(57)【要約】【課題】半導体基板に貫通穴を開けることなく犠牲層を溶出できるようにすることで、歩留まりが良く、安価な液体吐出ヘッドとする。【解決手段】半導体基板１１上に、一方向に配列された複数の発熱素子１２と、半導体基板１１上に形成され、各発熱素子１２と対向する複数の吐出口１５が配列された被覆層１４と、半導体基板１１上に形成され、各発熱素子１２の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路１８とを備え、発熱素子１２により、個別流路１８に供給されたインクを吐出口１５から吐出するプリンタヘッド１０であって、個別流路１８上の被覆層１４に、開口部１７を形成する。【選択図】図１
2006297683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、一方向に配列された複数のエネルギー発生素子と、
前記基板上に形成され、各前記エネルギー発生素子と対向する複数の吐出口が配列された被覆層と、
前記基板上に形成され、各前記エネルギー発生素子の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路と
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記個別流路に供給された液体を前記吐出口から吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記個別流路上の前記被覆層に、開口部が形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記開口部は、前記吐出口以下の大きさとなっている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
基板上に、一方向に配列された複数のエネルギー発生素子と、
前記基板上に形成され、各前記エネルギー発生素子と対向する複数の吐出口が配列された被覆層と、
前記基板上に形成され、各前記エネルギー発生素子の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路と、
基体を貫通した共通流路が形成され、前記共通流路と前記個別流路とが連通するように前記基板が接着される液体供給部材と
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記共通流路から前記個別流路に供給された液体を前記吐出口から吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記個別流路上の前記被覆層に、開口部が形成されているとともに、
前記個別流路上の前記被覆層に取り付けられ、前記共通流路を形成するために貫通した部分をまたいで封止する天板を備える
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記開口部は、前記天板によって塞がれている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
液体を吐出するための複数のエネルギー発生素子が一方向に配列された基板上に、溶解可能な樹脂にて犠牲層を形成する第１工程と、
前記犠牲層上に、被覆層を形成する第２工程と、
前記第２工程と同時に又は前記第２工程後に行われ、前記被覆層に、各前記エネルギー発生素子と対向する複数の吐出口を形成する第３工程と、
前記犠牲層を溶出して、各前記エネルギー発生素子の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路を形成する第４工程と
を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記第３工程と同時に又は前記第３工程と相前後して行われ、前記個別流路上の前記被覆層に、開口部を形成する開口部形成工程
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記第３工程と同時に又は前記第３工程と相前後して行われ、各前記吐出口と前記個別流路を隔てた反対側の前記被覆層に、切断口を形成する切断口形成工程
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記開口部は、前記吐出口と前記切断口との中間に形成する
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記第４工程後に行われ、前記切断口に沿って前記基板を切断する切断工程
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
液体を吐出するための複数のエネルギー発生素子が一方向に配列された基板上に、溶解可能な樹脂にて犠牲層を形成する第１工程と、
前記犠牲層上に、被覆層を形成する第２工程と、
前記第２工程と同時に又は前記第２工程後に行われ、前記被覆層に、各前記エネルギー発生素子と対向する複数の吐出口を形成する第３工程と、
前記犠牲層を溶出して、各前記エネルギー発生素子の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路を形成する第４工程と、
基体を貫通した共通流路が形成された液体供給部材に対し、前記共通流路と前記個別流路とが連通するように前記基板を接着する第５工程と
を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記第３工程と同時に又は前記第３工程と相前後して行われ、前記個別流路上の前記被覆層に、開口部を形成する開口部形成工程と、
前記第５工程後に行われ、前記共通流路を形成するために貫通した部分をまたいで封止する天板を前記個別流路上の前記被覆層に取り付ける封止工程と
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記封止工程は、前記共通流路を形成するために貫通した部分を封止するとともに、前記開口部を塞ぐ
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インクジェットプリンタのプリンタヘッド等として用いられる液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法に関するものであり、詳しくは、吐出する液体の個別流路を形成するための犠牲層を短時間で溶出できるようにすることで、吐出口を形成した被覆層上に取り付ける天板の接着領域を大きく確保しても、被覆層にダメージを与えることがない液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体吐出ヘッドの一例として、サーマル方式のプリンタヘッドが知られている。このプリンタヘッドは、基板上に、一方向に配列された複数の発熱素子と、各発熱素子と対向する複数の吐出口が配列された被覆層と、それぞれの発熱素子までインクを供給する個別流路とを備えており、発熱素子を駆動してインクを吐出口から吐出し、印画を行うようになっている。
【０００３】
図１２は、このような従来のプリンタヘッド３０を示す側面の断面図である。
図１２に示すように、従来のプリンタヘッド３０は、インク供給部材４１と、このインク供給部材４１の上に接着されたチップ３１とを備えている。ここで、チップ３１は、半導体基板３２上に発熱素子３３を配列するとともに、発熱素子３３の上部に吐出口３４が位置するように被覆層３５を設けたものである。そして、発熱素子３３上の領域には、インクの個別流路３６が形成されており、半導体基板３２には、個別流路３６と連通する貫通穴３７が形成されている。
【０００４】
一方、インク供給部材４１は、アルミニウム、ステンレス、又は樹脂等を用いて機械加工によって形成されたものである。そして、図１２中、下面側にインク供給口４２を有しており、このインク供給口４２と連通して、インク供給部材４１の基体を貫通するように共通流路４３が形成されている。そのため、外部のインクタンク等（図示せず）からインク供給口４２を通じて共通流路４３内にインクが供給されるとともに、このインクは、チップ３１の貫通穴３７を通って個別流路３６内に入り込み、発熱素子３３の領域上を満たすようになる。
【０００５】
そして、この状態で発熱素子３３を駆動してインクを急速に加熱すると、発熱素子３３上に気泡が発生し、その気泡発生時の圧力変化により、発熱素子３３上のインクが吐出口３４からインク液滴として吐出される。また、吐出されたインク液滴は、印画紙等に着弾して画素を形成する。
【０００６】
ところで、図１２に示す従来のプリンタヘッド３０におけるチップ３１は、以下のようにして製造される。
すなわち、最初に、半導体製造技術等を用いてシリコン等の基板（半導体基板３２）上に発熱素子３３を形成する。次に、その上部に、溶解可能な樹脂、例えば、フォトレジスト等の感光性樹脂をフォトリソ技術でパターニング形成し、個別流路３６と対応する犠牲層を形成する。さらに、その犠牲層上に、例えば、スピンコート等で樹脂を塗布して構造体となる被覆層３５を形成する。
【０００７】
続いて、この被覆層３５に、ドライエッチングや、例えば、この被覆層３５が感光性樹脂であれば、フォトリソ技術によって吐出口３４を形成する。その後、半導体基板３２の裏面からウェットエッチング等で貫通穴３７を開け、この貫通穴３７から犠牲層の溶解液（犠牲層が感光性樹脂であればその現像液）を流し込み、犠牲層を溶解して除去する。これにより、半導体基板３２上に個別流路３６が形成されたチップ３１が製造される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３４３８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１に記載の技術では、個別流路３６を形成するための犠牲層の溶出に際して、半導体基板３２の裏面から貫通穴３７を開けている。ここで、半導体基板３２に貫通穴３７を開ける工程は、一般的に、異方性ウエットエッチング技術やドライエッチング技術のいずれか一方で、又は双方を併用して行われる。
【０００９】
しかし、異方性ウエットエッチング技術を使用する場合には、以下の問題がある。
すなわち、第１に、エッチレートが非常に遅い（０．５〜１．０μｍ／ｍｉｎ前後）ため、例えば、６００μｍ程度の半導体基板３２に貫通穴３７を開けるには、最低でも１０時間程度が要であり、製造時間がかかりすぎるという問題がある。
【００１０】
また、第２に、貫通穴３７を開ける際に、貫通穴３７以外の領域にエッチングマスクとなる部材を形成する必要があるため、工程が複雑になるという問題がある。
さらにまた、第３に、半導体基板３２の表面に、例えば、アルミニウムの端子（ＰＡＤ）等がある場合には、エッチング液が表面に回り込むと侵食されてしまうので、エッチング液が表面に回り込まないようにするか、又はエッチング液が回り込んでも問題が生じないように、保護膜を付ける等の工夫が必要になるという問題がある。
【００１１】
一方、ドライエッチング技術を使用する場合でも、以下の問題がある。
すなわち、第１に、エッチレートが異方性ウエットエッチング技術よりもさらに遅いという問題がある。
また、第２に、異方性ウエットエッチング技術における第２の問題点と同様に、エッチングマスクが必要となるという問題がある。
【００１２】
このように、犠牲層の溶出に際して、半導体基板３２の裏面に貫通穴３７を開けることは、異方性ウエットエッチング技術やドライエッチング技術を使用することとなり、その結果、製造工程が複雑化し、製造時間も長くなる。そのため、プリンタヘッド３０の歩留まりが悪く、高コストとなってしまう。
【００１３】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、半導体基板に貫通穴を開けることなく犠牲層を溶出できるようにすることで、歩留まりが良く、安価に液体吐出ヘッドを製造できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つある請求項１の発明は、基板上に、一方向に配列された複数のエネルギー発生素子と、前記基板上に形成され、各前記エネルギー発生素子と対向する複数の吐出口が配列された被覆層と、前記基板上に形成され、各前記エネルギー発生素子の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路とを備え、前記エネルギー発生素子により、前記個別流路に供給された液体を前記吐出口から吐出する液体吐出ヘッドであって、前記個別流路上の前記被覆層に、開口部が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項１の発明においては、基板上に形成された被覆層に、吐出口とともに開口部が形成されている。そのため、溶解液によって犠牲層を溶解するに際して、基板に貫通穴を開けなくても、吐出口及び開口部から犠牲層を溶出させることができる。すなわち、液体吐出ヘッドの個別流路は、吐出口及び開口部から犠牲層を溶出することによって形成されたものとなる。
【００１６】
また、本発明の他の１つである請求項５の発明は、液体を吐出するための複数のエネルギー発生素子が一方向に配列された基板上に、溶解可能な樹脂にて犠牲層を形成する第１工程と、前記犠牲層上に、被覆層を形成する第２工程と、前記第２工程と同時に又は前記第２工程後に行われ、前記被覆層に、各前記エネルギー発生素子と対向する複数の吐出口を形成する第３工程と、前記犠牲層を溶出して、各前記エネルギー発生素子の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路を形成する第４工程とを含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第３工程と同時に又は前記第３工程と相前後して行われ、前記個別流路上の前記被覆層に、開口部を形成する開口部形成工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明においては、第１工程から第４工程までを含む工程により、液体吐出ヘッドが製造される。そして、この液体吐出ヘッドの製造工程には、被覆層に開口部を形成する開口部形成工程が含まれている。そのため、溶解液によって犠牲層を溶解し、個別流路を形成するに際して、基板に貫通穴を開けなくても、吐出口及び開口部から犠牲層を溶出させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、被覆層に開口部が形成されており、個別流路は、吐出口及び開口部から犠牲層を溶出して形成されたものとなっている。そのため、基板に貫通穴が形成されていない液体吐出ヘッドとすることができる。また、犠牲層の溶出にかかわらず、個別流路上の開口部は、個別流路内の液体中に存在する気泡を除去するための開口ともなるので、液体の吐出特性が安定した液体吐出ヘッドとなる。なお、開口部からの液体の漏出が懸念される場合には、開口部を塞ぐことにより、液体漏れを確実に防止した液体吐出ヘッドとすることができる。
【００１９】
また、請求項５の発明によれば、開口部形成工程により、吐出口及び開口部から犠牲層を溶出して個別流路を形成し、液体吐出ヘッドを製造することができる。そのため、基板に貫通穴を形成する工程が不要となり、歩留まりが良く、安価に液体吐出ヘッドを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明における液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の実施形態では、液体としてインクを吐出するサーマル方式のインクジェットプリンタヘッド（以下、単に「プリンタヘッド」という。）及びその製造方法を例としている。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のプリンタヘッド１０を示す側面の断面図である。
また、図２は、第１実施形態のプリンタヘッド１０を示す平面の断面図である。
図１に示すように、第１実施形態のプリンタヘッド１０は、１つのチップ２０がインク供給部材２１（本発明における「液体供給部材」に相当するもの）に接着されており、チップ２０の上面とインク供給部材２１の上面とをまたぐようにして、天板２４を貼り付けてある。
【００２２】
ここで、チップ２０は、図１及び図２に示すように、半導体基板１１（本発明における「基板」に相当するもの）上に、一方向に配列された複数の発熱素子１２（本発明における「エネルギー発生素子」に相当するもの）と、各発熱素子１２と対向する複数の吐出口１５が形成された被覆層１４と、各発熱素子１２の配列方向と直交する方向に伸びる個別流路１８とを備えている。また、個別流路１８と連通する発熱素子１２上の領域は、液室１９となっている。一方、インク供給部材２１は、図１に示すように、インク供給口２２と、共通流路２３とが形成されたものであり、共通流路２３は、個別流路１８と連通している。
【００２３】
そして、天板２４により、インク供給部材２１の共通流路２３を形成するために貫通した部分が封止されるとともに、被覆層１４に形成された個別流路１８上の開口部１７が塞がれている。そのため、インク供給口２２からインク供給部材２１の内部にインクが入り込むと、インクは、共通流路２３を通って、チップ２０の個別流路１８及び液室１９内に入り込む。この状態で発熱素子１２が加熱されると、発熱素子１２上のインクに気泡が発生し、その気泡発生時の圧力変化（気泡の膨張及び収縮）により、インクの一部がインク液滴として吐出口１５から吐出される。
【００２４】
図３から図６は、図１及び図２に示す第１実施形態のプリンタヘッド１０の製造方法における中間の工程を順に説明する側面の断面図である。
先ず最初に、図３は、半導体基板１１上に、犠牲層１３を形成する第１工程（図３（ａ））と、犠牲層１３上に、被覆層１４を形成する第２工程（図３（ｂ））とを示す図である。すなわち、図３（ａ）に示すように、シリコン、ガラス、又はセラミックス等からなる半導体基板１１上に、例えば、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を使用して発熱素子１２を形成する。ここで、発熱素子１２は、図３（ａ）中、紙面と垂直な方向において、一方向に連続して所定ピッチで配列されており、例えば、６００ＤＰＩの解像度を有するプリンタヘッド１０の場合には、各発熱素子１２間のピッチは、４２．３μｍとなる。
【００２５】
そして、少なくとも発熱素子１２上の液室となる領域を含むとともに、個別流路となる領域に、犠牲層１３を形成する（第１工程）。この犠牲層１３は、液室や個別流路を形成するために、溶解可能な樹脂、例えば、フォトレジスト等の感光性樹脂を半導体基板１１及び発熱素子１２の上にスピンコート等の方法によって塗布し、フォトリソ技術で液室及び個別流路のパターンを形成したものである。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示すように、犠牲層１３の上に、例えば、感光性レジストをスピンコート等の方法によって塗布し、犠牲層１３が形成された領域を含む領域に、被覆層１４を形成する（第２工程）。この被覆層１４は、一般的なノズルシート及びバリア層としての機能を有する層である。
【００２７】
図４は、図３（ｂ）に示す第２工程で形成した被覆層１４に、吐出口１５を形成する第３工程、切断口１６を形成する切断口形成工程、及び開口部１７を形成する開口部形成工程（図４（ａ））と、犠牲層１３を溶出して個別流路１８を形成する第４工程（図４（ｂ））とを示す図である。なお、第１実施形態では、吐出口１５、切断口１６、及び開口部１７を同時に形成しているが、第４工程の前であれば、別々に形成することもできる。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、吐出口１５は、各発熱素子１２の真上に位置する被覆層１４に形成する（第３工程）。ここで、吐出口１５は、例えば、被覆層１４が感光性樹脂であれば、犠牲層１３まで到達するように、すなわち、被覆層１４を貫通するようにして、例えば、フォトリソ技術でパターニング形成される。
【００２９】
また、同時に、同様にして、半導体基板１１を切断するダイシングライン１１ａの上方に、ダイシングの際の切断口１６を形成する（切断口形成工程）。すなわち、ダイシングライン１１ａ上の被覆層１４を除去して下層の犠牲層１３を露出させ、切断口１６を形成する。さらにまた、同時に、同様にして、犠牲層１３を被覆層１４の外部に溶出するための開口部１７を形成する（開口部形成工程）。なお、吐出口１５、切断口１６、及び開口部１７の同時形成に際しては、これらを同時に形成できるフォトマスクを使用するれば良い。
【００３０】
ここで、開口部１７は、吐出口１５と切断口１６との中間に形成し、次工程（第４工程）での犠牲層１３の溶出の際に、吐出口１５及び切断口１６を含め、３ヶ所から効率的に犠牲層１３が溶出されるようする。すなわち、吐出口１５、切断口１６、及び開口部１７からの犠牲層１３の溶出量をほぼ均一にすることにより、犠牲層１３の溶出時間の短縮を図っている。
【００３１】
この点についてさらに詳述すると、犠牲層１３を溶出するために必要な時間が長くなると、犠牲層１３の溶解液によって被覆層１４が浸食され、膨潤による形状の崩れや剥がれといった品質不良を引き起こす。そのため、犠牲層１３は、速やかに溶出されることが好ましい。そこで、開口部１７を形成して犠牲層１３の溶出のための開口とし、しかも、開口部１７を吐出口１５と切断口１６との中間に形成して、最も短時間で犠牲層１３が溶出されるようにしている。
【００３２】
また、犠牲層１３の溶出の面では、開口部１７は、大きく形成することが好ましく、その形状は、四角形でも円形等であっても良い。ただし、吐出口１５と同じ大きさ、形状としておけば、仕上がり形状の検査の際に、吐出口１５に対応した抜取り検査だけを行えば良く、開口部１７に合わせた検査を省略することができるので、検査の簡略化のために、第１実施形態では、開口部１７を吐出口１５と同じ大きさ、形状としている。
【００３３】
なお、第１実施形態では、開口部１７からのインクの漏れを防止するため、後工程の封止工程で、開口部１７を天板で塞ぐので、開口部１７の位置は、天板の接着シロの領域（天板接着シロ領域）の内部としている。そして、この場合、開口部１７を大きく形成すると、その分だけ被覆層１４と天板との接着面積が少なくなってしまうが、第１実施形態では、開口部１７を吐出口１５と同程度の大きさとしているので、十分な接着面積が確保される。
【００３４】
次に、半導体基板１１、犠牲層１３、及び被覆層１４を、犠牲層１３が溶解する溶解液が充填された液槽内に浸漬する。そして、図４（ｂ）の矢印で示すように、吐出口１５、切断口１６、及び開口部１７からそれぞれ犠牲層１３を溶出し、各発熱素子１２の配列方向（図４中、紙面と垂直な方向）と直交する方向（図４中、紙面と平行な方向）に伸びる被覆層１４を流路壁とした個別流路１８を形成する（第４工程）。なお、溶解液は、犠牲層１３が感光性レジストであれば、その現像液を使用する。
【００３５】
このように、半導体基板１１、犠牲層１３、及び被覆層１４を溶解液に浸漬すると、犠牲層１３が溶解液によって溶解され、流動体となって、図４（ｂ）に示すように、吐出口１５、切断口１６、及び開口部１７から被覆層１４の外部に溶出する。その一方で、半導体基板１１及び被覆層１４は、溶解液による浸漬の前後で形状等の変化はない。これにより、犠牲層１３が存在していた部分が空隙となり、この部分が個別流路１８及び液室１９となる。そのため、犠牲層１３の溶出後は、被覆層１４が構造体となり、被覆層１４に形成された吐出口１５が個別流路１８と連通する。また、発熱素子１２が液室１９の内部に存在するようになる。
【００３６】
なお、比較例として、開口部１７を形成せず、吐出口１５及び切断口１６のみから犠牲層１３が溶出するようにしたところ、約２倍の時間が必要であった。すなわち、本実施形態の場合には、比較例の約半分の時間で、犠牲層１３を溶出できることとなる。したがって、犠牲層１３を溶出させるための開口部１７を形成することにより、溶出時間の飛躍的な短縮が可能となる。また、被覆層１４が犠牲層１３の溶解液によって浸食されることもない。
【００３７】
図５は、半導体基板１１を切断し（図５（ａ））、１つのチップ２０とする（図５（ｂ））切断工程を示している。
この切断工程では、図５（ａ）に示すように、ダイサー５０を使用して半導体基板１１を切断する。すなわち、被覆層１４の切断口１６（図４参照）に対応するダイシングライン１１ａに沿って半導体基板１１を切断する。すると、図５（ｂ）に示すように、被覆層１４に、吐出口１５及び開口部１７が形成され、半導体基板１１上に、個別流路１８及び液室１９が形成された１つのチップ２０となる。
【００３８】
図６は、このようなチップ２０を接着する第５工程を示している。
図６に示すように、チップ２０は、個別流路１８の開口面側が共通流路２３と連通するようにしてインク供給部材２１に接着される（第５工程）。このインク供給部材２１は、別途、機械加工等で作成した、例えば、アルミニウム、ステンレス、セラミックス、又は樹脂等からなるもので、図６中、上下方向に基体を貫通する貫通穴が形成されている。そして、この貫通穴の下面側がインク供給口２２となり、その内部が共通流路２３となっている。
【００３９】
ここで、インク供給部材２１は、図６に示すように、共通流路２３を隔ててチップ２０が接着される側の上面が反対側の上面よりも低く形成されている。そして、チップ２０が接着されると、チップ２０の被覆層１４の上面とインク供給部材２１のチップ２０が接着されない側の上面とがほぼ面一となる。そのため、図１に示すように、チップ２０の被覆層１４の上面とインク供給部材２１の上面とをまたぐようにして、天板２４を接着することができる（封止工程）。
【００４０】
この天板２４は、例えば、ポリイミドやＰＥＴ等の樹脂フィルム、又はニッケル、アルミニウム、ステンレス等の金属箔から形成されたシート状の部材であり、図１に示すように、被覆層１４上の天板接着シロ領域に、接着剤によって取り付けられる。なお、接着剤は、天板２４の下面、又は被覆層１４の天板接着シロ領域及びインク供給部材２１の上面に予め塗布されており、例えば、熱圧着等することによって貼り付ける。
【００４１】
これにより、インク供給部材２１の共通流路２３を形成するために貫通したインク供給部材２１の上面側の開口は、天板２４によって封止される。すなわち、天板２４によって上面側の開口に蓋がされた状態となる。そのため、共通流路２３は、チップ２０と、インク供給部材２１と、天板２４とによって閉塞された流路となる。また、被覆層１４の開口部１７は、天板接着シロ領域にあるので、天板２４によって塞がれることとなる。
【００４２】
このように、図３から図６に示す各工程を経て、図１及び図２に示す第１実施形態のプリンタヘッド１０が製造される。そして、このプリンタヘッド１０の製造に際しては、特許文献１に記載の先行技術のように、半導体基板１１に対して貫通穴を形成する工程が不要となっている。そのため、第１実施形態のプリンタヘッド１０は、歩留まりが良く、安価に製造することができる。
【００４３】
また、被覆層１４上の天板接着シロ領域は、被覆層１４と天板２４との所望の接着強度を満たす必要から、ある一定以上の面積を確保しなければならない。一方、この天板接着シロ領域が大きくなればなるほど、その分だけ犠牲層１３が多く必要となり、犠牲層１３の溶出量が増加することとなる。すると、犠牲層１３を溶出するために要する時間が長くなり、その結果、被覆層１４が犠牲層１３の溶解液に浸食され、品質不良が発生するようになる。
【００４４】
しかし、第１実施形態のプリンタヘッド１０は、開口部１７の存在によって犠牲層１３が速やかに溶出されるので、天板接着シロ領域を大きく確保しても、犠牲層１３が短時間で溶出する。そのため、被覆層１４が浸食されることがなくなり、この点でも、第１実施形態のプリンタヘッド１０は、歩留まりが良く、安価に製造することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のプリンタヘッド１０ａを示す側面の断面図である。なお、第２実施形態で用いられているチップ２０は、第１実施形態と同一のものであり、インク供給部材２１ａや天板２４ａの材質も、第１実施形態と同一である。
図７に示すように、第２実施形態のプリンタヘッド１０ａは、チップ２０の数と、インク供給部材２１ａの形状とが第１実施形態と異なっている。すなわち、第１実施形態（図１参照）では、共通流路２３を隔ててインク供給部材２１の一方の側にチップ２０を接着している。これに対し、図７に示す第２実施形態では、インク供給部材２１ａの上面をフラットにし、共通流路２３を隔ててインク供給部材２１ａの両側にそれぞれチップ２０を接着したものである。
【００４６】
第２実施形態では、図７に示すように、２つのチップ２０の個別流路１８の開口面側が互いに共通流路２３側に向くとともに、各チップ２０が共通流路２３を隔てて対向して配置される。ここで、対向する各チップ２０が接着されるインク供給部材２１ａの上面の高さは等しいので、２つのチップ２０がそれぞれ接着されても、両チップ２０の被覆層１４の上面高さは等しくなる。そして、両チップ２０におけるそれぞれの被覆層１４をまたぐようにして、天板２４ａが取り付けられる。
【００４７】
このような第２実施形態のプリンタヘッド１０ａも、第１実施形態と同様に、半導体基板１１に対して貫通穴を形成する工程が必要ないので、歩留まりが良く、安価に製造することができる。また、開口部１７の存在によって犠牲層１３が速やかに溶出されるため、天板接着シロ領域を大きく確保しても、被覆層１４が浸食されることがなくなるので、この点でも、歩留まりが良く、安価に製造することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態のプリンタヘッド１０ｂを示す側面の断面図である。なお、第３実施形態で用いられているインク供給部材２１は、第１実施形態と同一のものであり、天板２４ｂの材質も、第１実施形態と同一である。
図８に示すように、第３実施形態のプリンタヘッド１０ｂは、チップ２０ｂの被覆層１４に形成された開口部１７ｂの大きさと、天板２４ｂの長さとが第１実施形態と異なっている。すなわち、第１実施形態（図１参照）では、吐出口１５と同じ大きさ、形状の開口部１７を形成し、天板２４によって開口部１７を塞いでいる。これに対し、図８に示す第３実施形態では、開口部１７ｂの大きさを吐出口１５よりも少しだけ小さくし、開口部１７ｂを天板２４ｂで塞がないようにしたものである。
【００４９】
このような第３実施形態のプリンタヘッド１０ｂは、開口部１７ｂから犠牲層１３を溶出するために要する時間が第１実施形態及び第２実施形態よりも少しだけ長くなるが、先行技術よりも、歩留まりが良く、安価に製造することができることに変わりはない。そして、第３実施形態では、犠牲層１３を溶出した後の開口部１７ｂが塞がれていないので、この開口部１７ｂが個別流路１８内のインク中に存在する気泡を除去するための開口ともなる。そのため、インクの吐出特性が安定したものとなっている。なお、開口部１７ｂは吐出口１５よりも小さいので、インクの表面張力により、吐出口１５からインクが吐出されても、開口部１７ｂからインクが漏れ出すことはない。
【００５０】
続いて、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図９は、実施例１のプリンタヘッド１０を示す側面の断面図である。
実施例１のプリンタヘッド１０の製造方法は、発熱素子１２が形成されたシリコンウエハー（半導体基板）上に、ポジ型フォトレジストＰＭＥＲ−ＬＡ９００（東京応化工業（株）製）を膜厚が１０μｍになるようにスピンコートで塗布し、マスクアライナーで露光した後、現像液（水酸化テトラメチルアンモニウム３％水溶液）で現像し、純水でリンス処理を行って個別流路１８等のパターンが形成された犠牲層とする。そして、この犠牲層のレジストパターン上に上述のマスクアライナーで全面露光を行い、窒素雰囲気中で２４時間自然放置する。
【００５１】
次に、このパターニングされた犠牲層のレジスト上に、さらに光硬化型のネガ型フォトレジストをスピンコートにより、膜厚が１０μｍになるように回転数を調整して塗布することによって被覆層１４を形成する。続いて、マスクアライナーで露光を行い、現像液（ＯＫ７３シンナー：東京応化工業（株）製）及びリンス液（ＩＰＡ）によって現像及びリンスを行う。さらに、発熱素子１２の上方に吐出口１５（直径１５μｍ）を形成するとともに、ダイシングライン上の切断口を形成する。同時に、吐出口１５と切断口との中間にも、開口部１７（実施例１では、吐出口１５と同じ直径１５μｍ）を形成する。
【００５２】
そして、ポジ型フォトレジストに対して溶解性を有する有機溶剤（ＰＧＭＥＡ）に超音波振動を加えながら、ポジ型フォトレストが完全に溶解・溶出するまで浸漬し続ける。続いて、ダイサーを用いてダイシングを行い、所望のチップ単位にカッティングし、チップ２０を形成する。なお、溶出の所要時間は、開口部１７を形成しない場合のほぼ半分の時間で終わる。また、溶出後の外観検査において、被覆層１４の剥れ不良や、形状の崩れ不良等の発生はない。
【００５３】
一方、ステンレス鋼から機械加工によりインク供給部材２１を形成する。そして、上記のチップ２０を、図９に示すように、チップ２０の個別流路１８の入口が共通流路２３側を向くようにして、シリコーン系の接着剤を用いて接着する。なお、接着条件は、常温で１時間の自然放置であり、この状態で、インク供給部材２１の上面とチップ２０の上面とがほぼ面一となるように予め設計してある。
【００５４】
次に、面一となっているインク供給部材２１の上面とチップ２０の上面との間に、予め所望の形状にカットした厚み２５μｍのポリイミドフィルム（天板２４）を被覆層１４上の天板接着シロ領域に合わせて貼り付ける。したがって、天板２４により、開口部１７を含め、インクが漏れないように蓋がされることとなる。なお、この天板２４には、予めフィルム状の接着剤が貼り付けてある。
【００５５】
その後、チップ２０を駆動するためのプリント基板２５の端子２７と、チップ２０上の端子２６（ＰＡＤ）とをワイヤーボンディングで接続し、さらにその部分がインクに触れないように、封止剤（エポキシ系接着剤）にて封止する。
【００５６】
実施例１のプリンタヘッド１０は、以上のようにして製造される。そして、このプリンタヘッド１０を用いてインクの吐出試験を行ったところ、被覆層１４の剥れや変形が原因と思われるインクの吐出時の曲がり、インクの不吐出等の問題は発生しなかった。
【００５７】
（実施例２）
図１０は、実施例２のプリンタヘッド１０ａを示す側面の断面図である。
実施例２のプリンタヘッド１０ａは、上記の実施例１と全く同様の方法によってチップ２０を製造し、インク供給部材２１ａに２つのチップ２０を接着したものである。すなわち、実施例２では、チップ２０を２つ使用し、図１０に示すように、対向するチップ２０の個別流路１８の入口が共通流路２３側を向くようにしてインク供給部材２１ａに接着する。
【００５８】
ここで、インク供給部材２１ａにおける各チップ２０の接着面は、高さが面一となるように設計されており、これらの面に接着された各チップ２０の被覆層１４の上面は、面一となっている。そのため、２つのチップ２０の被覆層１４の上面間に、実施例１と同様にして天板２４ａを貼り付けることができる。
【００５９】
実施例２のプリンタヘッド１０ａは、以上のようにして製造される。そして、このプリンタヘッド１０ａを用いてインクの吐出試験を行ったところ、２つのチップ２０における各被覆層１４の剥れや変形が原因と思われるインクの吐出時の曲がり、インクの不吐出等の問題は発生しなかった。
【００６０】
（実施例３）
図１１は、実施例３のプリンタヘッド１０ｂを示す側面の断面図である。
実施例３のプリンタヘッド１０ｂは、上記の実施例１と全く同様の方法によってチップ２０ｂを製造し、インク供給部材２１に接着したものである。ただし、実施例３では、チップ２０ｂの開口部１７ｂの大きさを吐出口１５（直径１５μｍ）よりも小さくし、天板２４ｂの貼付けに際して、開口部１７ｂを塞いでいない。ただし、開口部１７ｂは、インク漏れが生じないような大きさとしている。
【００６１】
このような実施例３のプリンタヘッド１０ｂを用いてインクの吐出試験を行ったところ、被覆層１４の剥れや変形が原因と思われるインクの吐出時の曲がり、インクの不吐出等の問題は発生しなかった。また、個別流路１８内のインク中の気泡が開口部１７ｂから除去されるようになり、吐出特性が安定したものとなった。
【００６２】
このように、実施例１から実施例３のプリンタヘッド１０（１０ａ，１０ｂ）は、被覆層１４と天板２０（２０ａ，２０ｂ）との接着強度を上げるために天板接着シロ領域を大きく確保しても、犠牲層を溶出するための開口部１７（１７ｂ）を設けることにより、犠牲層を短時間で溶出することが可能となっている。その結果、犠牲層の溶解液によって被覆層１４が浸食され、ダメージを受けることがなくなり、歩留まりの高いプリンタヘッド１０（１０ａ，１０ｂ）を製造することができるようになる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形等が可能である。
（１）本実施形態では、被覆層１４に形成された開口部１７を塞ぐ場合に、天板２４を使用しているが、天板２４に限らず、他の部材を用いて塞ぐこともできる。
【００６４】
（２）本実施形態では、吐出口１５と切断口１６との中間に開口部１７を形成し、犠牲層１３を溶出している。しかし、開口部１７の位置は、これに限られない。すなわち、吐出口１５、切断口１６、及び開口部１７のそれぞれの形状や大きさ等を考慮して、犠牲層１３を効率的に溶出することができるような位置等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施形態のプリンタヘッドを示す側面の断面図である。
【図２】第１実施形態のプリンタヘッドを示す平面の断面図である。
【図３】第１実施形態のプリンタヘッドの製造方法における中間の工程を順に説明する側面の断面図である。
【図４】図３の工程に続く工程を説明する側面の断面図である。
【図５】図４の工程に続く工程を説明する側面の断面図である。
【図６】図５の工程に続く工程を説明する側面の断面図である。
【図７】第２実施形態のプリンタヘッドを示す側面の断面図である。
【図８】第３実施形態のプリンタヘッドを示す側面の断面図である。
【図９】実施例１のプリンタヘッドを示す側面の断面図である。
【図１０】実施例２のプリンタヘッドを示す側面の断面図である。
【図１１】実施例３のプリンタヘッドを示す側面の断面図である。
【図１２】従来のプリンタヘッドを示す側面の断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，１０ａ，１０ｂ  プリンタヘッド（液体吐出ヘッド）
１１  半導体基板（基板）
１２  発熱素子（エネルギー発生素子）
１３  犠牲層
１４  被覆層
１５  吐出口
１６  切断口
１７  開口部
１８  個別流路
２１  インク供給部材（液体供給部材）
２３  共通流路
２４  天板
【図１】
2006297683.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006297683.tif 000007
【図６】
2006297683.tif 000008
【図７】
2006297683.tif 000009
【図８】
2006297683.tif 000010
【図９】
2006297683.tif 000011
【図１０】
2006297683.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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