(57)【要約】【課題】振動板の表面の露出面と下部配線のＡｕ膜との間の絶縁性を高めることができるインクジェットプリントヘッドを提供する。【解決手段】下部配線１６は、絶縁膜１５上に形成されたバリア膜１７と、バリア膜１７上に形成されたＡｕ膜１８との積層膜からなる。下部配線１６には、第１除去部１６ａが形成されている。下部配線１６における第１除去部１６ａの内側面１９は、Ａｕ膜１８における当該第１除去部１６ａの内側面である第１内側面部１９ａと、バリア膜１７における当該第１除去部１６ａの内側面である第２内側面部１９ｂとを有し、第２内側面部１９ｂは、第１内側面部１９ａよりも当該第１除去部１６ａの内方に張り出して、第１内側面部１９ａと第２内側面部１９ｂとの間に段差Ｓが生じている。【選択図】図６
2018065318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を含むインク流路を有する圧力室基板と、
前記圧力室基板上に形成されかつ前記圧力室の天面部を区画する振動板と、
前記振動板における前記圧力室とは反対側の表面に、絶縁膜を介して形成された下部配線と、
前記下部配線上に配置され、前記下部配線に接合された下部電極、下部電極上に形成された圧電体膜および圧電体膜上に形成された上部電極を含む圧電素子と、
前記圧力室基板の前記振動板とは反対側の表面に接合され、前記圧力室の底面部を区画し、前記圧力室に連通するノズル孔を有するノズル基板とを含み、
前記振動板には、前記振動板を厚さ方向に貫通しかつ前記インク流路に連通するインク流孔が形成されており、
前記下部配線および前記絶縁膜には、それぞれ、平面視で前記インク流通孔を取り囲む領域に、互いに連通しかつ前記インク流通孔を露出させる第１および第２除去部がそれぞれ形成されており、
前記下部配線は、前記絶縁膜上に形成されたＡｕ拡散防止用バリア膜と、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜からなり、
前記下部配線における前記第１除去部の内側面は、前記Ａｕ膜における当該第１除去部の内側面である第１内側面部と、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜における当該第１除去部の内側面である第２内側面部とを有し、前記第２内側面部は、前記第１内側面部よりも当該第１除去部の内方に張り出して、前記第１内側面部と第２内側面部との間に段差が生じている、インクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記Ａｕ拡散防止用バリア膜は、ＴｉＷ膜である、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
前記Ａｕ拡散防止用バリア膜は、Ｔｉ膜である、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記絶縁膜は、シリコン酸化膜である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記第２内側面部の前記第１内側面部に対する内方張出量は、０．４μｍ以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記振動板上に配置されたスペーサ基板と、
前記スペーサ基板上に固定された配線基板とを含み、
前記振動板に形成された前記インク流通孔を第１インク流通孔とすると、前記スペーサ基板には、前記スペーサ基板を厚さ方向に貫通しかつ前記圧電素子が収容される開口部と、前記スペーサ基板を厚さ方向に貫通しかつ前記第１インク流通孔と連通する第２インク流通孔とが形成されており、
前記配線基板には、前記配線基板を厚さ方向に貫通しかつ前記第２インク流通孔と連通する第３インク流通孔が形成されているとともに、前記圧電素子の上部電極に接続される上部配線が形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
前記上部配線は、導電性接続部材を介して、前記圧電素子の上部電極に接続されている、請求項６に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項８】
圧力室を含むインク流路を有する圧力室基板、前記圧力室の天面部を区画する振動板であって、その厚さ方向に貫通しかつ前記インク流路に連通するインク流通孔を有する振動板、および前記振動板における前記圧力室とは反対側の表面に絶縁膜を介して形成された下部配線を含むボディプレートを製造する工程と、
前記圧力室の底面部を区画し、前記圧力室に連通するノズル孔を有するノズル基板を製造する工程と、
前記ボディプレートの下面に前記ノズル基板を貼り合わせる工程と、
前記ボディプレートの前記下部配線上に複数の圧電素子を接合する工程とを含み、
前記下部配線および前記絶縁膜には、それぞれ、平面視で前記インク流通孔を取り囲む領域に、互いに連通しかつ前記インク流通孔を露出させる第１および第２除去部がそれぞれ形成されており、
前記下部配線は、前記絶縁膜上に形成されたＡｕ拡散防止用バリア膜と、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜からなり、
前記Ａｕ拡散防止用バリア膜は、前記Ａｕ膜に対してエッチングレートが小さい材料からなり、
前記ボディプレートを製造する工程は、前記振動板の表面に前記下部配線を形成する下部配線形成工程を含んでおり、
前記下部配線形成工程は、
前記振動板の表面の全面に前記絶縁膜の材料膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の材料膜上の全面に前記バリア膜の材料膜および前記Ａｕ膜の材料膜を順に形成する工程と、
前記第１除去部に対応した開口を有するレジストマスクを前記Ａｕ膜の材料膜上に形成する工程と、
前記レジストマスクをマスクとして、前記Ａｕ膜の材料膜、前記バリア膜の材料膜および前記絶縁膜の材料膜をドライエッチングすることにより、前記下部配線および前記絶縁膜に、それぞれ、前記第１除去部および前記第２除去部を形成するエッチング工程とを含む、インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記絶縁膜はシリコン酸化膜であり、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜はＴｉＷ膜である、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記エッチング工程で用いられるエッチングガスは、Ｃ４Ｆ８＋Ａｒの混合ガスからなる請求項９に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリントヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、インクジェットプリントヘッドを開示している。特許文献１のインクジェットプリントヘッドは、ノズル基板と、圧力室基板と、振動板と、アクチュエータと、スペーサ基板と、配線基板とを含む。ノズル基板には、ノズル基板を厚さ方向に貫通するノズル孔が形成されている。圧力室基板は、ノズル基板上に貼り合わされている。圧力室基板には、圧力室基板を厚さ方向に貫通し、ノズル孔に連通する圧力室が形成されている。振動板は、圧力室基板上に圧力室の天面を覆うように貼り合わされている。アクチュエータは、振動板上に第２電極を介して設けられている。アクチュエータは、その上面に形成された配線電極と、その下面に形成された第１電極を有している。スペーサ基板は、第２電極上に配置される。スペーサ基板には、スペーサ基板を厚さ方向に貫通し、アクチュエータを収容する開口部が形成されている。配線基板は、スペーサ基板上に配置されている。配線基板には、配線電極と第２電極を駆動部に接続するための配線が形成されている。
【０００３】
特許文献１のインクジェットプリントヘッドは、次のようにして製造される。つまり、ノズル基板上に、圧力室基板、振動板および第２電極が順に接合される。次に、第２電極の表面に接着剤が塗布された後、アクチュエータが第２電極の表面に接合される。次に、第２電極の表面に、スペーサ基板が接合される。最後に、スペーサ基板に配線基板が接着される。特許文献１のインクジェットプリントヘッドのように、アクチュエータの材料を振動板上に積層してパターニングすることによりアクチュエータが形成されるのではなく、振動板上にアクチュエータが接合されるタイプのインクジェットプリントヘッドをバルク型のインクジェットプリントヘッドという場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１４２９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、圧力室を含むインク流路を有する圧力室基板と、圧力室基板上に形成されかつ圧力室の天面部を区画する振動板と、振動板における圧力室とは反対側の表面に、シリコン酸化膜を介して形成された薄膜状の下部配線と、下部配線上に配置された圧電素子と、圧力室基板の前記振動板とは反対側の表面に接合され、圧力室の底面部を区画し、圧力室に連通するノズル孔を有するノズル基板とを含む、バルク型のインクジェットプリントヘッドを試作した。振動板には、振動板を厚さ方向に貫通しかつインク流路に連通するインク流通孔が形成されている。下部配線およびシリコン酸化膜には、それぞれ、平面視でインク流通孔を取り囲む領域に、互いに連通しかつインク流通孔を露出させる第１および第２除去部がそれぞれ形成されている。
【０００６】
本発明者が試作した前記バルク型のインクジェットプリントヘッドでは、振動板はシリコン（Ｓｉ）からなる。下部配線は、シリコン酸化膜上に形成されたバリア膜と、バリア膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜からなる。バリア膜は、下部配線のＡｕが振動板に拡散するのを防止するためのものであり、例えばＴｉＷ（チタンタングステン）膜からなる。
【０００７】
本発明者が試作した前記バルク型のインクジェットプリントヘッドでは、振動板の表面への下部配線の形成は、次のようにして行われる。まず、振動板の表面の全面にシリコン酸化膜が形成される。次に、シリコン酸化膜の表面の全面にバリア膜としてのＴｉＷ膜が形成される。次に、ＴｉＷ膜上の表面の全面にＡｕ膜が形成される。次に、下部配線の第１除去部に対応した開口を有するレジストマスクがＡｕ膜上に形成される。そして、このレジストマスクをマスクとして、Ｉ２＋ＫＩまたはＩ２＋ＮＨ４Ｉからなる第１のエッチング液を用いて、Ａｕ膜がウエットエッチングされることにより、Ａｕ膜がパターニングされる。次に、Ｈ２Ｏ２からなる第２のエッチング液を用いて、ＴｉＷ膜がウエットエッチングされることにより、ＴｉＷ膜がパターニングされる。次に、ＨＦからなる第３のエッチング液を用いて、シリコン酸化膜がウエットエッチングされることにより、シリコン酸化膜がパターニングされる。そして、レジストマスクが除去される。以下において、このような下部配線の形成方法を比較方法という場合がある。
【０００８】
しかしながら、このようにウエットエッチングによって下部配線をパターニングする方法では、３種類のエッチング液が必要となるための下部配線の形成工程が複雑となる。また、このようなウエットエッチングでは等方性エッチングとなるため、下部配線の寸法制御性が良くない。
この発明は、振動板の表面の露出面と下部配線のＡｕ膜との間の絶縁性を高めることができるインクジェットプリントヘッドを提供することである。
【０００９】
また、この発明は、下部配線の形成工程が単純で、下部配線の寸法制御性が高く、かつ振動板の表面の露出面と下部配線のＡｕ膜との間の絶縁性を高めることができるインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によるインクジェットプリントヘッドは、圧力室を含むインク流路を有する圧力室基板と、前記圧力室基板上に形成されかつ前記圧力室の天面部を区画する振動板と、前記振動板における前記圧力室とは反対側の表面に、絶縁膜を介して形成された下部配線と、前記下部配線上に配置され、前記下部配線に接合された下部電極、下部電極上に形成された圧電体膜および圧電体膜上に形成された上部電極を含む圧電素子と、前記圧力室基板の前記振動板とは反対側の表面に接合され、前記圧力室の底面部を区画し、前記圧力室に連通するノズル孔を有するノズル基板とを含む。前記振動板には、前記振動板を厚さ方向に貫通しかつ前記インク流路に連通するインク流孔が形成されている。前記下部配線および前記絶縁膜には、それぞれ、平面視で前記インク流通孔を取り囲む領域に、互いに連通しかつ前記インク流通孔を露出させる第１および第２除去部がそれぞれ形成されている。前記下部配線は、前記絶縁膜上に形成されたＡｕ拡散防止用バリア膜と、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜からなる。前記下部配線における前記第１除去部の内側面は、前記Ａｕ膜における当該第１除去部の内側面である第１内側面部と、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜における当該第１除去部の内側面である第２内側面部とを有し、前記第２内側面部は、前記第１内側面部よりも当該第１除去部の内方に張り出して、前記第１内側面部と第２内側面部との間に段差が生じている。
【００１１】
この構成では、振動板の表面の露出面と、Ａｕ膜の第１内側面部との間の距離が遠くなるので、振動板とＡｕ膜との間の絶縁性を高めることができる。
この発明の一実施形態では、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜は、ＴｉＷ膜である。
この発明の一実施形態では、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜は、Ｔｉ膜である。
この発明の一実施形態では、前記絶縁膜は、シリコン酸化膜である。
【００１２】
この発明の一実施形態では、前記第２内側面部の前記第１内側面部に対する内方張出量は、０．４μｍ以上である。
この発明の一実施形態では、前記振動板上に配置されたスペーサ基板と、前記スペーサ基板上に固定された配線基板とを含み、前記振動板に形成された前記インク流通孔を第１インク流通孔とすると、前記スペーサ基板には、前記スペーサ基板を厚さ方向に貫通しかつ前記圧電素子が収容される開口部と、前記スペーサ基板を厚さ方向に貫通しかつ前記第１インク流通孔と連通する第２インク流通孔とが形成されており、前記配線基板には、前記配線基板を厚さ方向に貫通しかつ前記第２インク流通孔と連通する第３インク流通孔が形成されているとともに、前記圧電素子の上部電極に接続される上部配線が形成されている。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記上部配線は、導電性接続部材を介して、前記圧電素子の上部電極に接続されている。
この発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、圧力室を含むインク流路を有する圧力室基板、前記圧力室の天面部を区画する振動板であって、その厚さ方向に貫通しかつ前記インク流路に連通するインク流通孔を有する振動板、および前記振動板における前記圧力室とは反対側の表面に絶縁膜を介して形成された下部配線を含むボディプレートを製造する工程と、前記圧力室の底面部を区画し、前記圧力室に連通するノズル孔を有するノズル基板を製造する工程と、前記ボディプレートの下面に前記ノズル基板を貼り合わせる工程と、前記ボディプレートの前記下部配線上に複数の圧電素子を接合する工程とを含む。
【００１４】
前記下部配線および前記絶縁膜には、それぞれ、平面視で前記インク流通孔を取り囲む領域に、互いに連通しかつ前記インク流通孔を露出させる第１および第２除去部がそれぞれ形成されている。前記下部配線は、前記絶縁膜上に形成されたＡｕ拡散防止用バリア膜と、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜からなる。前記Ａｕ拡散防止用バリア膜は、前記Ａｕ膜に対してエッチングレートが小さい材料からなる。前記ボディプレートを製造する工程は、前記振動板の表面に前記下部配線を形成する下部配線形成工程を含んでいる。
【００１５】
前記下部配線形成工程は、前記振動板の表面の全面に前記絶縁膜の材料膜を形成する工程と、前記絶縁膜の材料膜上の全面に前記バリア膜の材料膜および前記Ａｕ膜の材料膜を順に形成する工程と、前記第１除去部に対応した開口を有するレジストマスクを前記Ａｕ膜の材料膜上に形成する工程と、前記レジストマスクをマスクとして、前記Ａｕ膜の材料膜、前記バリア膜の材料膜および前記絶縁膜の材料膜をドライエッチングすることにより、前記下部配線および前記絶縁膜に、それぞれ、前記第１除去部および前記第２除去部を形成するエッチング工程とを含む。
【００１６】
この製造方法では、下部配線は、ドライエッチングによってパターニングされているので、３種類のエッチング液を用いたウエットエッチングによって下部配線をパターニングする場合に比べて、下部配線の形成工程が単純となるとともに、下部配線の寸法制御性が高くなる。また、Ａｕ拡散防止用バリア膜は、Ａｕ膜に対してエッチングレートが小さい材料からなるので、バリア膜における第１除去部の内側面（内周面）は、Ａｕ膜における第１除去部の内側面（内周面）よりも第１除去部の内方に張り出すようになる。これにより、振動板の表面の露出面とＡｕ膜の第１内側面部との間の距離が遠くなるので、振動板とＡｕ膜との間の絶縁性を高めることができる。
【００１７】
この発明の一実施形態では、前記絶縁膜はシリコン酸化膜であり、前記Ａｕ拡散防止用バリア膜はＴｉＷ膜である。
この発明の一実施形態では、前記エッチング工程で用いられるエッチングガスは、Ｃ４Ｆ８＋Ａｒの混合ガスからなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの図解的な斜視図である。
【図２】図２は、図１のインクジェットプリントヘッドの構成を説明するための図解的な断面図である。
【図３】図３は、インクジェットプリントヘッドの平面図であって、振動板およびそれよりも上側部分が省略された平面図である。
【図４】図４は、インクジェットプリントヘッドの平面図であって、インターポーザ、スペーサ基板および圧電素子が省略された平面図である。
【図５】図５は、図２のＡ部を拡大して示す図解的な部分拡大断面図である。
【図６】図６は、図５のＢ部を拡大して示す図解的な部分拡大断面図である。
【図７】図７は、ノズルプレートを示す図解的な断面図である。
【図８】図８は、ボディプレートを示す図解的な断面図である。
【図９】図９は、スペーサ基板を示す図解的な断面図である。
【図１０】図１０は、インターポーザを示す図解的な断面図である。
【図１１】図１１は、振動板の表面への下部配線の形成工程の一例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の次の工程を示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１２の次の工程を示す断面図である。
【図１４】図１４は、図１３の次の工程を示す断面図である。
【図１５】図１５は、図１４の次の工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの図解的な斜視図である。図２は、図１のインクジェットプリントヘッドの構成を説明するための図解的な断面図である。図３は、インクジェットプリントヘッドの平面図であって、振動板およびそれよりも上側部分が省略された平面図である。図４は、インクジェットプリントヘッドの平面図であって、インターポーザ、スペーサ基板および圧電素子が省略された平面図である。図５は、図２のＡ部を拡大して示す図解的な部分拡大断面図である。図６は、図５のＢ部を拡大して示す図解的な部分拡大断面図である。
【００２０】
図１および図２を参照して、インクジェットプリントヘッド１の構成を概略的に説明する。
インクジェットプリントヘッド１は、ノズルプレート（ノズル基板）２と、ノズルプレート２上に配置されたボディプレート３と、ボディプレート３上に配置された圧電素子４と、ボディプレート３上に、スペーサ基板５を介して配置されたインターポーザ（配線基板）６とを含む。
【００２１】
ボディプレート３は、圧力室基板７と、圧力室基板７上に形成された振動板８とからなる。圧力室基板７および振動板８は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる。圧力室基板７の厚さは８０μｍ程度であり、振動板８の厚さは２０μｍ程度である。圧力室基板７には、複数のインク流路（インク溜まり）１１が形成されている。インク流路１１は、この実施形態では、圧力室基板７を貫通して形成されている。インク流路１１は、図３および図４に示すように、平面視略円形状の圧力室１２と、圧力室１２の周縁部の一部から外方に延びたインク流入部１３とからなる。複数のインク流路１１（圧力室１２）は、平面視でマトリクス状に配置されている。
【００２２】
振動板８は、圧力室基板７上に形成されている。振動板８は、複数のインク流路１１の上面部を区画している。振動板８には、振動板８を厚さ方向に貫通しかつ複数のインク流路１１のインク流入部１３とそれぞれ連通する複数のインク流通孔１４が形成されている。
図５および図６に示すように、振動板８上には、絶縁膜１５を介して下部配線１６が形成されている。絶縁膜１５および下部配線１６は、振動板８の表面のほぼ全域を覆うように形成されている。下部配線１６および絶縁膜１５には、それぞれ、図４および図５に示すように、平面視で圧力室１２の周縁よりも外側の領域であってかつ各インク流通孔１４を取り囲む領域に、互いに連通しかつインク流通孔１４を露出させる第１および第２除去部（開口部）１６ａ，１５ａが形成されている。第１除去部１６ａは、下部配線１６の一部が取り除かれた部分である。第２除去部１５ａは、絶縁膜１５の一部が取り除かれた部分である。
【００２３】
絶縁膜１５は、この実施形態では、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなる。下部配線１６は、絶縁膜１５上に形成されたバリア膜（Ａｕ拡散防止用バリア膜）１７と、バリア膜１７上に積層されたＡｕ膜１８との積層膜からなる。バリア膜１７は、Ａｕ膜１８のＡｕが振動板に拡散するのを防止するためのものであり、この実施形態では、ＴｉＷ膜からなる。
【００２４】
下部配線１６における第１除去部１６ａの内側面（内周面）１９は、Ａｕ膜１８における第１除去部１６ａの内側面である第１内側面部１９ａと、バリア膜１７における第１除去部１６ａの内側面である第２内側面部１９ｂと、それらを連結する連結部１９ｃとからなる。第１内側面部１９ａは、下部配線１６の上面に連なっており、下部配線１６の下面に向かって、下方に行くほど第１除去部１６ａの横断面積が小さくなるような傾斜面に形成されている。第２内側面部１９ｂは、下部配線１６の下面に連なっており、下部配線１６の上面に向かって上方に行くほど第１除去部１６ａの横断面積が大きくなるような傾斜面に形成されている。
【００２５】
下部配線１６における第１除去部１６ａの内側面１９において、第２内側面部１９ｂは、第１内側面部１９ａよりも当該除去部１６ａの内方（中央側）に張り出している。第２内側面部１９ｂの第１内側面部１９ａに対する内方張出量をＱ（図６参照）とする。絶縁膜１５の厚さを３０００Åとし、バリア膜１７の厚さを５００Åとし、Ａｕ膜１８の厚さを３８００Åとすると、内方張出量Ｑは、０．４μｍ以上であり、この実施形態では０．５μｍ程度である。
【００２６】
連結部１９ｃは、下部配線１６の上面および下面に略平行に延びて、第１内側面部１９ａと第２内側面部１９ｂとを繋いでいる。そのため、下部配線１６における第１除去部１６ａの内側面１９では、第１内側面部１９ａと第２内側面部１９ｂとの間に段差Ｓが生じている。この段差Ｓにより、振動板８上面の露出面と、Ａｕ膜１８の第１内側面部１９ａとの間の距離が遠くなるため、振動板８とＡｕ膜１８との間の絶縁性が高くなる。
【００２７】
図２を参照して、ノズルプレート２は、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。ノズルプレート２の厚さは、１５０μｍ程度である。ノズルプレート２は、ボディプレート３の下面（圧力室基板７の下面）に貼り合わされている。ノズルプレート２は、圧力室基板７および振動板８とともにインク流路１１を区画している。より具体的には、ノズルプレート２は、インク流路１１の底面部を区画している。
【００２８】
ノズルプレート２には、ノズル孔２１が形成されている。ノズル孔２１は、圧力室１２に臨む凹部２２と、凹部２２の底面に形成されたインク吐出通路２３とからなる。インク吐出通路２３は、凹部２２の底壁を貫通しており、圧力室１２とは反対側にインク吐出口２３ａを有している。したがって、圧力室１２の容積変化が生じると、圧力室１２に溜められたインクは、インク吐出通路２３を通り、吐出口２３ａから吐出される。
【００２９】
振動板８上の下部配線１６の表面には、各圧力室１２の上方位置に、圧電素子４が配置されている。つまり、下部配線１６上には、複数の圧電素子４が配置されている。圧電素子４は、圧電体膜４１と、圧電体膜４１の下面に形成された下部電極４２と、圧電体膜４１の上面に形成された上部電極４３とを備えている。言い換えれば、圧電素子４は、圧電体膜４１を上部電極４３および下部電極４２で上下から挟むことにより構成されている。圧電素子４の下部電極４２の下面が、下部配線１６の上面に図示しない導電性接着材を介して接合されている。下部配線１６は、図示しない駆動回路に接続されている。圧電体膜４１は、例えば、ＰＺＴ（ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３：チタン酸ジルコン酸鉛）膜である。
【００３０】
スペーサ基板５は、振動板８（下部配線１６）上に固定されている。スペーサ基板５は、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。スペーサ基板５には、スペーサ基板５を厚さ方向に貫通しかつ各圧電素子４が収容される開口部５１と、スペーサ基板５を厚さ方向に貫通しかつ振動板８の各インク流通孔１４と連通するインク流通孔５２とが形成されている。スペーサ基板５の開口部５１内に圧電素子４が収容されている。
【００３１】
インターポーザ６は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる。インターポーザ６の厚さは、４００μｍ程度である。インターポーザ６には、インターポーザ６を厚さ方向に貫通しかつスペーサ基板５の各インク流通孔５２と連通するインク流通孔６１が形成されている。インターポーザ６の下面には、圧電素子４の各上部電極４３を、図示しない駆動回路に接続するための上部配線６２が形成されている。上部配線６２には、各圧電素子４の上部電極４３が導電性接続部材６３を介して接続されている。この実施形態では、上部配線６２はＡｌからなる。
【００３２】
図示しないインク供給源から、インターポーザ６のインク流通孔６１、スペーサ基板５のインク流通孔５２、振動板８のインク流通孔１４およびインク流入部１３を通って圧力室１２にインクが供給されることによって、圧力室１２にインクが充填される。上部配線６２および下部配線１６を介して、駆動回路から圧電素子４に駆動電圧が印加されると、逆圧電効果によって、圧電体膜４１が変形する。これにより、圧電素子４とともに振動板８が変形し、それによって、圧力室１２の容積変化がもたらされ、圧力室１２内のインクが加圧される。加圧されたインクは、インク吐出通路２３を通って、インク吐出口２３ａから微小液滴となって吐出される。
【００３３】
インクジェットプリントヘッド１は、例えば、次のようにして製造される。すなわち、図７〜図１０に示されるように、ノズルプレート２（図７参照）と、ボディプレート３（図８参照）と、スペーサ基板５（図９参照）と、インターポーザ６（図１０参照）とが、それぞれ製造される。また、複数の圧電素子４が用意される。そして、ボディプレート３の下面に、ノズルプレート２が貼り合わされる。次に、ボディプレート３の下部配線１６上に、複数の圧電素子４が接合される。次に、ボディプレート３上に、スペーサ基板５が固定される。最後に、スペーサ基板５上に、インターポーザ６が固定される。
【００３４】
以下、図１１〜図１５を参照して、振動板８の表面への下部配線１６の形成方法について、詳しく説明する。
下部配線１６は、圧力室基板７にインク流路１１が形成されておらず、振動板８にインク流通孔１４が形成されていない状態で、振動板８上に形成される。言い換えれば、下部配線１６は、圧力室基板７および振動板８にそれぞれインク流路１１およびインク流通孔１４が形成される前に、振動板８上に形成される。
【００３５】
まず、図１１に示すように、振動板８の表面の全面に絶縁膜１５の材料膜としてのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１１５が形成される。次に、シリコン酸化膜１１５の表面の全面にバリア膜１７の材料膜としてのＴｉＷ膜１１７が形成される。次に、ＴｉＷ膜１１７の表面の全面にＡｕ膜１８の材料膜としてのＡｕ膜１１８が形成される。
次に、図１２に示すように、Ａｕ膜１１８上に、フォトリソグラフィによって、下部配線１６のパターンのレジストマスク７１が形成される。具体的には、下部配線１６の第１除去部１６ａに対応した開口７１ａを有するレジストマスク７１がＡｕ膜１１８上に形成される。
【００３６】
そして、図１３および図１４に示すように、このレジストマスク７１をマスクとして、Ｃ４Ｆ８＋Ａｒの混合ガスからなるエッチングガスを用いて、Ａｕ膜１１８、ＴｉＷ膜１１７およびシリコン酸化膜１１５が一括してドライエッチングされる。これにより、まず、図１３に示すようにＡｕ膜１１８がエッチングされ、続いて、図１４に示すようにＴｉＷ膜１１７およびシリコン酸化膜１１５がエッチングされる。これにより、Ａｕ膜１１８およびＴｉＷ膜１１７に第１除去部１６ａが形成されるとともに、シリコン酸化膜１１５に第１除去部１６ａと連通する第２除去部１５ａが形成される。言い換えれば、第１除去部１６ａを有するＡｕ膜１８およびバリア膜１７が得られるとともに、第２除去部１５ａを有する絶縁膜１５が得られる。
【００３７】
ＴｉＷ膜１１７のエッチングレートは、Ａｕ膜１１８のエッチングレートに比べて小さいので、ＴｉＷ膜１１７はＡｕ膜１１８に比べて、エッチングされにくい。このため、バリア膜１７（１１７）における第１除去部１６ａの内側面である第２内側面部１９ｂは、Ａｕ膜１８（１１８）における第１除去部１６ａの内側面である第１内側面部１９ａよりも第１除去部１６ａの内方に張り出すようになる。この結果、第１内側面部１９ａと第２内側面部１９ｂとの境界部に段差Ｓが形成される。この後、図１５に示すように、レジストマスク７１が除去される。
【００３８】
この実施形態では、下部配線１６は、１種類のエッチングガスを用いたドライエッチングによってパターニングされているので、前述した比較方法のように３種類のエッチング液を用いたウエットエッチングによって下部配線１６をパターニングする場合に比べて、下部配線１６の形成工程が単純となるとともに、下部配線１６の寸法制御性が高くなる。また、バリア膜１７における第１除去部１６ａの内側面である第２内側面部１９ｂは、Ａｕ膜１８における第１除去部１６ａの内側面である第１内側面部１９ａよりも第１除去部１６ａの内方に張り出すようになる。これにより、振動板８の表面の露出面とＡｕ膜１８の第１内側面部１９ａとの間の距離が遠くなるので、振動板８とＡｕ膜１８との間の絶縁性を高めることができる。
【００３９】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の実施形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、バリア膜１７の材料としては、ＴｉＷが用いられているが、バリア膜１７の材料として、Ｔｉ、Ｃｒ等を用いてもよい。
また、前述の実施形態では、圧電体膜の材料としてＰＺＴを例示したが、そのほかにも、チタン酸鉛（ＰｂＰＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などに代表される金属酸化物からなる圧電材料が適用されてもよい。
【００４０】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  インジットプリントヘッド
２  ノズルプレート（ノズル基板）
３  ボディプレート
４  圧電素子
５  スペーサ基板
６  インターポーザ（配線基板）
７  圧力室基板
８  振動板
１１  インク流路
１２  圧力室
１３  インク流入部
１４  インク流通孔（振動板）
１５  絶縁膜（シリコン酸化膜）
１５ａ  第２除去部
１６  下部配線
１６ａ  第１除去部
１７  バリア膜
１８  Ａｕ膜
１９  除去部の内側面（内周面）
１９ａ  第１内側面部（Ａｕ膜）
１９ｂ  第２内側面部（バリア膜）
１９ｃ  接続部
２１  ノズル孔
２２  凹部
２３  インク吐出通路
２３ａ  吐出口
４１  圧電体膜
４２  下部電極
４３  上部電極
５１  開口部
５２  インク流通孔
６１  インク流通孔
６２  上部配線
６３  導電性接続部材
Ｓ  段差
【図１】
2018065318.tif 000003
【図２】
2018065318.tif 000004
【図３】
2018065318.tif 000005
【図４】
2018065318.tif 000006
【図５】
2018065318.tif 000007
【図６】
2018065318.tif 000008
【図７】
2018065318.tif 000009
【図８】
2018065318.tif 000010
【図９】
2018065318.tif 000011
【図１０】
2018065318.tif 000012
【図１１】
2018065318.tif 000013
【図１２】
2018065318.tif 000014
【図１３】
2018065318.tif 000015
【図１４】
2018065318.tif 000016
【図１５】
2018065318.tif 000017