(57)【要約】【課題】保護層を備えたデバイスを提供する。【解決手段】デバイスに、三次元形状を有する構造用の流体不透過性の保護層を備える。三次元形状は駆動素子を含み得る。保護層は、保護層に破断がないように、かつ、保護層が厚過ぎて駆動素子が適切に機能できなくなることのないように付加される。【選択図】図１
2010240830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバを備えた本体と、
前記チャンバに隣接する駆動素子と、
前記駆動素子を被覆する保護層であって、前記保護層は硬化有機材料から形成され、前記硬化有機材料は硬化温度が２４０℃未満のレジストから得られる、保護層と、
を含む、駆動素子を有するデバイス。
【請求項２】
前記保護層は、前記駆動素子のいかなる部分も露出させない連続層である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記駆動素子に直接隣接する領域の前記保護層の厚さは５μｍ未満である、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記駆動素子の角部に隣接する前記保護層の厚さは少なくとも１μｍである、請求項１乃至３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記保護層はＳＵ−８から形成される、請求項１乃至４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記保護層の厚さは、前記駆動素子に隣接するがその上にはない領域において、前記駆動素子の厚さの約２分の１未満である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記保護層は、前記駆動素子の中心部を覆う厚さｘと、前記駆動素子の縁端を覆う厚さｙと、前記本体の遠心側にある前記駆動素子の角部に隣接した厚さｚと、を有し、ｘ＜ｙかつｚ＞１μｍである、請求項１乃至６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
前記厚さｘが２μｍより大きい、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記厚さｚが２μｍより大きい、請求項７又は８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記駆動素子が電極を備え、前記駆動素子上の前記保護層の厚さが前記電極の厚さより薄い、請求項１乃至９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１１】
第１ダイと第２ダイとを備える基板であって、
前記第１ダイが前記基板の中心により近い位置にあり、前記第２ダイが前記基板の縁端により近い位置にあり、前記第１ダイ及び前記第２ダイのそれぞれは請求項１乃至１０のいずれかに記載のデバイスを備え、
前記第１ダイ上の領域及びそれに対応する前記第２ダイ上の領域であってそれぞれの領域が同じ一組の機構によって取り囲まれる各領域において、前記第１ダイ上の前記領域における前記保護層の厚さは、前記第２ダイ上の前記領域における前記保護層の厚さとの差が約１０％以内である、基板。
【請求項１２】
前記第１ダイは前記第２ダイと同一の機構配置を有する、請求項１１に記載の基板。
【請求項１３】
駆動素子を有するデバイス上に硬化性有機材料の層を噴霧する工程であって、前記有機材料は２４０℃未満の温度で硬化可能である、工程と、
前記駆動素子の各々の中心部を覆う前記有機材料をそこから除去する工程と、
前記デバイス上に前記硬化性有機材料の後続の層を噴霧して保護層を形成する工程と、を含み、
前記保護層は、あらゆる領域において少なくとも１μｍの厚さを有する連続層である、保護層の形成方法。
【請求項１４】
前記後続の層の噴霧により前記駆動素子のいかなる部分も露出させない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記硬化性有機材料の層の噴霧はＳＵ−８の層の噴霧を含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記有機材料の除去は、前記駆動素子の縁端を覆う前記有機材料のそこからの除去を含む、請求項１３乃至１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記有機材料の除去は、前記駆動素子の縁端を覆う前記有機材料のそこからの除去を含まない、請求項１３乃至１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記駆動素子を覆う前記後続の層の一部をそこから除去する工程と、
前記後続の層の残り部分と前記駆動素子との上に追加の層を付加する工程と、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記保護層が上に形成されたダイに、ハウジングを加える工程であって、前記ハウジングと前記ダイとが共になって空洞を形成する、工程と、
前記空洞に流体を充填する工程であって、それにより前記流体は前記保護層と接触するが、前記流体が前記駆動素子に接触することは前記保護層によって防止される、工程と、
を更に含む、請求項１３乃至１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記駆動素子を覆う前記保護層の最大厚さは、その駆動素子の厚さの３分の１である、請求項１３乃至１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記駆動素子上の前記保護層の厚さは、前記駆動素子上以外の前記保護層の厚さ未満である、請求項１３乃至２０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電子機械（ＭＥＭＳ）デバイスにフォトイメージャブル材料を使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトイメージャブル材料は、半導体デバイスなどにおいて、パターニングされた層を形成するための好都合な手段を提供する。フォトイメージャブル材料をパターニングする例示的な方法は、材料を放射線、例えば光に露光し、現像して不要な部分の材料を除去し、所望のパターンを形成することである。ある種のフォトイメージャブル材料は、構成要素又は層を結合する接着剤としても機能することができる。こうした接着性により、幅広い平面性又は粗面性の物体を接合することが可能となる。フォトイメージャブル材料は、構造の加工にも使用することができる。
【０００３】
流体を保持するように設計される流体分配デバイスは、当該流体から保護される必要がある場合がある。これは、デバイスが、電子部品などの精密な構成要素、又はセラミックなどの多孔質材料から形成されることに起因し得る。例えば、電子部品が流体にさらされると、動作中にショートが起こり、デバイスが使用不能となる可能性がある。構成要素を流体から保護する一方法は、構成要素を流体不透過性材料で被覆することである。かかる被覆に好適な材料は、硬化して不透過層を形成することができる形状追随性材料である。そこで、フォトイメージャブル材料などの材料を使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００９９４６７号明細書
【特許文献２】特開平１１−２０７９５７号公報
【特許文献３】特開２００２−３０１８２４号公報
【特許文献４】米国特許第４，８８２，２４５号明細書
【特許文献５】米国特許第７，０４７，６４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
不透過層の形成に伴い起こり得る一つの問題は、層が付加される構成要素が、変化がある表面形状を有する、即ち形状が平坦でないアセンブリである場合である。形状追随性層を非平面的な表面、例えば凹凸を有する表面に付加すると、層は薄い部分と厚い部分とを有することになり得る。薄い部分は凸部の角部近傍により多く現れ得る。したがって、下層のいずれの機構の角部も保護するのに十分な厚さがあり、かつ破断を被る可能性の低い層を得るためには、デバイス全体にある程度厚い層を付加することが必要となり得る。しかしながら、連続的な保護層を得ようとすることは、保護層が一部の領域で過剰に厚くなるという望ましくないことと拮抗する。ある種のデバイス、例えば、作動時に動くことが求められる駆動素子を有するＭＥＭＳデバイスでは、過度に厚い保護層が駆動素子を被覆すると、その層はデバイスの動作上、不利益であり得る。具体的には、駆動素子上の保護層が過度に厚いと、駆動素子は適切に動いたり収縮又は伸張したりすることができなくなり得る。更に、形状追随性材料のある種の付加では、ある範囲、例えばウエハの中心部において、別の範囲、例えばウエハの縁端より厚い層が形成され易い。スピンコーティングは、かかる不均一な層を形成し得る。したがって、スプレーコーティングなどの、スピンコーティング以外の堆積方法が望ましいことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、駆動素子を有するデバイスが提供される。このデバイスは、チャンバを備えた本体と、チャンバに隣接する駆動素子と、を有している。保護層が駆動素子を被覆する。保護層は硬化有機材料から形成される。硬化有機材料は、硬化温度が２４０℃未満のレジストから得られる。
【０００７】
別の態様では、駆動素子を有するデバイスを備えた基板が提供される。この基板は、第１ダイと第２ダイとを備える。第１ダイは基板の中心により近い位置にあり、第２ダイは基板の縁端により近い位置にある。第１ダイ及び第２ダイのそれぞれは、駆動素子を有するデバイスを備える。第１ダイ上の領域及びそれに対応する第２ダイ上の領域であってそれぞれの領域が同じ一組の機構によって取り囲まれる各領域において、第１ダイ上の領域における保護層の厚さは、第２ダイ上の領域における保護層の厚さとの差が約１０％以内である。
【０００８】
更に別の態様では、保護層の形成方法が提供される。この方法は、駆動素子を有するデバイス上に硬化性有機材料の層を噴霧する工程を含み、その有機材料は、２４０℃未満の温度で硬化可能である。駆動素子の中心部を覆う有機材料は、そこから除去される。デバイス上に硬化性有機材料の後続の層が噴霧され、保護層を形成する。保護層は、あらゆる領域において少なくとも１μｍの厚さを有する連続層である。
【０００９】
ここで説明されるデバイス及び方法の一つ又は複数の実施形態は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を有することができる。保護層は、駆動素子のいかなる部分も露出させない連続層であり得る。駆動素子に直接隣接する領域の保護層の厚さは、５μｍ未満であり得る。駆動素子の角部に隣接する保護層の厚さは、少なくとも１μｍであり得る。保護層はＳＵ−８から形成することができる。保護層の厚さは、駆動素子に隣接するがその上にはない領域において、駆動素子の厚さの約２分の１未満であり得る。保護層は、駆動素子の中心部を覆う厚さｘと、駆動素子の縁端を覆う厚さｙと、本体の遠心側にある駆動素子の角部に隣接した厚さｚと、を有し、ｘ＜ｙかつｚ＞１μｍであり得る。厚さｘは２μｍより大きくてもよい。厚さｚは２μｍより大きくてもよい。駆動素子は電極を備えることができ、駆動素子上の保護層は電極の厚さより薄くてもよい。第１ダイは、第２ダイと同一の機構配置を有することができる。後続の層の噴霧は、駆動素子のいかなる部分も露出したままにすることのないものであってよい。硬化性有機材料の層の噴霧は、ＳＵ−８の層の噴霧を含むことができる。有機材料の除去は、駆動素子の縁端を覆う有機材料の、そこからの除去を含んでも、又は含まなくてもよい。駆動素子を覆う後続の層の一部は、そこから除去することができ、及び後続の層の残り部分と駆動素子との上に追加の層を付加することができる。保護層が上に形成されたダイに、ハウジングを加えることができる。ハウジングとダイとは、共になって空洞を形成する。空洞に流体を充填することができ、それにより流体は保護層と接触するが、流体が駆動素子に接触することは保護層によって防止される。有機材料は樹脂であってもよい。駆動素子を覆う保護層の最大厚さは、その駆動素子の厚さの３分の１であることができる。駆動素子上の保護層の厚さは、駆動素子上以外の保護層の厚さ未満であることができる。
【００１０】
ここで説明されるデバイス及び方法の一つ又は複数の実施形態は、以下の利点のうち一つなどの利点を提供し得る。フォトレジスト、例えばＳＵ−８は、平坦でない形状の表面にわたって薄い被覆として付加することが容易なため、優れた保護層を提供し得る。更に、ＳＵ−８は、特にＳＵ−８がデバイス上に噴霧されるとき、均一な厚さの層を形成することができる。材料は基板上に、例えばスピンコーティングではなく、スプレーコーティングされ、かつ単一の基板上に複数のダイを製造することができるため、材料は、基板の縁端にあるダイと比較したとき、基板の中心部にあるダイ上で均一な厚さを有することができる。即ち、中心部に位置するダイの凹部における保護層の厚さは、基板の縁端の近くに位置するダイの、同様の位置にある凹部における保護層の厚さとの差が５％以内であり得る。ＳＵ−８はまた、硬化温度が十分に低いため、ＳＵ−８の硬化工程がＳＵ−８を付加した層に影響を及ぼすこともなくなり得る。したがって、ＳＵ−８の硬化工程が駆動素子を構成するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の分極を消失させることはなくなり得る。ＳＵ−８など、材料によっては、焼成過程においてそれほど大きく収縮しない傾向がある。全厚の僅か数パーセントなど、材料はそれほど大きく収縮しないため、材料の下側の層又は構造には、材料の焼成、及びそれに続く材料の収縮に起因する応力がほとんど発生しない。ＳＵ−８は、最小厚さが０．１μｍで破断がなく、かつ最大厚さが、厚い領域において２０μｍ、及び薄い領域において５μｍの形状追随性層として付加されてもよい。
【００１１】
本発明の一つ又は複数の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明において示す。本発明の他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面から、かつ特許請求の範囲から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コーティングされたデバイスの断面図である。
【図２】コーティングされたデバイスの断面図である。
【図３】デバイスのコーティング方法の工程を示す。
【図４】デバイスのコーティング方法の工程を示す。
【図５】デバイスのコーティング方法の工程を示す。
【図６】デバイスのコーティング方法の工程を示す。
【図７】デバイスのコーティング方法の工程を示す。
【図８】デバイスのコーティング方法の工程を示す。
【図９】デバイスの別のコーティング方法の工程を示す。
【図１０】デバイスの別のコーティング方法の工程を示す。
【図１１】保護コーティングを有するプリントデバイスの断面図を示す。
【００１３】
それぞれの図面における同様の参照符号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１において、機構１５を覆う例示的な保護層２５が示される。機構１５は層１０の上にあり、層１０の遠心側に角部２０を有する。保護層２５は、レジストなどの形状追随性材料、例えば、ＳＵ−８などのエポキシベースの近紫外線ネガ型レジストで形成される。ＳＵ−８の代替例として、２４０℃未満の温度、例えば２２０℃未満の温度、例えば約２００℃で硬化する別の種類のレジストを使用することもできる。レジストが層１０及び機構１５上にスピンコーティングされる場合、レジストは、機構の角部２０で非常に薄くなり、そのため角部２０がレジストを通じて露出する可能性が高くなり得る。更に、層１０上にあるが、機構１５と近接していない保護層２５の領域３０は、層の破断を防止できないほど過剰に薄くなり得る。
【００１５】
保護層２５は、機構１５の角部２０が保護層２５を通じて露出せず、かつ機構１５から離れている領域３０が薄過ぎることのないように付加される。更に、保護層２５は機構１５を覆う領域４０において厚過ぎることはない。実施形態によっては、機構１５は駆動素子であり、これは作動時、駆動素子の下にある層の撓曲を生じさせることが可能でなければならない。実施形態によっては、層１０は、駆動素子に関連する導電層である。好適な駆動素子は圧電材料を備えることができ、参照により本明細書に援用される、米国特許出願公開第２００５−００９９４６７号明細書に更に記載されている。駆動素子が収縮又は伸張すると、駆動素子に隣接する層が撓曲する。駆動素子に隣接する層は、通常、駆動素子に隣接する本体１２内のチャンバ１３の壁を画成する。壁が撓曲すると、チャンバ１３のサイズが変化し得る。チャンバ１３のサイズの変化によって、チャンバ１３内の流体がチャンバ１３から押し出され得る。したがって、駆動素子が収縮又は伸張できずに撓曲を生じさせることができない場合、デバイスは適切に機能しないことがあり得る。したがって、領域４０、即ち機構１５の中心部分を覆って位置する領域における保護層２５の最大厚さは、適切なデバイス機能を保証することが求められ得る。
【００１６】
図１に示される保護層２５の領域４０における厚さは、駆動素子を機能させるのに十分な薄さである。厚さが約５〜２５μｍ、例えば約１０〜２０μｍ、例えば約８〜１８μｍ、例えば約１６μｍの圧電駆動素子では、領域４０における保護層２５の厚さは駆動素子の厚さ未満、例えば駆動素子の厚さの約１／２未満、例えば駆動素子の圧電層の厚さの約１／４〜１／３、例えば圧電層の厚さの約１／６〜１／４．５である。例えば、領域４０における保護層は、約１〜８μｍの厚さ、例えば約２〜５μｍの厚さであり得る。厚さが約１〜１０μｍ、例えば約２〜４μｍの圧電駆動素子では、保護層は、最も薄い領域で約０．５〜２μｍの厚さであり得る。
【００１７】
保護層２５は、機構１５の角部２０に近接した領域４２において、領域４０よりも幾分か薄くなり得る。いずれの場合にも、機構１５の角部２０は保護層２５を貫通して出ることはなく、かつ保護層２５に開口はない。保護層２５はまた、機構１５の遠心側にある領域３０、即ち、機構１５とそれに隣接する機構との間に形成される凹部において（図３の二つの機構間にある凹部を参照）、機構１５上にある領域４０より厚い。実施形態によっては、機構１５から計測したときの領域４２における保護層２５の最小厚さは、少なくとも０．１〜０．３μｍである。角部における保護層２５の厚さは、圧電層の厚さの約１／１６〜１／５、例えば約１／１６〜１／８であり得る。実施形態によっては、保護層は領域４２において、０．９μｍより厚く、例えば１μｍより厚く、例えば２μｍより厚く、例えば３μｍより厚い。
【００１８】
実施形態によっては、層１０は導電層であり、駆動素子は、層１０と反対側の駆動素子面に電極を備える。実施形態によっては、領域３０における保護層２５は電極より薄い。電極が４μｍの厚さの場合、保護層２５の厚さは領域４０において４μｍ未満である。実施形態によっては、保護層２５は、領域３０において機構１５の厚さより薄い。実施形態によっては、機構１５の遠心側の領域３０、即ち機構間の凹部における保護層２５の厚さは機構１５の中心部を覆う厚さより厚い。保護層の厚さは、約２〜８μｍ、例えば約４〜５μｍであり得る。駆動素子が圧電材料の層を備える場合、領域３０における保護層２５の厚さは、圧電層の厚さの１／８〜１／２、例えば約１／４〜１／３であり得る。
【００１９】
実施形態によっては、角部２０は、約９０度の角度２２をなす。他の実施形態では、角度２２は９０度より大きく、例えば９０〜１２０度である。９０度の角部上で１μｍの厚さの角部の保護層２５を形成するプロセスは、１２０度の角部上では、角部のより厚い層、例えば１．３μｍの厚さの層を形成することができる。したがって、機構上の角部の角度によって、機構の角部領域と中心領域との保護層の比がどの程度の厚さとなるかが決定され得る。
【００２０】
図２において、別の実施形態では、保護層２５は、機構１５の角部２０を覆う肩部３５を伴って形成される。肩部３５は、保護層２５の中心領域４０より厚い保護層２５の範囲である。実施形態によっては、肩部は、機構１５を覆う保護層より約０．５〜１μｍだけ厚い。実施形態によっては、機構１５は駆動素子であり、角部２０は駆動素子の動作にそれほど影響を有しない。したがって、機構１５の中心部を覆う保護層の厚さは所定の厚さ未満、例えば５μｍに維持される。肩部３５の近傍にある範囲４２における保護層２５の厚さは、角部からの保護材料の最小厚さをとるように計測すると、約１〜３μｍ、例えば約１〜２μｍである。
【００２１】
保護層の下にある機構又は層を露出させない保護層の形成方法が、以下の図に関連して説明される。複数の機構１５を示すのは図３のみであるが、いずれのデバイスも、複数の機構１５、ひいては機構１５の間の凹部を有することができる。
【００２２】
図３において、形状追随性を有する材料の第１層５０が、導電層１０及び機構１５に付加される。第１層５０は、スプレーコーティングによって付加される。レジスト層を三次元微小構造に付加することが可能な例示的スプレーコータは、アメリカ合衆国バーモント州ウォーターバリーセンターに所在するＳｕｓｓ  ＭｉｃｒｏＴｅｃ製のＧａｍｍａ  Ａｌｔａ  Ｓｐｒａｙである。層のコーティングに使用されるレジストは、ＳＵ−８であり得る。ＳＵ−８は、スプレーコーティングに好適な粘度、例えば、室温で約１０〜２５ｃＰ、例えば約１２ｃＰの粘度を有することができる。好適なＳＵ−８は、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ニュートンに所在するＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社から入手することができる。標準的なタイプのＳＵ−８は、ＳＵ−８を薄める材料、例えばシクロペンタノン又はγ−ブトロラクトン（ＧＢＬ）を添加することによって粘度を低くすることができる。ＳＵ−８の付加は、ノズル距離設定を約３とし、０．２ｍｌ／秒で噴霧し、ノズルを５０ｍｍ／秒で動かし、５０℃で行なうことができる。次に、レジストを６５℃で２分間、その後９０℃で２分間、ベークすることができる。
【００２３】
機構１５上の領域５５におけるレジスト層の厚さは、機構１５の間の領域５０におけるレジストの厚さとほぼ等しい。機構が駆動素子である場合、レジスト層の厚さは、圧電材料の厚さの１／２未満である。機構１５を覆わないが機構１５に隣接している層１０上の領域では、層は、厚さの中に窪み６０を呈する傾向がある。この窪み６０、即ち凹部により、層はそこで、機構１５から離れた凹部の領域５０の層より薄くなる。
【００２４】
図４において、機構上にあるＳＵ−８の部分はマスク材によって被覆し、凹部にあるＳＵ−８は露光させる。例えば、ＳＵ−８は、マスクを通じて約１０００ｍＪ／ｃｍ２まで露光させてもよい。次に、ポストベークが６５℃で２分間、その後９０℃で２分間、実施される。次に、機構の上面にあるＳＵ−８が現像液で除去される。これにより、機構１５に隣接する第１層の部分５１を残して、機構１５を覆うＳＵ−８が剥がされる。実施形態によっては、マスクは機構の上表面と重ならない開口を有し、上表面からＳＵ−８が完全に剥がされる。
【００２５】
二段階付加法によって、窪み６０が生じがちなところである機構の隣接領域における０．９μｍより薄いスポットをなくすことができる。薄いスポットをなくすことは、機構１５を覆う５μｍの最大厚さを維持することと同時に行なうことができる。
【００２６】
図５において、ＳＵ−８の第２層６５が、機構１５の上面と、機構１５の上面にない第１層の部分５１との上に堆積される。機構１５の間の領域における、第２層６５と第１層の部分５１とを合わせた最大厚さは、機構の高さの１／２未満であるか、又は機構が駆動素子である場合には、圧電材料の厚さの１／２未満である。第２層６５の厚さは、機構１５を覆う層の全厚である。したがって、機構１５の上面にあるＳＵ−８の厚さは、機構１５の間の凹部における厚さ未満である。ＳＵ−８は、２００℃で２時間の最終硬化に供されることができる。
【００２７】
図６において、図３に関連して説明されたのと同様のスプレーコーティング法が実施される。しかしながら、機構１５を覆う領域５５は、完全には剥がされていない。むしろ、マスクは、機構１５の一つ又は複数の縁端に被さるＳＵ−８層を被覆しない。したがって、図７に示されるとおり、第１層５０がパターニングされるときに、第１層は、機構１５の間及び機構１５の一つ又は複数の縁端の上に部分的に残る。露光及び現像工程によって機構の縁端にＳＵ−８の肩部１５７が置かれる。
【００２８】
実施形態によっては、機構１５の形状に応じて、マスクによって保護される機構１５の縁端上に形成される保護層の厚さは、露光中にマスクによって保護されない縁端上の厚さより、僅かに薄いだけである。この差は、僅か０．１μｍ又は０．２μｍほどであり得る。しかしながら、たとえ小さい厚さの差であっても、不透過性の保護層を提供することができる。
【００２９】
図８において、ＳＵ−８の第２層１６０が付加される。第２層１６０は、機構間の凹部で最も厚く機構の中心部分で最も薄い保護層を形成する。層の付加、ＳＵ−８の第１層の露光及び現像によって形成された肩部１５７は、更に高い肩部１６５を形成する。しかしながら、ＳＵ−８の厚さは、機構の縁端から僅か１０μｍ程度、又はデバイスの縁端から僅か５μｍ未満程度の範囲の、機構の極めて縁端に近い部分においてだけ、機構の中心部における厚さより厚くされる。
【００３０】
図８に示される実施形態は最終保護層であり得るが、図９において、再びパターニングの工程を実施して、機構１５の中心部１７０を覆う任意の第２層１６０を、そこから除去することができる。これにより、機構１５の縁端でより厚い保護材料の層が形成される。パターニングされた第２層１６２は、機構１５の間の凹部を覆って残る。図９の状態から、図１０に示すように、ＳＵ−８の第３層１８０が、機構１５、機構１５並びに層１０上のＳＵ−８の肩部、及び機構１５の隣並びに機構１５の間を覆って付加される。
【００３１】
図１１において、流体吐出用デバイスの断面図が示される。デバイスの本体２００は、流体チャンバ２１０及びポンプ室２１５と内部の流路とを有する。流体流路及びチャンバを膜２３０が被覆している。膜２３０の流体チャンバ２１０及びポンプ室２１５と反対側の面に、チャンバ内の流体に対する曝露によって影響を受け易い層で形成された駆動素子がある。駆動素子は、下部導電層２４０即ち下部電極と、圧電材料の層２５０と、上部導電層２６０即ち上部電極と、を備えることができる。保護層３００が、上部電極と、圧電材料２５０と、隣接する層によって覆われない駆動素子の任意の他の部分とを被覆する。本体２００は、流体への曝露に耐食性を有する材料で形成される。
【００３２】
駆動素子はハウジング２７０内に収容される。これにより、流体を導入することのできるチャンバ３１０が形成される。流体は充填孔２２０を通じて本体２００に充填され、この充填孔２２０は流体チャンバ２１０及びポンプ室２１５と流体連通している。有効領域１９４、即ちポンプ室２１５上にある領域内の駆動素子にバイアスが印加されると、圧電材料が収縮又は伸張する。この厚さの変化によってポンプ室２１５を覆う膜２３０が撓曲する。電圧を一連のパルスとして印加すると、ポンプ室２１５の容積が変化し、それによってポンプ室２１５内の流体が強制的にノズル２９０から押し出される。流体が電子部品を取り囲んだままにしておくと、電子部品が一定温度に維持されるなど、利点を提供することができる。しかしながら、流体は電子部品に損傷を与え得るため、保護層３００が電子部品を完全に被覆することで、流体が電子部品と接触せずにショート又は腐食が起きないようにされる。
【００３３】
ＳＵ−８は、薄い被覆として駆動素子上に付加することが容易なため、優れた保護層を提供することができる。更に、特にＳＵ−８がデバイス上に、スピンコーティングではなく、噴霧される場合、ＳＵ−８は均一な厚さの層を形成することができる。スピンコーティングは、所望の厚さより厚い層、例えば２５μｍ又は３０μｍより厚い層を形成し得る。材料は基板上に、スピンコーティングではなく、スプレーコーティングされ、かつ複数のダイを単一の基板上に製造することができるため、材料は、基板の縁端におけるダイと比較したとき、基板の中心部におけるダイ上に、又は基板の一方の端部におけるダイと比較して、基板の他方の端部におけるダイ上に、均一な厚さを有する。即ち、一方のダイ、例えば、中心に位置するダイ又は基板の一端部にあるダイの凹部における保護層の厚さは、基板の縁端の近くか、又は基板の他方の端部に位置するダイの同様の位置にある凹部における保護層の厚さとの差が１０％以内である。
【００３４】
ＳＵ−８はまた、硬化温度が十分に低いため、ＳＵ−８の硬化工程がＳＵ−８を付加した層に影響を及ぼすこともない。駆動素子にジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）が使用される場合、ＰＺＴは高温、例えば２４０℃より高い温度で分極が消失するので、駆動素子は過度に高温になってはならない。したがって、ＳＵ−８の硬化温度は２００℃前後であることから、最小厚さが０．１μｍで破断がなく、かつ最大厚さが、厚い領域において２０μｍ、及び薄い領域において５μｍの形状追随性層としてＳＵ−８を付加し、かつデバイスの他の層に悪影響を及ぼすことなく、そのままＳＵ−８を硬化させることを可能とし得る。
【００３５】
本発明の複数の実施形態について説明した。しかしながら、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更を行なうことができる、ということが理解されよう。したがって、他の実施形態は以下の特許請求の範囲の内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図５】
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