second opening corresponding to the opening by road.
本発明では、供給口を有する素子基板と、第二の供給流路を有する支持部材との間に接合部材を設ける。該接合部材は第一の供給流路を有し、該第一の供給流路による開口として、供給口に対応した第一の開口と、第一の開口よりも大きく、第二の供給流路による開口に対応した第二の開口とを有する。このため、供給口間の幅が縮小された場合にも、該接合部材の存在により支持部材の第二の供給流路の幅を十分に確保することができ、液体吐出時に吐出口に十分に液体が供給される。さらに、該接合部材の存在により支持部材の第二の供給流路間の隔壁の幅も十分に確保することができるため、容易に素子基板と支持部材との接合を行うことができ、また隣接する第二の供給流路間における液体の混合等を防ぐことができる。 In the present invention, the bonding member is provided between the element substrate having the supply port and the support member having the second supply channel. The joining member has a first supply flow path, and the first supply flow path has a first opening corresponding to the supply port and a second supply flow path larger than the first opening. And a second opening corresponding to the opening. For this reason, even when the width between the supply ports is reduced, the presence of the joining member can sufficiently secure the width of the second supply flow path of the support member, and the discharge port can be sufficiently provided during liquid discharge. Liquid is supplied. Furthermore, since the width of the partition wall between the second supply flow paths of the support member can be sufficiently ensured due to the presence of the bonding member, the element substrate and the support member can be easily bonded and adjacent to each other. It is possible to prevent liquid mixing between the second supply flow paths.
図1に本発明に係る液体吐出ヘッドの素子基板の一例を示す。図1に示される素子基板は、エネルギー発生素子2が所定のピッチで2列に並んで配置されたシリコン等で形成された基板1を備える。エネルギー発生素子2は、基板1に対して、一部中空状に形成されていてもよい。基板1上には、中間層としてポリエーテルアミド層(不図示)が形成されている。更に、基板1上には、基板1との間に流路12を形成し、液体を吐出する吐出口13を有する流路形成部材14を備える。また、基板1には、供給口11がエネルギー発生素子2の列の間に形成されている。供給口11は流路12を介して吐出口13と連通している。供給口11から流路12内に充填された液体に、エネルギー発生素子2によって圧力が加えられると、液滴が吐出口13から吐出する。例えば該液滴を記録媒体に付着させることによって記録を行うことができる。
FIG. 1 shows an example of an element substrate of a liquid discharge head according to the present invention. The element substrate shown in FIG. 1 includes a
図2は、図1に示される素子基板10を、接合部材20を介して支持部材30と接合した液体吐出ヘッドを、図1の切断線A−A’にて切断した断面図である。接合部材20は素子基板10および支持部材30と接合している。また、接合部材20は複数の第一の供給流路21を有し、該第一の供給流路21による開口として、供給口11に対応した第一の開口5と、第一の開口5よりも大きく、第二の供給流路31による開口に対応した第二の開口6とを有する。ここで、供給口11に対応した第一の開口5とは、供給口11による開口および第一の開口5のいずれか一方が他方を包含するように接合された状態、または両者が同一の形状で両者が一致するように接合された状態を示す。例えば図2では、第一の開口5が供給口11による開口を包含するように接合されている。第二の供給流路31による開口に対応した第二の開口6についても同様である。また、第一の開口5よりも第二の開口6が大きいとは、第二の開口6の差し渡しの長さの最大値が第一の開口5の差し渡しの長さの最大値よりも大きいことを示す。第一の開口5の大きさは特に限定されないが、本発明の効果をより得られる観点から100〜1200μmであることが好ましい。また、第二の開口6の大きさは第一の開口5よりも大きければ特に限定されないが、例えば500〜2000μmとすることができる。第一の開口5と第二の開口6とは、接合部材20の厚み方向において少なくとも重なるように配置されていることが、供給口11間の幅を縮小でき、また液体供給の効率が向上する観点から好ましい。なお、厚み方向において重なるとは、接合部材20の、素子基板10または支持部材30との接合面に対して垂直な方向から見た際に重なっている状態を示す。すなわち、接合部材20の厚さ方向に第一の開口5の形状を第二の開口6に投影した際に、これらの開口間に重複した領域が生じることを意味する。その結果として、接合部材20の厚さ方向に延び、かつ第一の開口5の内側と第二の開口6の内側の両方を通る流路部分が第一の供給流路21内に形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid discharge head obtained by joining the
接合部材20の材料としては、貫通口を形成可能であり、接合時及び液体供給時に安定であれば特に限定されず、モールド部品でもセラミック部品でもよい。しかしながら、素子基板10と接合部材20との接合が容易であり、微細加工が可能である観点から、接合部材20はシリコンを含むことが好ましい。また、基板1のエネルギー発生素子2が設けられている側の面の結晶方位は(100)であることが、電気移動度、シリコン加工、及び素子基板の成膜等の観点から好ましい。
The material of the joining
接合部材20の素子基板10との接合部分を含む面の大きさは、素子基板10の接合部材20との接合部分の大きさと同じ、又は素子基板10の接合部材20との接合部分の大きさよりも大きいことが、素子基板10の小片化が制約されないため好ましい。すなわち、図2の紙面左右方向において、接合部材20を素子基板10よりも大きくする、又は両者を同一の大きさとすることで、素子基板10を小さくした場合にも、接合部材20を加工しやすく、コストを下げることができる。ここで、接合部材20の素子基板10との接合部分の大きさは、素子基板10の接合部材20との接合部分の大きさと同じである。したがって、接合部材20の素子基板10との接合部分を含む面の大きさが、素子基板10の接合部材20との接合部分の大きさと同じ、とは、接合部材20の素子基板10との接合部分を含む面が、該接合部分以外の部分を有さないことを示す。また、接合部材20の素子基板10との接合部分を含む面の大きさが、素子基板10の接合部材20との接合部分の面の大きさよりも大きい、とは、接合部材20の素子基板10との接合部分を含む面が、素子基板10の接合部材20との接合部分を包含する状態を示す。
The size of the surface of the
支持部材30は複数の第二の供給流路31を有する。第二の供給流路31は接合部材20の第一の供給流路21と連通している。支持部材30の材料は特に限定されないが、例えばモールド部品やセラミック部品を用いることができる。第二の供給流路31の大きさは、液体を十分に供給できる観点から1400〜2000μmであることが好ましい。また、支持部材30の隔壁32の幅は、接合部材20との接合が容易であり、また隣接した第二の供給流路31間で液体の混入が生じにくい観点から、200μm以上であることが好ましい。
The
本発明に係る液体吐出ヘッドは、例えば液体としてインクを用い、該インクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドとして用いることができる。 The liquid discharge head according to the present invention can be used, for example, as an ink jet recording head that performs recording by using ink as a liquid and discharging the ink onto a recording medium.
[液体吐出ヘッドの製造方法]
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の実施形態を示すが、本発明はこれらに限定されない。
[Liquid discharge head manufacturing method]
Hereinafter, although the embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head concerning the present invention is shown, the present invention is not limited to these.
(第一の実施形態)
図3および図4を用いて、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。まず、エネルギー発生素子2が配置された基板1を準備する(図3(A))。基板1にはシリコン基板等を用いることができる。エネルギー発生素子2にはTaSiN等の発熱抵抗体を用いることができる。また、基板1上にはインク等の液体から電気配線を守る絶縁保護膜(不図示)が形成されていてもよい。絶縁保護膜の材料としては、SiO、SiN等が挙げられる。絶縁保護膜は、例えばプラズマCVD等により形成することができる。次に、図3(B)に示すように、基板1の裏面を研磨により平滑化して、基板1を薄化する。次に、図3(C)に示すように、基板1の裏面を洗浄した後、プラズマ処理により表面を活性化させ、大気中に暴露することで表面処理面3を形成する。
(First embodiment)
A method of manufacturing the liquid discharge head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, the
次に、両面にパターニングされたエッチングマスク層4を備える接合部材20を準備する(図4(A))。具体的には、まず、シリコン基板である接合基板23の両面に熱酸化膜やSiO等のエッチングマスク層4を形成する。その後、素子基板10の供給口11に対応する第一の開口5と、支持部材30の第二の供給流路31による開口に対応し、第一の開口5よりも大きい第二の開口6とを形成できるように、エッチングマスク層4に対してフォトリソグラフィーおよびドライエッチングによりパターニングを行う。必要に応じて、第一の開口5を形成する面をプラズマ処理により活性化させ、大気中に暴露してもよい。
Next, the bonding
次に、基板1と接合部材20とを接合する(図4(B))。接合方法としては、接着剤による接合方法やプラズマ活性化による接合方法等、素子基板10の信頼性が損なわれる高温の熱処理工程を含まない方法であれば特に限定されない。
Next, the
次に、基板1と接合部材20とをパターニングされたエッチングマスク層4を介してエッチングし、基板1に、流路12に液体を供給する供給口11を、接合部材20に供給口11と連通する第一の供給流路21を形成する。具体的には、まず、図4(C)に示すように、接合された基板1と接合部材20の、パターニングされたエッチングマスク層4を備える面以外の部分を覆うように、エッチング保護膜7を形成する。エッチング保護膜7の材料としては、エッチングにおいて基板1および接合部材20を保護できる材料であれば特に限定されない。次に、図4(D)に示すように、第一の供給流路21及び供給口11をエッチングにより形成する。エッチングによる第一の供給流路21及び供給口11の形成方法は特に限定されない。例えば、接合部材20内部に変質層を形成し、所望の形状となるようにウェットエッチングを行っても良いし、レーザー等による加工後にその穴からエッチング液を導入してウェットエッチングを行っても良い。これらの中でも、エッチング時間を短縮させる観点から、レーザーにて接合部材20を貫通し、素子基板10の内部で止まる先導孔を形成した後、ウェットエッチングを行うことが好ましい。ウェットエッチングに用いるウェットエッチング液としては、例えばTMAH(Tetramethylammonium hydroxide)水溶液等を用いることができる。ウェットエッチング液は加熱して用いてもよい。次に、図4(E)に示すように、エッチング保護膜7を除去する。
Next, the
次に、基板1のエネルギー発生素子2が配置された面上に、基板1との間に流路12を形成し、液体を吐出する吐出口13を有する流路形成部材を形成して素子基板10を得る(図4(F))。流路形成部材は例えばフォトリソグラフィーにより形成することができる。流路形成部材の材料としてはネガ型の感光性樹脂を用いることができる。該ネガ型の感光性樹脂としては、樹脂成分である固形分と、溶媒と、光酸発生剤とを含むレジストを用いることができる。樹脂成分としてはエポキシ樹脂等を用いることができる。溶媒としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)等を用いることができる。光酸発生剤としてはトリアリールスルホニウム塩等を用いることができる。
Next, on the surface of the
次に、素子基板10および接合部材20を液体吐出ヘッド毎に切断し、液体吐出ヘッド毎にエネルギー発生素子2を駆動させるための電気配線の接合を行う(不図示)。
Next, the
次に、第二の供給流路31を有する支持部材30を準備する。支持部材30の隔壁32の幅は、接合部材20の隔壁22の素子基板10との接合部の幅よりも広いことが、接着剤を用いて接合を行う場合に接着剤のはみ出しを抑制できる観点から好ましい。次に、接合部材20と支持部材30とを、第一の供給流路21と第二の供給流路31とが連通するように接合する(図4(G))。接合方法は前述した素子基板10と接合部材20との接合方法と同様の方法を用いることができる。以上の工程により、本実施形態に係る液体吐出ヘッドが得られる。
Next, the
(第二の実施形態)
本実施形態は、素子基板10と接合部材20とを接合する前に、個別に素子基板10の供給口11および接合部材20の第一の供給流路21を形成する以外は、第一の実施形態と同様であるため、重複する工程および操作の説明は適宜省略する。図5および図6を用いて、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。
(Second embodiment)
This embodiment is the first implementation except that the
まず、エネルギー発生素子2が配置された基板1を準備する(図5(A))。次に、基板1のエネルギー発生素子2が配置された面とは反対の面上にパターニングされたエッチングマスク層4を形成する。第一の実施形態と同様の方法で基板1を、パターニングされたエッチングマスク層4を介してエッチングし、基板1に、流路に液体を供給する供給口11を形成する。その後、基板1のエネルギー発生素子2が配置された面上に、基板1との間に流路12を形成し、液体を吐出する吐出口13を有する流路形成部材を形成して素子基板10を得る(図5(B))。次に、パターニングされたエッチングマスク層4を除去する(図5(C))。
First, the
次に、両面にパターニングされたエッチングマスク層4を備える接合部材20を準備する(図6(A))。第一の実施形態と同様の方法で接合部材20をパターニングされたエッチングマスク層4を介してエッチングし、接合部材20に第一の供給流路21を形成する(図6(B))。ここで、エッチングはウェットエッチングに限らず、ドライエッチングを用いてもよい。例えば、図7(A)に示すように、第一の開口5と第二の開口6とが接合部材20の厚み方向において少なくとも重なるように第一の開口5および第二の開口6を形成する。また、隣の開口とは接合部材20の厚み方向において重ならないように第一の開口5および第二の開口6を形成することが好ましい。次に、図7(B)に示すように、接合部材20の第一の開口5を有する面に対しドライエッチングを行い、接合基板23の内部で止まる未貫通口24を形成する。次に、図7(C)に示すように、接合部材20の第二の開口6を有する面に対しドライエッチングを行い、第一の供給流路21を形成する。ドライエッチングには、深堀シリコン加工技術の一つであるボッシュプロセスを用いることができる。
Next, the bonding
次に、素子基板10と接合部材20とを、供給口11と第一の供給流路21とが連通するように接合する。素子基板10および接合部材20を液体吐出ヘッド毎に切断し、液体吐出ヘッド毎にエネルギー発生素子2を駆動させるための電気配線の接合を行う(不図示)。その後、第二の供給流路31を有する支持部材30を準備し、接合部材20と支持部材30とを、第一の供給流路21と第二の供給流路31とが連通するように接合する(図6(C))。素子基板10と接合部材20との接合、および接合部材20と支持部材30との接合の方法は、第一の実施形態と同様の方法を用いることができる。また、素子基板10と接合部材20との接合、および接合部材20と支持部材30との接合の順序は特に限定されない。
Next, the
(実施例1)
図3および図4を用いて、本実施例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。まず、図3(A)に示すように、表面に発熱抵抗体(TaSiN)であるエネルギー発生素子2が複数配置されたシリコンの基板1を用意した。基板1上には、SiOをプラズマCVDで成膜した絶縁保護膜(不図示)が形成されている。次に、図3(B)に示すように、基板1の裏面を研磨により平滑化して、基板1を薄化すると共に表面粗さ(Ra)をRa≦1nmとした。次に、図3(C)に示すように、基板1の裏面を洗浄した後、プラズマ処理により表面を活性化させ、大気中に暴露することで表面処理面3を形成した。
Example 1
A method for manufacturing the liquid discharge head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3A, a
次に、結晶方位が(100)であるシリコンの接合基板23の両面に熱酸化膜であるエッチングマスク層4を形成した。素子基板の供給口に対応する第一の開口5と、支持部材の第二の供給流路による開口に対応し、第一の開口5よりも大きい第二の開口6とを形成できるように、エッチングマスク層4に対してフォトリソグラフィーおよびドライエッチングによりパターニングを行った(図4(A))。その後、第一の開口5を形成する面をプラズマ処理により活性化させ、大気中に暴露した。次に、図4(B)に示すように、基板1と接合部材20とを加圧して仮接合した後、250℃にてアニールして接合した。次に、図4(C)に示すように、接合された基板1と接合部材20の、パターニングされたエッチングマスク層4を備える面以外の部分を覆うように、エッチング保護膜7を被覆させた。
Next, an etching mask layer 4 as a thermal oxide film was formed on both surfaces of the
次に、図4(D)に示すように、ウェットエッチングにより第一の供給流路21及び供給口11を形成した。第一の供給流路21と供給口11とは連通している。ウェットエッチング液としては22質量%TMAH水溶液を用いた。エッチング時間を短縮させるために、レーザーにて接合部材20を貫通し、基板1の内部で止まる先導孔を形成した後、83℃まで加熱したウェットエッチング液を用いてウェットエッチングを行った。供給口11の開口幅、すなわち第一の開口5の大きさは500μmであった。次に、図4(E)に示すように、エッチング保護膜7を除去した。
Next, as shown in FIG. 4D, the
次に、図4(F)に示すように、基板1上に、基板1との間に流路12を形成し、液体を吐出する吐出口13を有する流路形成部材をフォトリソグラフィーにて形成した。流路形成部材の材料にはネガ型の感光性樹脂を使用した。該ネガ型の感光性樹脂は、エポキシ樹脂と、溶媒としてのPGMEAと、光酸発生剤としてのトリアリールスルホニウム塩とを含むレジストである。次に、素子基板10および接合部材20を液体吐出ヘッド毎に切断し、液体吐出ヘッド毎にエネルギー発生素子2を駆動させるための電気配線の接合を行った(不図示)。
Next, as shown in FIG. 4F, a
次に、第二の供給流路31と、接合部材20の隔壁22よりも幅が広い隔壁32とを有する支持部材30を成型にて形成し、図4(G)に示すように、支持部材30を接合部材20と接合した。第一の供給流路21と第二の供給流路31とは連通している。支持部材30と接合部材20との接合には接着剤を使用し、第二の供給流路31へ接着剤がはみ出ないようにした。
Next, a
以上の工程により、本実施例に係る液体吐出ヘッドを完成させた。該液体吐出ヘッドを用いて印字を行った結果、素子基板10の供給口11の開口幅が縮小されても十分に液体が供給されるため、高速印字を行った場合にも印字品位は良好であることが確認された。
The liquid ejection head according to the present example was completed through the above steps. As a result of printing using the liquid discharge head, the liquid is sufficiently supplied even if the opening width of the
(実施例2)
図5および図6を用いて、本実施例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。まず、図5(A)に示すように、実施例1と同様の基板1を用意した。なお、本実施例では、素子基板10と接合部材20との接合を接着剤で行うため、研磨による基板1の薄化は行わなかった。
(Example 2)
A method for manufacturing the liquid discharge head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 5A, a
次に、エッチングマスク層4を基板1の裏面に形成し、所望の供給口を形成できるようにエッチングマスク層4に対してフォトリソグラフィーによりパターニングを行った。基板1の、パターニングされたエッチングマスク層4が形成された部分以外の部分を覆うように、エッチング保護膜を形成し、供給口11を実施例1と同様のウェットエッチングにより形成した。その後、エッチング保護膜を除去し、実施例1と同様に、基板1との間に流路12を形成し、液体を吐出する吐出口13を有する流路形成部材を形成した(図5(B))。次に、図5(C)に示すように、エッチングマスク層4を除去した。
Next, the etching mask layer 4 was formed on the back surface of the
次に、図6(A)に示すように、実施例1と同様に接合基板23の両面にパターニングされたエッチングマスク層4を形成した。次に、図6(B)に示すように、実施例1と同様のレーザーによる加工およびウェットエッチングにより第一の供給流路21を形成した。
Next, as shown in FIG. 6A, the etching mask layer 4 patterned on both surfaces of the
次に、素子基板10と接合部材20とを接着剤にて接合した。素子基板10および接合部材20を液体吐出ヘッド毎に切断し、液体吐出ヘッド毎にエネルギー発生素子2を駆動させるための電気配線の接合を行った(不図示)。その後、図6(C)に示すように、接合部材20と実施例1と同様の支持部材30とを接着剤にて接合した。ここで、素子基板10と接合部材20との接合においては、それぞれの面精度が高いため、接着剤の厚みを薄くすることで、接着剤のはみ出しを制御して接合することができた。一方、接合部材20と支持部材30との接合においては、支持部材30は成型にて形成したため厚みのある接着剤を使用し、面精度が低くても確実に接合できるようにした。
Next, the
以上の工程により、本実施例に係る液体吐出ヘッドを完成させた。該液体吐出ヘッドを用いて印字を行った結果、素子基板10の供給口11の開口幅が縮小されても十分に液体が供給されるため、高速印字を行った場合にも印字品位は良好であることが確認された。
The liquid ejection head according to the present example was completed through the above steps. As a result of printing using the liquid discharge head, the liquid is sufficiently supplied even if the opening width of the
(実施例3)
図7を用いて、本実施例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。まず、図7(A)に示すように、実施例1と同様に接合基板23の表面にパターニングされたエッチングマスク層4を形成した。ここで、第一の開口5と、該第一の開口5に対応する第二の開口6とは接合部材の厚み方向において少なくとも重なり、かつ隣の開口とは接合部材の厚み方向において重ならないように、第一の開口5および第二の開口6を形成した。
(Example 3)
A manufacturing method of the liquid discharge head according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, the patterned etching mask layer 4 was formed on the surface of the
次に、図7(B)に示すように、接合部材20の第一の開口5を有する面に対しドライエッチングを行い、接合基板23の内部で止まる未貫通口24を形成した。該ドライエッチングにはボッシュプロセスを用いた。次に、図7(C)に示すように、接合部材20の第二の開口6を有する面に対しドライエッチングを行い、第一の供給流路21を形成した。該ドライエッチングにもボッシュプロセスを用いた。
Next, as shown in FIG. 7B, dry etching was performed on the surface of the
素子基板10の形成、並びに素子基板10および支持部材30と接合部材20との接合については、実施例2と同様に行い、本実施例に係る液体吐出ヘッドを完成させた。該液体吐出ヘッドを用いて印字を行った結果、素子基板10の供給口11の開口幅が縮小されても十分に液体が供給されるため、高速印字を行った場合にも印字品位は良好であることが確認された。
The formation of the
(比較例1)
図8を用いて、本比較例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。本比較例では、接合部材20を用いずに素子基板10と支持部材30との接合を行った。また、該接合において、接着剤のはみ出しを抑制するために、支持部材30の隔壁32の幅を素子基板10の供給口11間の隔壁の幅よりも広くした。これら以外は実施例2と同様に液体吐出ヘッドを作製した。該液体吐出ヘッドを用いて印字を行った結果、液体の連続吐出の際に液体の不吐が確認された。この液体吐出ヘッドを観察すると、接着剤のはみ出しはないが供給流路が狭く、液体の供給が十分になされていない吐出口が存在することが確認された。
(Comparative Example 1)
A manufacturing method of the liquid discharge head according to this comparative example will be described with reference to FIG. In this comparative example, the
(比較例2)
図9を用いて、本比較例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。本比較例では、液体の供給を十分に行うために、支持部材30の隔壁32の幅を素子基板10の供給口11間の隔壁の幅よりも狭くした。それ以外は比較例1と同様に液体吐出ヘッドを作製した。該液体吐出ヘッドを用いて印字を行った結果、良好な印字が確認された。しかしながら、該液体吐出ヘッドの製造の際に高い実装精度が必要となり、生産性が大幅に低下した。
(Comparative Example 2)
A manufacturing method of the liquid discharge head according to this comparative example will be described with reference to FIG. In this comparative example, in order to sufficiently supply the liquid, the width of the
1 基板
2 エネルギー発生素子
3 表面処理面
4 エッチングマスク層
5 第一の開口
6 第二の開口
7 エッチング保護膜
10 素子基板
11 供給口
12 流路
13 吐出口
14 流路形成部材
20 接合部材
21 第一の供給流路
22 接合部材の隔壁
23 接合基板
24 未貫通口
30 支持部材
31 第二の供給流路
32 支持部材の隔壁
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記素子基板の前記流路形成部材を備える面とは反対の面上に設けられた、前記供給口と連通する第一の供給流路を有する接合部材と、
前記接合部材の前記素子基板と接する面とは反対の面上に設けられた、前記第一の供給流路と連通する第二の供給流路を有する支持部材と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記接合部材が前記第一の供給流路による開口として、前記素子基板と接する面において、前記供給口に対応した第一の開口と、前記支持部材と接する面において、前記第一の開口よりも大きく、前記第二の供給流路による開口に対応した第二の開口とを有する液体吐出ヘッド。 A substrate having an energy generating element and having a supply port for supplying a liquid to the flow path; and a flow path forming member having a discharge port for forming the flow path between the substrate and discharging the liquid. An element substrate;
A bonding member having a first supply flow path that communicates with the supply port, provided on a surface opposite to the surface of the element substrate that includes the flow path forming member;
A support member having a second supply channel provided on a surface opposite to the surface in contact with the element substrate of the bonding member, the second supply channel communicating with the first supply channel;
A liquid ejection head comprising:
As the opening by the first supply flow path, the bonding member has a first opening corresponding to the supply port on a surface in contact with the element substrate, and a surface in contact with the support member than the first opening. A liquid discharge head having a large second opening corresponding to the opening formed by the second supply channel.
両面にパターニングされたエッチングマスク層を備える接合部材を準備する工程と、
前記基板と前記接合部材とを接合する工程と、
前記基板と前記接合部材とを前記パターニングされたエッチングマスク層を介してエッチングし、前記基板に、流路に液体を供給する供給口を、前記接合部材に前記供給口と連通する第一の供給流路を形成する工程と、
前記基板のエネルギー発生素子が配置された面上に、前記基板との間に前記流路を形成し、液体を吐出する吐出口を有する流路形成部材を形成して素子基板を得る工程と、
第二の供給流路を有する支持部材を準備する工程と、
前記接合部材と前記支持部材とを、前記第一の供給流路と前記第二の供給流路とが連通するように接合する工程と、
を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記接合部材が前記第一の供給流路による開口として、前記素子基板と接する面において、前記供給口に対応した第一の開口と、前記支持部材と接する面において、前記第一の開口よりも大きく、前記第二の供給流路による開口に対応した第二の開口とを有する液体吐出ヘッドの製造方法。 Preparing a substrate on which an energy generating element is disposed;
Preparing a bonding member comprising an etching mask layer patterned on both sides;
Bonding the substrate and the bonding member;
The substrate and the bonding member are etched through the patterned etching mask layer, and a supply port for supplying a liquid to the channel is supplied to the substrate, and a first supply for communicating the supply port with the bonding member Forming a flow path;
Forming a flow path forming member having a discharge port for discharging a liquid on the surface of the substrate on which the energy generating element is disposed, and obtaining an element substrate;
Preparing a support member having a second supply channel;
Joining the joining member and the support member such that the first supply channel and the second supply channel communicate with each other;
A method of manufacturing a liquid ejection head comprising:
As the opening by the first supply flow path, the bonding member has a first opening corresponding to the supply port on a surface in contact with the element substrate, and a surface in contact with the support member than the first opening. A method for manufacturing a liquid discharge head, which is large and has a second opening corresponding to the opening by the second supply channel.
前記基板の前記エネルギー発生素子が配置された面とは反対の面上にパターニングされたエッチングマスク層を形成する工程と、
前記基板を、前記パターニングされたエッチングマスク層を介してエッチングし、前記基板に、流路に液体を供給する供給口を形成する工程と、
前記基板のエネルギー発生素子が配置された面上に、前記基板との間に前記流路を形成し、液体を吐出する吐出口を有する流路形成部材を形成して素子基板を得る工程と、
前記パターニングされたエッチングマスク層を除去する工程と、
両面にパターニングされたエッチングマスク層を備える接合部材を準備する工程と、
前記接合部材を前記パターニングされたエッチングマスク層を介してエッチングし、前記接合部材に第一の供給流路を形成する工程と、
前記素子基板と前記接合部材とを、前記供給口と前記第一の供給流路とが連通するように接合する工程と、
第二の供給流路を有する支持部材を準備する工程と、
前記接合部材と前記支持部材とを、前記第一の供給流路と前記第二の供給流路とが連通するように接合する工程と、
を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記接合部材が前記第一の供給流路による開口として、前記素子基板と接する面において、前記供給口に対応した第一の開口と、前記支持部材と接する面において、前記第一の開口よりも大きく、前記第二の供給流路による開口に対応した第二の開口とを有する液体吐出ヘッドの製造方法。 Preparing a substrate on which an energy generating element is disposed;
Forming a patterned etching mask layer on a surface of the substrate opposite to the surface on which the energy generating element is disposed;
Etching the substrate through the patterned etching mask layer, and forming a supply port for supplying a liquid to the channel in the substrate;
Forming a flow path forming member having a discharge port for discharging a liquid on the surface of the substrate on which the energy generating element is disposed, and obtaining an element substrate;
Removing the patterned etching mask layer;
Preparing a bonding member comprising an etching mask layer patterned on both sides;
Etching the bonding member through the patterned etching mask layer to form a first supply channel in the bonding member;
Bonding the element substrate and the bonding member such that the supply port communicates with the first supply channel;
Preparing a support member having a second supply channel;
Joining the joining member and the support member such that the first supply channel and the second supply channel communicate with each other;
A method of manufacturing a liquid ejection head comprising:
As the opening by the first supply flow path, the bonding member has a first opening corresponding to the supply port on a surface in contact with the element substrate, and a surface in contact with the support member than the first opening. A method for manufacturing a liquid discharge head, which is large and has a second opening corresponding to the opening by the second supply channel.
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|---|---|---|---|---|
| JP2020179563A (en) * | 2019-04-24 | 2020-11-05 | キヤノン株式会社 | Manufacturing method for liquid discharge head and liquid discharge head |
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- 2013-12-09 JP JP2013253906A patent/JP2015112721A/en active Pending
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