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JP2016215466A - Manufacturing method for liquid discharge head - Google Patents

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JP2016215466A
JP2016215466A JP2015101849A JP2015101849A JP2016215466A JP 2016215466 A JP2016215466 A JP 2016215466A JP 2015101849 A JP2015101849 A JP 2015101849A JP 2015101849 A JP2015101849 A JP 2015101849A JP 2016215466 A JP2016215466 A JP 2016215466A
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discharge port
manufacturing
liquid
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JP2015101849A
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Japanese (ja)
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三原 弘明
Hiroaki Mihara
弘明 三原
芝 昭二
Shoji Shiba
昭二 芝
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a liquid discharge head which can execute hydrophilization of a discharge port face by a simplified process and suppress costs for manufacturing the liquid discharge head.SOLUTION: The manufacturing method for a liquid discharge head includes: a step for forming, on a first surface of a silicon substrate 1, a flow-path forming member 4 which comprises a discharge port 5 and has a discharge port face 7, a discharge port forming face, formed of resin materials including epoxide resin; and a hydrophilization processing step for contacting alkali aqueous solution with the discharge port face, the discharge port forming face, at temperature of 90°C or less for over 30 minutes, where the alkali solution contains at least one of tetra methyl ammonium hydride, sodium hydroxide, potassium hydroxide as alkali compound and the alkali solution contains alkali compound of 5 mass% or more and 60 mass% or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid discharge head.

インクジェット記録方式などに適用される液体吐出ヘッドは、一般に液流路、該液流路の一部に設けられる吐出エネルギー発生部、及び液体を吐出エネルギー発生部のエネルギーによって吐出するための微細な吐出口を備えている。このような液体吐出ヘッドを製造する方法として、特許文献1では、吐出エネルギー発生素子となる電気熱変換素子を形成した基板上に感光性樹脂材料にて液流路の型をパターニングし、次いでこの型を被覆するように前記基板上に液流路を形成するための被覆樹脂層を塗布形成し、該被覆樹脂層に液流路の型に連通する吐出口を形成した後、型に使用した感光性樹脂材料を除去してなる液体吐出ヘッドの製造方法を開示している。   A liquid discharge head applied to an ink jet recording method or the like generally has a liquid flow path, a discharge energy generation unit provided in a part of the liquid flow path, and a fine discharge for discharging liquid by the energy of the discharge energy generation unit. Has an exit. As a method for manufacturing such a liquid discharge head, in Patent Document 1, a liquid flow path mold is patterned with a photosensitive resin material on a substrate on which an electrothermal conversion element serving as a discharge energy generating element is formed. A coating resin layer for forming a liquid flow path was applied and formed on the substrate so as to cover the mold, and a discharge port communicating with the liquid flow path mold was formed in the coating resin layer, and then used for the mold. A method of manufacturing a liquid discharge head obtained by removing a photosensitive resin material is disclosed.

吐出口を形成した面(吐出口面)は、撥水化、或いは親水化させることで、吐出させる液滴が吐出口から良好に吐出され、より高精細な印字が可能となる。   By making the surface (discharge port surface) on which the discharge ports are formed water repellent or hydrophilic, the droplets to be discharged are discharged well from the discharge ports, enabling higher-definition printing.

特開2009−119725号公報JP 2009-119725 A

吐出口面の撥水化、或いは親水化のために、撥水材料、或いは親水材料を積層する場合には、それぞれの材料を塗布する工程、及び材料によるコストアップが発生する。   When a water repellent material or a hydrophilic material is laminated in order to make the discharge port surface water repellent or hydrophilic, a process of applying each material and an increase in cost due to the material occur.

本発明の目的は、上記課題を解決するものである。すなわち、非常に簡略化された工程によって、吐出口面の親水化を行うことで、コストアップを抑制した液体吐出ヘッドの製造方法を提供するものである。   The object of the present invention is to solve the above problems. That is, the present invention provides a method of manufacturing a liquid discharge head that suppresses the increase in cost by making the discharge port surface hydrophilic by a very simplified process.

本発明は、シリコン基板の第1面上に、吐出口を備え、前記吐出口の形成面である吐出口面がエポキシ樹脂を含む樹脂材料で形成された流路形成部材を形成する工程と、前記吐出口の形成面である吐出口面に、アルカリ水溶液を、90℃以下の温度で、30分以上接触させる親水化処理工程と、を含み、前記アルカリ水溶液は、アルカリ化合物として、テトラメチルアンモニウムハイドライド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの少なくとも1つを含み、前記アルカリ水溶液は前記アルカリ化合物を5質量%以上、60質量%以下含有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。   The present invention includes a step of forming a flow path forming member provided with a discharge port on a first surface of a silicon substrate, the discharge port surface being a formation surface of the discharge port formed of a resin material containing an epoxy resin, A hydrophilic treatment step in which an alkaline aqueous solution is brought into contact with a discharge port surface, which is a forming surface of the discharge port, at a temperature of 90 ° C. or lower for 30 minutes or more. The liquid discharge head manufacturing method includes at least one of hydride, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, and the alkaline aqueous solution contains the alkali compound in an amount of 5% by mass to 60% by mass.

以上の構成によれば、簡単な工程で吐出口面が親水化され、低コストで良品質な液体吐出ヘッドを提供することができる。   According to the above configuration, the discharge port surface can be made hydrophilic by a simple process, and a good quality liquid discharge head can be provided at low cost.

本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態になるインクジェットヘッドの構造を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a structure of an ink jet head according to an embodiment of a liquid discharge head according to the present invention. 本発明の一実施形態になるインクジェットヘッドの製造方法の製造工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the manufacturing process of the manufacturing method of the inkjet head which becomes one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態になるインクジェットヘッドの他の製造方法を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the other manufacturing method of the inkjet head which becomes one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態になるインクジェットヘッドのさらに他の製造方法を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the further another manufacturing method of the inkjet head which becomes one Embodiment of this invention.

以下に、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図1は、本発明における液体吐出ヘッドの一実施形態になるインクジェットヘッドの構造を模式的に示す斜視図である。図1の各記号の説明は、図2等で行う。本実施形態においては、図1のインクジェットヘッドを、A−B線で切断した場合の模式的断面図を用いて、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法について説明する。本実施形態についての製造フローを図2(a)〜(h)に示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of an ink jet head according to an embodiment of the liquid discharge head of the present invention. 1 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to a schematic cross-sectional view when the ink jet head of FIG. 1 is cut along line AB. A manufacturing flow for this embodiment is shown in FIGS.

1.基板の準備(図2(a))
まず、図2(a)に示されるような、基板1を準備する。このような基板1は、シリコン基板が一般的に用いられる。
1. Preparation of substrate (Fig. 2 (a))
First, a substrate 1 as shown in FIG. As such a substrate 1, a silicon substrate is generally used.

基板1の第1面上には、電気熱変換素子あるいは圧電素子等の素子が形成された吐出エネルギー発生部2が配置される。このような吐出エネルギー発生部2によって、液滴を吐出させるための吐出エネルギーがインクに与えられ、記録が行われる。例えば、吐出エネルギー発生部2として電気熱変換素子が用いられる時には、この素子が近傍のインクを加熱することにより、インクに状態変化を生起させ吐出エネルギーを発生する。また、例えば、圧電素子が用いられる時は、この素子の機械的振動によって、吐出エネルギーが発生される。   Disposed on the first surface of the substrate 1 is an ejection energy generating unit 2 on which an element such as an electrothermal conversion element or a piezoelectric element is formed. By such an ejection energy generation unit 2, ejection energy for ejecting droplets is given to the ink, and recording is performed. For example, when an electrothermal conversion element is used as the ejection energy generating unit 2, the element heats nearby ink, thereby causing a state change in the ink and generating ejection energy. For example, when a piezoelectric element is used, ejection energy is generated by mechanical vibration of the element.

なお、これらの吐出エネルギー発生部2には、素子を動作させるための制御信号入力用電極(不図示)が接続されている。また、これら吐出エネルギー発生部2の素子の耐用性の向上を目的とした保護層(不図示)や、後述する流路形成部材4の基板1との密着性の向上を目的とした密着向上層(不図示)等の各種機能層が必要に応じて設けられる。   These discharge energy generating units 2 are connected to control signal input electrodes (not shown) for operating the elements. Further, a protective layer (not shown) for the purpose of improving the durability of the elements of the discharge energy generating unit 2 and an adhesion improving layer for the purpose of improving the adhesion of the flow path forming member 4 to be described later to the substrate 1. Various functional layers such as (not shown) are provided as necessary.

2.インク流路(液流路)の型3の形成(図2(b))
次いで、図2(b)に示すように、吐出エネルギー発生部2を含む基板1の第1面上に、ポジ型レジスト層を形成し、これをパターニングして型3を形成する。ここで用いられるポジ型レジストには、後述する流路形成部材4となる感光性樹脂の塗布溶剤に対する耐性が要求される。そこで、ポジ型レジストとしては、耐溶剤性に優れたメタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型ポジ型レジストや、ポリメチルイソプロペニルケトンを主成分とする主鎖分解型ポジ型レジストを用いることが好ましい。
2. Formation of ink flow path (liquid flow path) mold 3 (FIG. 2B)
Next, as shown in FIG. 2B, a positive resist layer is formed on the first surface of the substrate 1 including the ejection energy generating unit 2, and this is patterned to form the mold 3. The positive resist used here is required to have resistance to a coating solvent for a photosensitive resin that will be a flow path forming member 4 described later. Therefore, as the positive resist, a polymer main chain decomposition type positive resist mainly composed of methacrylic acid ester having excellent solvent resistance, and a main chain decomposition type positive resist mainly composed of polymethylisopropenyl ketone. It is preferable to use a resist.

メタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型ポジ型レジストとしては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート等のホモポリマー、メタクリル酸メチルとメタクリル酸、アクリル酸、グリシジルメタクリレート、フェニルメタクリレート等との共重合体を挙げることができる。本発明においては、感度、解像性、耐溶剤性等の総合的な特性が優れるポリメチルイソプロペニルケトンを用いることが特に好ましい。   Examples of the polymer main chain decomposition type positive resist mainly composed of methacrylic acid ester include homopolymers such as polymethyl methacrylate and polyethyl methacrylate, methyl methacrylate and methacrylic acid, acrylic acid, glycidyl methacrylate, and phenyl methacrylate. And the like. In the present invention, it is particularly preferable to use polymethylisopropenyl ketone having excellent overall characteristics such as sensitivity, resolution, and solvent resistance.

パターニングは、一般的なフォトリソグラフィーの手法により露光部を溶出して行うことができる。   Patterning can be performed by eluting the exposed portion by a general photolithography technique.

3.吐出口の形成(図2(c)、(d)))
次いで液流路の型3を含む基板1上に、流路形成部材4を形成する感光性樹脂をスピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の方法で所定の厚みに形成する(図2(c))。感光性樹脂は、後述する液流路10および吐出口5を画定する流路形成部材4として機能させるものであることから、構造材料としての高い機械的強度、下地との密着性、耐インク性、と同時に吐出口5の微細なパターンをパターニングするための解像性等が要求される。これらの特性を満足する材料としては、エポキシ樹脂を含有する光カチオン重合型の感光性樹脂組成物を好適に用いることができる。特に、型3を構成しているポジ型レジストと異なる感光波長を有するネガ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。
3. Formation of discharge port (FIGS. 2C and 2D))
Next, a photosensitive resin for forming the flow path forming member 4 is formed on the substrate 1 including the liquid flow path mold 3 by a method such as spin coating, roll coating, or slit coating (FIG. 2). (C)). Since the photosensitive resin functions as a flow path forming member 4 that defines a liquid flow path 10 and a discharge port 5 described later, high mechanical strength as a structural material, adhesion to a base, and ink resistance At the same time, a resolution for patterning a fine pattern of the discharge port 5 is required. As a material satisfying these characteristics, a photocationic polymerization type photosensitive resin composition containing an epoxy resin can be suitably used. In particular, a negative photosensitive resin composition having a photosensitive wavelength different from that of the positive resist constituting the mold 3 is preferable.

係る感光性樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応物のうち分子量がおよそ900以上のもの、含ブロモビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応物、フェノールノボラックあるいはo−クレゾールノボラックとエピクロルヒドリンとの反応物、特開昭60−161973号明細書、特開昭63−221121号明細書、特開昭64−9216号明細書、特開平2−140219号明細書に記載のオキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。   Examples of the epoxy resin used in the photosensitive resin composition include a reaction product of bisphenol A and epichlorohydrin having a molecular weight of about 900 or more, a reaction product of bromobisphenol A and epichlorohydrin, phenol novolac, or o-cresol. Reaction product of novolak and epichlorohydrin, as described in JP-A-60-161973, JP-A-63-221121, JP-A-64-9216, JP-A-2-140219 Examples thereof include polyfunctional epoxy resins having a cyclohexane skeleton.

また、上述のエポキシ化合物においては、好ましくはエポキシ当量が2000以下、さらに好ましくはエポキシ当量が1000以下の化合物が好適に用いられる。これは、エポキシ当量が2000を越えると、硬化反応の際に架橋密度が低下し、密着性、耐インク性に問題が生じる場合があるからである。   In the above-described epoxy compound, a compound having an epoxy equivalent of 2000 or less, more preferably 1000 or less, is preferably used. This is because if the epoxy equivalent exceeds 2000, the crosslinking density is lowered during the curing reaction, which may cause problems in adhesion and ink resistance.

上記エポキシ樹脂を硬化させるための光カチオン重合開始剤としては、光照射により酸を発生する化合物を用いることができる。光照射により酸を発生する化合物としては、特に制限はないが、例えば、芳香族スルフォニウム塩としては、みどり化学(株)より市販されている「TPS−102」、「TPS−103」、「TPS−105」、「MDS−103」、「MDS−105」、「MDS−205」、「MDS−305」、「DTS−102、「DTS−103」、(株)アデカより市販されている「SP−170」、「SP−172」等(いずれも商品名)を、また芳香族ヨードニウム塩としては、みどり化学(株)より市販されている「DPI−105」、「MPI−103」、「MPI−105」、「BBI−101」、「BBI−102」、「BBI−103」、「BBI−105」等(いずれも商品名)を、好適に用いることができる。また、添加量は、目標とする感度となるよう任意の添加量とすることができるが、特に、エポキシ樹脂に対して、0.5〜5質量%の範囲で好適に用いることができる。また、必要に応じて波長増感剤として、例えば(株)アデカより市販されている「SP−100」(商品名)等を添加して用いてもよい。   As the photocationic polymerization initiator for curing the epoxy resin, a compound that generates an acid by light irradiation can be used. The compound that generates an acid upon irradiation with light is not particularly limited. For example, aromatic sulfonium salts include “TPS-102”, “TPS-103”, “TPS” commercially available from Midori Kagaku Co., Ltd. -105 "," MDS-103 "," MDS-105 "," MDS-205 "," MDS-305 "," DTS-102, "DTS-103", "SP" commercially available from Adeka Corporation -170 "," SP-172 ", etc. (all are trade names), and aromatic iodonium salts are" DPI-105 "," MPI-103 "," MPI "commercially available from Midori Chemical Co., Ltd. -105 "," BBI-101 "," BBI-102 "," BBI-103 "," BBI-105 ", etc. (all are trade names) can be preferably used. Further, the addition amount can be any addition amount so as to achieve the target sensitivity, but it can be preferably used in a range of 0.5 to 5% by mass with respect to the epoxy resin. Moreover, you may add and use "SP-100" (brand name) etc. which are marketed, for example from ADEKA Corporation as a wavelength sensitizer as needed.

さらに上記感光性組成物に対して、必要に応じて添加剤などを適宜添加することが可能である。例えば、添加剤としては、エポキシ樹脂の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤や、あるいは下地との更なる密着力を得るためにシランカップリング剤等が挙げられる。   Furthermore, additives and the like can be appropriately added to the photosensitive composition as necessary. For example, the additive includes a flexibility imparting agent for the purpose of lowering the elastic modulus of the epoxy resin, or a silane coupling agent in order to obtain further adhesion to the base.

次いで図2(d)に示すように、一般的なフォトリソグラフィーの手法により流路形成部材4となる感光性樹脂層をパターニングして、吐出口5を形成する。その後、必要に応じて加熱処理を行い、流路形成部材4の硬化反応を促進させてもよい。
なお、流路形成部材4は、上記のように感光性樹脂層の一層で形成する以外に、インク流路の壁面を規定する流路壁部材と吐出口を規定するオリフィスプレートの2部材で形成することもできる。この場合、吐出口の形成面である吐出口面となるオリフィスプレートがエポキシ樹脂を含む樹脂材料で構成されている。
Next, as shown in FIG. 2D, the photosensitive resin layer to be the flow path forming member 4 is patterned by a general photolithography technique to form the discharge ports 5. Thereafter, heat treatment may be performed as necessary to accelerate the curing reaction of the flow path forming member 4.
The flow path forming member 4 is formed by two members, ie, a flow path wall member that defines the wall surface of the ink flow path and an orifice plate that defines the discharge port, in addition to the single layer of the photosensitive resin layer as described above. You can also In this case, the orifice plate serving as the discharge port surface, which is the discharge port forming surface, is made of a resin material containing an epoxy resin.

このように、吐出口が形成された後に、吐出口面に対して親水化処理を行う。親水化処理は、吐出口の形成面である吐出口面に、アルカリ水溶液を、90℃以下の温度で、30分以上接触させて行う。アルカリ水溶液は、アルカリ化合物として、テトラメチルアンモニウムハイドライド(以下、TMAH)、水酸化ナトリウム(以下、NaOH)、水酸化カリウム(以下、KOH)の少なくとも1つ含む。そして、アルカリ水溶液はアルカリ化合物を5質量%以上60質量%以下含有する。   As described above, after the discharge port is formed, a hydrophilic treatment is performed on the discharge port surface. The hydrophilic treatment is performed by bringing the alkaline aqueous solution into contact with the discharge port surface, which is the discharge port formation surface, at a temperature of 90 ° C. or lower for 30 minutes or more. The alkaline aqueous solution contains at least one of tetramethylammonium hydride (hereinafter referred to as TMAH), sodium hydroxide (hereinafter referred to as NaOH), and potassium hydroxide (hereinafter referred to as KOH) as an alkaline compound. And alkaline aqueous solution contains 5 to 60 mass% of alkali compounds.

アルカリ化合物の濃度が5質量%未満、または処理時間が30分未満では十分な親水性を付与できず、インク等の液体の吐出方向にヨレが生じることがある。また、該濃度が60質量%を超える、または温度が90℃を超えると、吐出口面を構成するエポキシ樹脂の溶出や基板との剥離などが生じることがある。   If the concentration of the alkali compound is less than 5% by mass or the treatment time is less than 30 minutes, sufficient hydrophilicity cannot be imparted, and a deviation may occur in the ejection direction of a liquid such as ink. When the concentration exceeds 60% by mass or the temperature exceeds 90 ° C., elution of the epoxy resin constituting the discharge port surface or peeling from the substrate may occur.

親水化の観点からは、アルカリ水溶液はアルカリ化合物を10質量%以上含有することが好ましく、20質量%以上含有することがより好ましい。また、処理時間は1時間以上とし、アルカリ水溶液を吐出口面に1時間以上接触させることが好ましい。さらに、処理温度は30℃以上、80℃以下であることが好ましい。これら濃度、温度、時間はそれぞれ適宜組み合わせて最適化することが好ましい。濃度や温度は高い方が親水化処理の時間を短縮でき、低濃度であれば温度を高めたり、時間を長くしたりすればよい。   From the viewpoint of hydrophilization, the alkaline aqueous solution preferably contains 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more of the alkali compound. The treatment time is preferably 1 hour or longer, and the alkaline aqueous solution is preferably brought into contact with the discharge port surface for 1 hour or longer. Furthermore, the treatment temperature is preferably 30 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. It is preferable to optimize these concentrations, temperatures, and times by appropriately combining them. The higher the concentration and temperature, the shorter the time for hydrophilization treatment, and the lower the concentration, the higher the temperature or the longer the time.

エポキシ樹脂で形成された吐出口面には、未開環のエポキシ基や不活性化された水酸基が多数存在し、アルカリ水溶液と接触することで、エポキシ基の開環、あるいは水酸基の活性化により、親水性の水酸基が形成される。これにより吐出口面の親水性が向上するものと推察される。尚、ここでいう親水化とは、純水による動的接触角の測定値が、25°未満の場合をいうこととする。   There are many unopened epoxy groups and inactivated hydroxyl groups on the discharge port surface formed of epoxy resin, and by contacting with an alkaline aqueous solution, the epoxy groups are opened or hydroxyl groups are activated, A hydrophilic hydroxyl group is formed. This is presumed to improve the hydrophilicity of the discharge port surface. The term “hydrophilization” as used herein refers to the case where the measured value of the dynamic contact angle with pure water is less than 25 °.

特に、本発明においては次に説明する液体供給路(インク供給路)の形成の一部または全部をこの親水化処理工程で使用するアルカリ水溶液で行うことができるため、工程の簡略化、コスト削減を図ることができる。   In particular, in the present invention, part or all of the formation of the liquid supply path (ink supply path) described below can be performed with the alkaline aqueous solution used in this hydrophilization treatment process, which simplifies the process and reduces costs. Can be achieved.

4.インク供給路の形成(図2(e)、(f))
次いで、基板1を貫通するインク供給路(液体供給路)9を形成する。図2(e)に示すように、インク供給路9を形成するためのエッチングマスク6を基板1の第1面に対向する第2面(裏面)に形成する。このエッチングマスク6を用いてインク供給路9を形成することが好ましい。基板1がシリコンである場合には、インク供給路の形成は、アルカリ系のエッチング液を用いた異方性エッチングにより行うことができる。エッチング液としては親水化処理で使用するアルカリ水溶液を用いることができる。結晶方位として、<100>、<110>の方位を持つシリコン基板は、アルカリ系の化学エッチングを行うことにより、エッチングの進行方向に関して、深さ方向と幅方向の選択性ができ、これによりエッチングの異方性を得ることができる。特に、<100>の結晶方位を持つシリコン基板は、エッチングを行う幅によってエッチングされる深さが幾何学的に決定されるため、エッチング深さを制御することができる。例えば、エッチングの開始面から深さ方向に54.7°の傾斜を持って狭くなる孔を精度良く形成することができる。
4). Formation of ink supply path (FIGS. 2E and 2F)
Next, an ink supply path (liquid supply path) 9 penetrating the substrate 1 is formed. As shown in FIG. 2E, an etching mask 6 for forming the ink supply path 9 is formed on the second surface (back surface) facing the first surface of the substrate 1. The ink supply path 9 is preferably formed using the etching mask 6. When the substrate 1 is silicon, the ink supply path can be formed by anisotropic etching using an alkaline etching solution. As the etching solution, an alkaline aqueous solution used in the hydrophilization treatment can be used. Silicon substrates having <100> and <110> orientations as crystal orientations can be selectively etched in the depth direction and the width direction with respect to the direction of etching by performing alkaline chemical etching. Can be obtained. In particular, the etching depth of a silicon substrate having a <100> crystal orientation can be controlled because the etching depth is geometrically determined by the etching width. For example, a hole that narrows with an inclination of 54.7 ° in the depth direction from the etching start surface can be formed with high accuracy.

エッチング液の種類および濃度、処理温度および処理時間は、使用するシリコン基板の厚み、インク供給路9の開口幅等に応じて所望のエッチングレートとなるよう、任意に設定することができる。また、エッチングマスク6は、本工程以前の工程において予め形成しておいてもよい。また、インク供給路9の形成は、上記のようなアルカリ水溶液を用いたエッチングに限ったものではなく、ドライエッチング、サンドブラスト等による加工でも構わない。また、レーザーアブレーション(LA)法などにより基板1の第2面から先導孔を形成し、エッチング時間を短縮することもできる。図2(f)では、吐出口面7にアルカリ水溶液8を用いて親水化すると同時に、基板1の裏面にもアルカリ水溶液8を作用させてインク供給路9を形成する態様を示している。   The type and concentration of the etching liquid, the processing temperature, and the processing time can be arbitrarily set so as to obtain a desired etching rate according to the thickness of the silicon substrate to be used, the opening width of the ink supply path 9, and the like. Further, the etching mask 6 may be formed in advance in a process before this process. Further, the formation of the ink supply path 9 is not limited to the etching using the alkaline aqueous solution as described above, and may be a process by dry etching, sandblasting, or the like. Further, a lead hole can be formed from the second surface of the substrate 1 by a laser ablation (LA) method or the like to shorten the etching time. FIG. 2 (f) shows an aspect in which the ink supply path 9 is formed by causing the alkaline aqueous solution 8 to act on the back surface of the substrate 1 at the same time that the discharge port surface 7 is made hydrophilic using the alkaline aqueous solution 8.

5.インク流路の形成(図2(g)、(h))
次いで、エッチングマスク6を除去し(図2(g))、インク流路の型3を除去することで、インク流路10を形成する(図2(h))。エッチングマスク6は、適当な有機溶剤を用いた溶解、酸素ガスを用いたドライエッチング等で除去することができる。型3の除去は、型3に用いたポジ型レジストの感光波長の光を照射することで溶解性を高め、エッチングマスク6を除去する有機溶剤で溶解可能であれば、エッチングマスク6の除去と同時に、また、別の剥離液等で除去することができる。エッチングマスク6や型3の除去には基板1や流路形成部材4に影響のない範囲で適宜最適の条件を選択すればよい。特に親水化した吐出口面7の親水性に影響しない条件を選択することが好ましい。
5. Formation of ink flow path (FIGS. 2 (g) and (h))
Next, the etching mask 6 is removed (FIG. 2G), and the ink flow path mold 3 is removed to form the ink flow path 10 (FIG. 2H). The etching mask 6 can be removed by dissolution using an appropriate organic solvent, dry etching using oxygen gas, or the like. The removal of the mold 3 is performed by increasing the solubility by irradiating light of the photosensitive wavelength of the positive resist used in the mold 3, and removing the etching mask 6 if it can be dissolved in an organic solvent that removes the etching mask 6. At the same time, it can be removed with another stripping solution or the like. For the removal of the etching mask 6 and the mold 3, optimum conditions may be appropriately selected within a range that does not affect the substrate 1 and the flow path forming member 4. In particular, it is preferable to select a condition that does not affect the hydrophilicity of the hydrophilic discharge port surface 7.

更に切断分離工程を経た後(不図示)、必要に応じて加熱処理を施すことにより被覆樹脂を完全に硬化させる。更にインク供給のための部材(不図示)の接合、インク吐出圧力発生素子を駆動するための電気的接合(不図示)を行って、インクジェットヘッドを完成させる。   Further, after undergoing a cutting and separating step (not shown), the coating resin is completely cured by performing a heat treatment as necessary. Further, a member (not shown) for supplying ink and an electrical connection (not shown) for driving the ink discharge pressure generating element are performed to complete the ink jet head.

図2(f)に示すように、吐出口面7を親水化させるために、アルカリ水溶液8を吐出口面7へ接触させる工程としては、吐出口5が形成された後(図2(d))、或いは、エッチングマスク6を形成した後(図2(e))、インク供給路9の形成(図2(f))と同時に行うのが好ましい。図2(f)のように親水化処理とインク供給路9の形成を同時に行う場合には、親水化処理に選定されたアルカリ水溶液濃度、温度の範囲内でインク供給路9が形成されるまでの時間行えばよい。   As shown in FIG. 2F, in order to make the discharge port surface 7 hydrophilic, the step of bringing the alkaline aqueous solution 8 into contact with the discharge port surface 7 is performed after the discharge port 5 is formed (FIG. 2D). Or after the formation of the etching mask 6 (FIG. 2E), it is preferably performed simultaneously with the formation of the ink supply path 9 (FIG. 2F). When the hydrophilic treatment and the formation of the ink supply path 9 are performed simultaneously as shown in FIG. 2 (f), the ink supply path 9 is formed within the range of the concentration and temperature of the aqueous alkali solution selected for the hydrophilic treatment. You can go for the time.

図2に示す実施形態では、親水化処理工程がインク供給路形成工程を兼ねる例を示したが、本発明はこれに限定されず、別に行ってもよい。特にエッチングマスク6を基板1の第2面に形成した後に親水化処理を行うと、エッチングマスク6のマスク開口部の第2面のエッチングが進行し、インク供給路の一部を少なくとも形成することができる。   In the embodiment shown in FIG. 2, the example in which the hydrophilic treatment process also serves as the ink supply path forming process is shown, but the present invention is not limited to this and may be performed separately. In particular, when the hydrophilic treatment is performed after the etching mask 6 is formed on the second surface of the substrate 1, the etching of the second surface of the mask opening of the etching mask 6 proceeds to form at least a part of the ink supply path. Can do.

図3(a)は、図2(e)の工程の後、インク供給路の一部11を親水化処理工程で形成した状態を示している。その後、残りのインク供給路を形成するため、親水化した吐出口面7を保護する保護膜12を図3(b)に示すように形成し、残りのインク供給路のエッチングを行ってインク供給路9を完成させる。残りのインク供給路のエッチングは、前記したインク供給路形成の別法、例えば、ドライエッチング、サンドブラスト、LA法などを適宜用いることができる。保護膜12としては、親水化処理した吐出口面7の親水性に影響しない材料を用いることが好ましい。また、最終的に保護膜12は除去する必要があるため、基板1や流路形成部材4に影響のない範囲で適宜最適の条件で除去できる材料を選択すればよい。特に親水化した吐出口面7の親水性に影響しない除去条件を選択できる材料が好ましい。このような材料として、環化ゴムを含むレジスト材料などが挙げられる。
また、親水化処理工程前にインク供給路の一部11を図4(a)に示すように形成した後、図4(b)に示すように、インク供給路9の完成と親水化処理を同時に行ってもよい。
FIG. 3A shows a state in which a part 11 of the ink supply path is formed in the hydrophilic treatment process after the process of FIG. Thereafter, in order to form the remaining ink supply path, a protective film 12 that protects the hydrophilic discharge port surface 7 is formed as shown in FIG. 3B, and the remaining ink supply path is etched to supply ink. Complete road 9. For etching the remaining ink supply paths, other methods for forming the ink supply paths described above, for example, dry etching, sandblasting, LA method, and the like can be used as appropriate. The protective film 12 is preferably made of a material that does not affect the hydrophilicity of the discharge port surface 7 that has been subjected to a hydrophilic treatment. In addition, since it is necessary to finally remove the protective film 12, a material that can be removed under optimum conditions as long as it does not affect the substrate 1 and the flow path forming member 4 may be selected. In particular, a material that can select a removal condition that does not affect the hydrophilicity of the hydrophilic discharge port surface 7 is preferable. Examples of such a material include a resist material containing cyclized rubber.
Further, after forming a part 11 of the ink supply path as shown in FIG. 4A before the hydrophilization process, the completion of the ink supply path 9 and the hydrophilic process are performed as shown in FIG. 4B. You may do it at the same time.

以上により、高精度な吐出を可能にする親水化された吐出口面7を、簡単、安価な方法で製造可能なインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。さらには、インクの吐出方向のヨレや、不吐出といった障害を生じることのないインクジェットヘッドを提供することができる。   As described above, it is possible to provide an ink jet head manufacturing method capable of manufacturing the hydrophilic discharge port surface 7 that enables highly accurate discharge by a simple and inexpensive method. Furthermore, it is possible to provide an ink jet head that does not cause problems such as deviation in the ink ejection direction and non-ejection.

以下に本発明の実施例を示す。また、全ての実施例及び比較例の結果を表1に記す。なお、実施例中の「%」は質量基準である。   Examples of the present invention are shown below. The results of all Examples and Comparative Examples are shown in Table 1. In the examples, “%” is based on mass.

(実施例1)
吐出エネルギー発生部2としての電気熱変換素子を形成した基板1(図2(a))上に、ポジ型レジストとして、ポリメチルイソプロペニルケトン(商品名:「ODUR−1010」、東京応化工業社製)をスピンコートにより塗布した。次いで、120℃にて6分間プリベークを行った。さらに、DeepUV露光機(商品名:「UX−3000」、ウシオ電機社製)にて、インク流路パターンのパターン露光(露光量:14J/cm)を行った。その後、メチルイソブチルケトンで現像し、イソプロピルアルコール(IPA)でリンス処理を行った。これにより、液流路の型3を形成した(図2(b))。なお、液流路の型3の膜厚は15μmであった。なお、本実施例においては、基板1として<100>の結晶方位を持つ8インチのシリコン基板を用いた。
次いで、下記組成の感光性樹脂をスピンコートにて液流路の型3及び基板1上に塗布し、次いで、加熱処理を90℃にて3分間行い、流路形成部材4となる感光性樹脂層を形成した(図2(c))。なお、液流路の型3上における感光性樹脂層の膜厚は10μmであった。
・感光性樹脂組成
エポキシ樹脂:ダイセル製 EHPE−3150(商品名) 100質量部
光重合開始剤:アデカ製 SP−172(商品名) 6質量部
密着向上剤:モメンティブパフォーマンスマテリアルズ製 A−187 5質量部
膨潤防止剤:セントラル硝子製、1,4−ビス(ヘキサフルオロ−2−ヒドロキシ−2−プロピル)ベンゼン(1,4−HFAB) 20質量部
溶媒:キシレン 70質量部
次いで、i線ステッパー露光機(キヤノン社製、i5)を用いて、不図示のマスクを介して感光性樹脂層5に対して露光(露光量:0.35J/m)し、露光後ベーク(PEB)を90℃にて4分間行った。さらに、メチルイソブチルケトンで現像および、IPAでリンス処理を行い、感光性樹脂層を硬化させて流路形成部材4とし、吐出口5を形成した(図2(d))。このように形成した吐出口面7の純水による動的接触角を測定したところ、接触角が55°であった。
Example 1
Polymethylisopropenyl ketone (trade name: “ODUR-1010”, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is used as a positive resist on a substrate 1 (FIG. 2A) on which an electrothermal conversion element as a discharge energy generating unit 2 is formed. Were applied by spin coating. Subsequently, prebaking was performed at 120 ° C. for 6 minutes. Furthermore, pattern exposure (exposure amount: 14 J / cm 2 ) of the ink flow path pattern was performed with a Deep UV exposure machine (trade name: “UX-3000”, manufactured by USHIO INC.). Then, it developed with methyl isobutyl ketone and rinsed with isopropyl alcohol (IPA). Thus, the liquid flow path mold 3 was formed (FIG. 2B). The film thickness of the liquid flow path mold 3 was 15 μm. In this example, an 8-inch silicon substrate having a <100> crystal orientation was used as the substrate 1.
Next, a photosensitive resin having the following composition is applied onto the liquid flow path mold 3 and the substrate 1 by spin coating, and then a heat treatment is performed at 90 ° C. for 3 minutes to form the photosensitive resin that becomes the flow path forming member 4 A layer was formed (FIG. 2 (c)). The film thickness of the photosensitive resin layer on the liquid flow path mold 3 was 10 μm.
Photosensitive resin composition Epoxy resin: Daicel EHPE-3150 (trade name) 100 parts by weight Photopolymerization initiator: ADEKA SP-172 (trade name) 6 parts by weight Adhesion improver: Momentive Performance Materials A-187 5 Part by weight Swelling inhibitor: Central Glass, 1,4-bis (hexafluoro-2-hydroxy-2-propyl) benzene (1,4-HFAB) 20 parts by weight Solvent: Xylene 70 parts by weight Next, i-line stepper exposure Machine (Canon, i5) is used to expose the photosensitive resin layer 5 through a mask (not shown) (exposure amount: 0.35 J / m 2 ), and post-exposure baking (PEB) at 90 ° C. For 4 minutes. Further, development with methyl isobutyl ketone and rinsing with IPA were carried out to cure the photosensitive resin layer to form a flow path forming member 4 to form a discharge port 5 (FIG. 2 (d)). When the dynamic contact angle with pure water of the discharge port surface 7 thus formed was measured, the contact angle was 55 °.

・吐出口面の親水化処理
本実施例においては、親水化処理をインク供給路の形成と同時に行った。
吐出口5を形成した後、インク供給路を形成する基板裏面側にエッチングマスク6を形成する(図2(e))。エッチングマスク6の材料としては、ポリエーテルアミドを用いた。吐出口面側には保護膜等が無い状態で、エッチング液であるアルカリ水溶液8が吐出口面7に直接触れる状態でインク供給路9のエッチングを行う。条件としては、80℃の温度に制御された20%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中へ浸漬し、15時間保持する。これにより、基板1を貫通するインク供給路9を形成すると同時に、吐出口面7を親水化した(図2(f))。その後、エッチングマスク6を除去し(図2(g))、型3を除去して液流路10を形成した(図2(h))。
In the present embodiment, the hydrophilic treatment was performed simultaneously with the formation of the ink supply path.
After the discharge port 5 is formed, an etching mask 6 is formed on the back side of the substrate on which the ink supply path is formed (FIG. 2E). Polyether amide was used as the material for the etching mask 6. The ink supply path 9 is etched in a state where the alkaline aqueous solution 8 which is an etching solution is in direct contact with the discharge port surface 7 without a protective film or the like on the discharge port surface side. As conditions, it is immersed in a 20% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution controlled at a temperature of 80 ° C. and held for 15 hours. As a result, the ink supply path 9 penetrating the substrate 1 was formed, and at the same time, the discharge port surface 7 was made hydrophilic (FIG. 2F). Thereafter, the etching mask 6 was removed (FIG. 2G), and the mold 3 was removed to form the liquid flow path 10 (FIG. 2H).

・評価
完成したインクジェットヘッドの吐出口面7の純水による動的接触角の測定をマイクロジェット社製のDropMeasure−800STD(商品名)を用いて測定した。また、流路形成部材の溶解、破損、剥離等の膜状態を目視にて観察した。さらに、完成したインクジェットヘッドを市販のインクジェット記録装置(キヤノン社製のMG6230(商品名))に装着して印字し、印字のヨレ、液滴の不吐出の有無について確認した。評価基準は以下の通りである。結果を表1に示す。
-Evaluation The measurement of the dynamic contact angle by the pure water of the discharge port surface 7 of the completed inkjet head was measured using DropMeasure-800STD (brand name) by a micro jet company. In addition, the film state such as dissolution, breakage, and peeling of the flow path forming member was visually observed. Furthermore, the completed ink jet head was mounted on a commercially available ink jet recording apparatus (MG6230 (trade name) manufactured by Canon Inc.) for printing, and printing was confirmed and whether or not liquid droplets were not ejected was confirmed. The evaluation criteria are as follows. The results are shown in Table 1.

評価基準
親水性評価
A:純水での動的接触角 15°未満
B:純水での動的接触角 15°以上25°未満
C:純水での動的接触角 25°以上
膜状態評価
A:溶解、破損、剥離無し
B:軽微の溶解、破損、剥離有り
C:軽微でない溶解、破損、剥離有り
印字評価
A:ヨレ、不吐無し
C:ヨレ、または不吐有り
Evaluation criteria Hydrophilic evaluation A: Dynamic contact angle in pure water less than 15 ° B: Dynamic contact angle in pure water 15 ° or more and less than 25 ° C: Dynamic contact angle in pure water 25 ° or more Film state evaluation A: Dissolution, breakage, no peeling B: Minor dissolution, breakage, peeling C: Not slight dissolution, breakage, peeling Printing evaluation A: No twist, no discharge C: Twist, or no discharge

(実施例2)
本実施例において、親水化処理を吐出口形成(図2(d))の後に行った。
実施例1と同様に、吐出口5を形成した後、基板裏面にはエッチングマスク6を形成する(図2(e))。エッチングマスク6の材料としては、ポリエーテルアミドを用いた。その後、80℃の温度に制御された40%水酸化カリウム水溶液(アルカリ水溶液8)中へ浸漬し、1時間保持した。その後、水洗を行って親水化処理を終了した(図3(a))。基板1の裏面は、若干エッチングされて、インク供給路の一部11が形成されている。次に、インク供給路9を形成するため、本実施例においては、粒子径10μm程度の研磨材を高圧エアーにて吹きつけるサンドブラスト処理で行った(図3(b))。また、吐出口面7を保護するための保護膜12を用いた。保護膜12には、環化ゴムを用いた。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Example 2)
In this example, the hydrophilization treatment was performed after the discharge port formation (FIG. 2D).
Similar to the first embodiment, after forming the discharge port 5, an etching mask 6 is formed on the back surface of the substrate (FIG. 2E). Polyether amide was used as the material for the etching mask 6. Then, it was immersed in 40% potassium hydroxide aqueous solution (alkaline aqueous solution 8) controlled at a temperature of 80 ° C. and held for 1 hour. Thereafter, washing with water was performed to complete the hydrophilic treatment (FIG. 3A). The back surface of the substrate 1 is slightly etched to form a part 11 of the ink supply path. Next, in order to form the ink supply path 9, in the present embodiment, it was performed by sandblasting in which an abrasive having a particle diameter of about 10 μm was blown with high-pressure air (FIG. 3B). Further, a protective film 12 for protecting the discharge port surface 7 was used. For the protective film 12, cyclized rubber was used.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
・吐出口面の親水化処理
本実施例において、親水化処理を吐出口形成(図2(d))の後に行った。
実施例1と同様に、吐出口5を形成した後、基板裏面にはエッチングマスク6を形成する(図2(e))。エッチングマスク6の材料としては、ポリエーテルアミドを用いた。その後、80℃の温度に制御された40%水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ水溶液8)中へ浸漬し、1時間保持した。その後、水洗を行って親水化処理を終了した(図3(a))。基板裏面が若干エッチングされて、インク供給路の一部11が形成されている。次工程であるインク供給路形成工程について、本実施例においては、SFガス及び、Cガスを交互に用いたボッシュプロセスによるドライエッチング処理での形成を行った。また、吐出口面を保護するための吐出口面の保護膜12を用いた。保護膜12には、環化ゴムを用いた。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
Example 3
-Hydrophilization treatment of the discharge port surface In this example, the hydrophilic treatment was performed after the discharge port formation (FIG. 2D).
Similar to the first embodiment, after forming the discharge port 5, an etching mask 6 is formed on the back surface of the substrate (FIG. 2E). Polyether amide was used as the material for the etching mask 6. Then, it was immersed in 40% sodium hydroxide aqueous solution (alkaline aqueous solution 8) controlled at a temperature of 80 ° C. and held for 1 hour. Thereafter, washing with water was performed to complete the hydrophilic treatment (FIG. 3A). The back surface of the substrate is slightly etched to form a part 11 of the ink supply path. In the present embodiment, the ink supply path forming process, which is the next process, was formed by a dry etching process using a Bosch process using SF 6 gas and C 4 F 8 gas alternately. Further, a protective film 12 for the discharge port surface for protecting the discharge port surface was used. For the protective film 12, cyclized rubber was used.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
吐出口面7の親水化処理時間を30分に変更した以外は実施例2と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
Example 4
An ink jet head was formed in the same manner as in Example 2 except that the hydrophilic treatment time of the discharge port surface 7 was changed to 30 minutes.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
吐出口面7の親水化処理を40℃の温度に制御された60%水酸化カリウム水溶液中へ浸漬し、24時間保持して行った以外は実施例2と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Example 5)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 2 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in a 60% aqueous potassium hydroxide solution controlled at a temperature of 40 ° C. and held for 24 hours.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
吐出口面7の親水化処理を80℃の温度に制御された60%水酸化カリウム水溶液中へ浸漬し、3時間保持して行った以外は実施例2と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Example 6)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 2 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in a 60% aqueous potassium hydroxide solution controlled at a temperature of 80 ° C. and held for 3 hours.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
吐出口面7の親水化処理を90℃の温度に制御された5%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中へ浸漬し、3時間保持して行った以外は実施例2と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Example 7)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 2 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in a 5% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution controlled at a temperature of 90 ° C. and held for 3 hours. did.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
吐出口面7の親水化処理を25℃の温度に制御された60%水酸化カリウム水溶液中へ浸漬し、48時間保持して行った以外は実施例2と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Example 8)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 2 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in a 60% aqueous potassium hydroxide solution controlled at a temperature of 25 ° C. and held for 48 hours.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
実施例1と同様に図2(e)のエッチングマスク6までの工程を実施した後、図4(a)に示すように、インク供給路を形成する領域をUV−YAGレーザー13を用いて基板の残りが50から400μmの厚みになるまでインク供給路の一部11の加工を行った。その後、図4(b)に示すように、吐出口面側には保護膜等が無い状態で、アルカリ水溶液8が吐出口面7に直接触れる状態でインク供給路9の残りのエッチングを行った。条件としては、80℃の温度に制御された20%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中へ浸漬し、1時間保持した。これにより、基板1を貫通するインク供給路9を形成すると同時に、吐出口面7を親水化した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
Example 9
After the steps up to the etching mask 6 in FIG. 2E are performed in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 4A, the region for forming the ink supply path is formed on the substrate using the UV-YAG laser 13. The part 11 of the ink supply path was processed until the remaining thickness became 50 to 400 μm. Thereafter, as shown in FIG. 4B, the remaining portion of the ink supply path 9 was etched while the alkaline aqueous solution 8 was in direct contact with the discharge port surface 7 without a protective film or the like on the discharge port surface side. . As conditions, it was immersed in a 20% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution controlled at a temperature of 80 ° C. and held for 1 hour. Thereby, the ink supply path 9 penetrating the substrate 1 was formed, and at the same time, the discharge port surface 7 was made hydrophilic.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
吐出口面7の親水化処理を80℃の温度に制御された85%水酸化カリウム水溶液中へ浸漬し、24時間保持して行った以外は実施例1と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 1 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in an 85% aqueous potassium hydroxide solution controlled at a temperature of 80 ° C. and held for 24 hours.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
吐出口面7の親水化処理を60℃の温度に制御された20%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中へ浸漬し、10分保持して行った以外は実施例2と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 2 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in a 20% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution controlled at a temperature of 60 ° C. and held for 10 minutes. did.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
吐出口面7の親水化処理を60℃の温度に制御された3%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中へ浸漬し、10時間保持して行った以外は実施例2と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 2 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in a 3% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution controlled at a temperature of 60 ° C. and held for 10 hours. did.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
吐出口面7の親水化処理を100℃の温度に制御された40%水酸化カリウム水溶液中へ浸漬し、8時間保持して行った以外は実施例1と同様にしてインクジェットヘッドを形成した。
完成したインクジェットヘッドに対して、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
An inkjet head was formed in the same manner as in Example 1 except that the hydrophilization treatment of the discharge port surface 7 was immersed in a 40% aqueous potassium hydroxide solution controlled at a temperature of 100 ° C. and held for 8 hours.
The completed inkjet head was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2016215466
Figure 2016215466

実施例1〜9に示す液体吐出ヘッドの製造方法によれば、良好な結果が得られた。一方、比較例1〜4に示すように、アルカリ水溶液の温度が高かったり、接触時間が短かったりした場合には、親水性、膜状態、印字等の結果が良好でなかった。   According to the manufacturing method of the liquid discharge head shown in Examples 1 to 9, good results were obtained. On the other hand, as shown in Comparative Examples 1 to 4, when the temperature of the alkaline aqueous solution was high or the contact time was short, the results of hydrophilicity, film state, printing, etc. were not good.

1.基板
2.吐出エネルギー発生部
3.液流路の型
4.流路形成部材
5.吐出口
6.エッチングマスク
7.吐出口面
8.アルカリ水溶液
9.液体供給路(インク供給路)
10.液流路(インク流路)
11.液体供給路の一部
12.保護膜
13.レーザー光
1. Substrate 2. 2. Discharge energy generating unit 3. Liquid flow path mold 4. flow path forming member 5. Discharge port Etching mask 7. Discharge port surface 8. 8. Alkaline aqueous solution Liquid supply path (ink supply path)
10. Liquid channel (ink channel)
11. Part of liquid supply path 12. Protective film 13. Laser light

Claims (9)

シリコン基板の第1面上に、吐出口を備え、前記吐出口の形成面である吐出口面がエポキシ樹脂を含む樹脂材料で形成された流路形成部材を形成する工程と、
前記吐出口の形成面である吐出口面に、アルカリ水溶液を、90℃以下の温度で、30分以上接触させる親水化処理工程と、
を含み、前記アルカリ水溶液は、アルカリ化合物として、テトラメチルアンモニウムハイドライド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの少なくとも1つを含み、前記アルカリ水溶液は前記アルカリ化合物を5質量%以上、60質量%以下含有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
Forming a flow path forming member provided with a discharge port on the first surface of the silicon substrate, the discharge port surface being the discharge port forming surface formed of a resin material containing an epoxy resin;
A hydrophilization treatment step in which an alkaline aqueous solution is brought into contact with a discharge port surface, which is a formation surface of the discharge port, at a temperature of 90 ° C. or lower for 30 minutes or more;
And the alkaline aqueous solution contains at least one of tetramethylammonium hydride, sodium hydroxide, and potassium hydroxide as an alkaline compound, and the alkaline aqueous solution contains 5% by mass to 60% by mass of the alkaline compound. A method of manufacturing a liquid discharge head.
液体供給路を形成するためのマスクを、前記流路形成部材を形成したシリコン基板の第1面に対向する第2面に形成した後に、前記親水化処理工程で前記アルカリ水溶液を前記マスクの開口部の前記第2面に接触させる請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   A mask for forming a liquid supply path is formed on the second surface opposite to the first surface of the silicon substrate on which the flow path forming member is formed, and then the alkaline aqueous solution is opened in the mask in the hydrophilic treatment step. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the liquid ejection head is brought into contact with the second surface of the portion. 前記親水化処理工程によって、前記シリコン基板を貫通する液体供給路を形成する請求項2に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 2, wherein a liquid supply path that penetrates the silicon substrate is formed by the hydrophilic treatment process. 前記親水化処理工程の前に、前記液体供給路の一部を形成する工程を含む請求項3に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 3, further comprising a step of forming a part of the liquid supply path before the hydrophilization treatment step. 前記親水化処理工程は、液体供給路の一部を形成し、その後、前記液体供給路の残りを形成する工程を含む請求項2に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 2, wherein the hydrophilization treatment step includes a step of forming a part of the liquid supply path and then forming the rest of the liquid supply path. 前記親水化処理工程の後であって、前記液体供給路の残りを形成する工程の前に、親水化処理された前記吐出口の形成面である吐出口面を保護する保護膜を形成する工程を含む請求項5に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   A step of forming a protective film that protects the discharge port surface, which is the formation surface of the discharge port subjected to the hydrophilic treatment, after the hydrophilic treatment step and before the step of forming the rest of the liquid supply path. A method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 5. 前記親水化処理において前記アルカリ水溶液を1時間以上接触させる請求項1乃至6に記載に液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the aqueous alkali solution is contacted for 1 hour or longer in the hydrophilization treatment. 前記親水化処理において前記アルカリ水溶液は30℃以上、80℃以下である請求項1乃至7に記載に液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the alkaline aqueous solution is 30 ° C. or higher and 80 ° C. or lower in the hydrophilization treatment. 前記親水化処理において前記アルカリ水溶液は前記アルカリ化合物を10質量%以上含有する請求項1乃至8に記載に液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the alkaline aqueous solution contains 10% by mass or more of the alkaline compound in the hydrophilization treatment.
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