(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための液体吐出口及び該液体吐出口に連通する液体流路を有する流路形成部材と、
前記液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を第一の面側に有し、前記液体流路に前記液体を供給するための液体供給口を内部に有する基板と、
を含む液体吐出ヘッド用基体であって、
前記第一の面側と前記第一の面と反対側の第二の面側とを電気的に導通させる導電層が前記液体供給口の側面に沿って設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド用基体。
【請求項２】
前記導電層の表面は該導電層と前記液体との接触を防ぐ保護膜で覆われている請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項３】
前記吐出エネルギー発生素子は、前記導電層を介して前記基板の前記第二の面側と電気的に接続されている請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項４】
前記液体供給口は複数の個別液体供給口を有する形態である請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項５】
前記基板の前記第一の面側に駆動回路が形成されており、
前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための電極対の一方の配線が前記駆動回路と接続し、他方の配線が前記導電層と接続している請求項４に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項６】
前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための電極対の両方の配線が前記導電層と接続している請求項４に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項７】
前記吐出エネルギー発生素子の一つに２つの前記個別液体供給口が通じており、
前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための電極対のうちの一方の配線が、前記２つの個別液体供給口のうちの一方に設けられた前記導電層と接続し、
前記電極対のうちの他方の配線が前記２つの個別液体供給口のうちの他方に設けられた前記導電層と接続している請求項６に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項８】
前記液体供給口は共通液体供給口の形態である請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項９】
前記基板の前記第一の面側に駆動回路が形成されており、
前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための電極対の一方の配線が前記駆動回路と接続し、他方の配線が前記導電層と接続している請求項８に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項１０】
前記導電層は前記第一の面側と前記第二の面側を電気的に接続する複数の配線からなる請求項８又は９に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項１１】
前記吐出エネルギー発生素子のそれぞれは、前記導電層を構成する複数の配線のそれぞれと接続している請求項１０に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項１２】
前記導電層は前記第一の面側と前記第二の面側を電気的に接続する複数の配線からなり、
前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための電極対の両方の配線が前記導電層を構成する複数の配線のそれぞれと接続している請求項８に記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項１３】
前記基板と前記導電層との間に絶縁膜が設けられている請求項１乃至１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項１４】
前記液体としてインクを吐出するインクジェットヘッド用基体である請求項１乃至１３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用基体。
【請求項１５】
（１）液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、該吐出エネルギー発生素子を駆動させるための表面配線層と、を第一の面側に有する基板を用意する工程と、
（２）前記第一の面と反対側の第二の面側から前記基板をエッチングし、貫通孔を形成する工程と、
（３）前記貫通孔の側面に、前記表面配線層と接続するように導電層を形成する工程と、
（４）前記導電層の表面に保護膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッド用基体の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（２）において、前記基板はシリコン基板であり、前記貫通孔は前記シリコン基板の結晶異方性エッチングにより形成される請求項１５に記載の液体吐出ヘッド用基体の製造方法。
【請求項１７】
前記結晶異方性エッチングにより一定の傾斜を有する側壁を形成する請求項１６に記載の液体吐出ヘッド用基体の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（３）と前記工程（４）の間に、前記導電層をパターニングして、前記第一の面側と前記第二の面側とを接続する複数の配線とする工程を含む請求項１７に記載の液体吐出ヘッド用基体の製造方法。
【請求項１９】
前記工程（２）と前記工程（３）の間に、前記貫通孔の側壁に絶縁膜を形成する工程を含み、
前記工程（３）において、前記絶縁膜の上に前記導電層を形成する請求項１５乃至１８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用基体の製造方法。
【請求項２０】
前記絶縁膜と前記保護膜は同じ樹脂材料を用いて有機ＣＶＤ法により形成される請求項１９に記載の液体吐出ヘッド用基体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッド用基体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの分野では、電子機器のより小型化のニーズに応えるため、デバイスの実装密度を上げるために３次元実装技術が提案されている。この３次元実装技術では、半導体デバイスが形成される基板を貫通するように電極（いわゆる貫通電極）が形成される。複数の半導体デバイスを平面的に並べてプリント基板上に実装するのではなく、上下に重ねて貫通電極を介して実装することにより、デバイスの実装密度を高め、装置の小型化を図ることができる。
【０００３】
インクジェットヘッド用基体においても、貫通電極を形成することにより、インクの吐出方向と反対方向の基板裏面から記録ヘッド本体との電気接続を行うことができる。この方法は、複数の記録基板を並べて長尺の記録ヘッドを製造できるなどのメリットがある。
【０００４】
インクジェットヘッド用基体の３次元実装技術が提案されている文献として、特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９２７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、３次元実装技術を用いることにより、液体吐出ヘッド用基体の実装密度を高め、装置の小型化を図ることができるが、さらなる高密度化、小型化が求められている。
【０００７】
そこで、本発明は、さらなる高密度化、小型化を図ることができる液体吐出ヘッド用基体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
液体を吐出するための液体吐出口及び該液体吐出口に連通する液体流路を有する流路形成部材と、
前記液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を第一の面側に有し、前記液体流路に前記液体を供給するための液体供給口を内部に有する基板と、
を含む液体吐出ヘッド用基体であって、
前記第一の面側と前記第一の面と反対側の第二の面側とを電気的に導通させる導電層が前記液体供給口の側面に沿って設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド用基体である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置のさらなる高密度化、小型化を図ることができる液体吐出ヘッド用基体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の構成例を示す模式的斜視図である（個別供給口タイプ）。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の構成例を示す模式的斜視図である（共通供給口タイプ）。
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体を実装した状態を示す模式的断面図である（個別供給口タイプ）。
【図４】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体を実装した状態を示す模式的断面図である（共通供給口タイプ）。
【図５】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体における配線の構成例を示すための基板の上部平面図である（個別供給口タイプ）。
【図６】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体における配線の構成例を示すための基板の上部平面図である（個別供給口タイプ）。
【図７】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体における配線の構成例を示すための基板の上部平面図である個別供給口タイプ）。
【図８】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体における配線の構成例を示すための基板の上部平面図である（共通供給口タイプ）。
【図９】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体における配線の構成例を示すための基板の上部平面図である（共通供給口タイプ）。
【図１０】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体における配線の構成例を示すための基板の上部平面図である（共通供給口タイプ）。
【図１１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体における配線の構成例を示すための基板の上部平面図である（個別供給口タイプ）。
【図１２】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の製造方法を示す断面工程図である（個別供給口タイプ）。
【図１３】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の製造方法を示す断面工程図である（共通供給口タイプ）。
【図１４】図１０に相当する実施形態を有するインクジェットヘッド用基体の構成を示す模式図である（共通供給口タイプ）。
【図１５】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の製造方法を示す断面工程図である（個別供給口タイプ）。
【図１６】図１５に続き、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の製造方法を示す断面工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は液体吐出ヘッド用基体に関する。液体吐出ヘッド用基体は流路形成部材と基板とを含む。流路形成部材は、液体を吐出するための液体吐出口及び該液体吐出口に連通する液体流路を有する。基板は、前記液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を第一の面側に有し、前記液体流路に前記液体を供給するための液体供給口を内部に有する。本発明において、前記第一の面側と前記第一の面と反対側の第二の面側とを電気的に導通させる導電層が前記液体供給口の側面に沿って設けられている。
【００１２】
従来技術では、基板の表面側と裏面側を電気的に繋げる貫通電極が形成されており、インク供給口としての貫通孔とは別に、基板を貫通する貫通孔を形成することが必要であった。
【００１３】
本発明では、液体供給口の側面に沿って導電層を形成することにより、貫通電極用の貫通孔を別に形成する必要がなくなり、配線の自由度を向上することができる。
【００１４】
特に、吐出エネルギー発生素子と液体供給口はそれぞれ近い部分に形成されるため、吐出エネルギー発生素子の配線として液体供給口の導電層を利用することにより、基板レイアウトの自由度が増し、さらなる小型化を図ることができる。
【００１５】
本明細書では、本発明の適用例として主にインクジェットヘッド用基体を例に挙げて説明するが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、バイオッチップ作製や電子回路印刷用途の液体吐出ヘッド用基体にも適用できる。液体吐出ヘッド用基体としては、インクジェットヘッドの他にも、例えばカラーフィルター製造用ヘッド用基体等も挙げられる。
【００１６】
（実施形態１）
図１、図２は、本実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の斜視図である。図３、図４は、本実施形態に係るインクジェットヘッド用基体を実装した状態を示す概略断面図である。断面図は斜視図の断面部と同じ場所を図示している。図１、図３は液体供給口として個別液体供給口（個別インク供給口）を有する形態であり、図２、図４は液体供給口として共通液体供給口（共通インク供給口）を有する形態である。なお、本発明はインク供給口の形態の違いに関わらずに効果を奏するため、個別インク供給口も共通インク供給口も同一符号を用いて説明する。
【００１７】
以下、図１及び図３を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１では、インク吐出口４を上向きにしてインクジェットヘッド用基体が示されている。図１において、４はインク吐出口を示し、２５はインク吐出口に連通するインク流路を示す。１はヒータ等の吐出エネルギー発生素子を示す。２はシリコン基板等の基板を示し、基板２内に表面（第一の面）側と裏面（第二の面）側に通じるインク供給口５が設けられている。吐出エネルギー発生素子１から発生したエネルギーによってインク供給口５からインク流路２５にインクが供給され、同時にインクがインク吐出口４から吐出される。吐出されたインクは記録媒体に着弾し、印字が行われる。
【００１９】
導電層３１は、基板２に設けられた貫通孔の側壁に形成されており、基板の表面側と裏面側を電気的に導通している。導電層３１は、基板２の表面側に設けられた表面配線層３２と、基板２の裏面側に設けられた裏面配線層３０とに接続している。図１では、基板２に設けられた貫通孔の側壁全面に亘って導電層３１が形成されているが、導電層３１としては、基板の表面側と裏面側を電気的に導通させるものであれば、特に制限されるものではない。導電層３１は、例えば、複数の領域に分けられ、それぞれの領域が配線として機能するように形成されてもよい。
【００２０】
図１において、導電層３１は基板の貫通孔の内壁に設けられており、貫通電極配線として機能する。そして、導電層３１とインクとの接触を防止するため、導電層３１は保護膜２１で覆われている。
【００２１】
導電層３１の材料は、導電性を有する材料であれば特に制限されない。導電層３１の材料としては、例えば電気配線に用いられる材料を用いることができる。
【００２２】
保護膜２１の材料は、インク等の液体に耐性を有し、絶縁性を有する材料であれば特に制限されるものではない。保護膜２１の材料としては、例えば、有機材料としてはポリパラキシリレン、ポリモノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレン、ポリテトラフルオロパラキシリレン、その他ポリパラキシリレン誘導体、ポリ尿素樹脂、及び、ポリイミド樹脂等を用いることができる。また、無機材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン等を用いることができる。
【００２３】
保護膜２１は、図１に示すように、基板２の裏面（第二の面）にも設けてもよい。また、保護膜２１は、図１に示すように、基板２の裏面に設けた裏面配線層３０を覆うように設けることが好ましい。
【００２４】
図１に示すように、基板２の表面側に、吐出エネルギー発生素子１、表面配線層３２、駆動回路２０等を保護する基板保護膜１２を設けることができる。
【００２５】
ヒータ等の吐出エネルギー発生素子の電極対は一端が電力配線として機能し、他端は接地配線として機能する。吐出エネルギー発生素子１に供給する電力は、素子の両側の電極対を介して電力配線から供給される。例えば、図３に示す形態では、電力は、セラミック基板４２に設けられたセラミック基板導電層４１から供給され、接続されているバンプ６を介してインクジェット用基体内に導かれる。そして、インクジェット用基体内では、バンプ６と接続している裏面配線層３０から導電層３１に電力が供給される。そして、貫通電極配線として機能する導電層３１から表面配線層３２に電力が供給され、表面配線層３２から吐出エネルギー発生素子１に電力が供給される。なお、表面配線層３２は、吐出エネルギー発生素子の一部を形成していてもよい。
【００２６】
図３は、図１に記載のインクジェットヘッド用基体を実装部に配置した形態を示す図である。図３において、実装部は、主にセラミック基板４２からなる。セラミック基板４２にはインク導入口４５が設けられており、インク導入口４５とインク供給口５とが連通するように、インクジェットヘッド用基体は実装されている。また、インク導入口４５の側面にはセラミック基板保護膜４３が設けられており、該セラミック基板保護膜４３の下層にはセラミック基板導電層４１が設けられている。セラミック基板導電層４１は、セラミック基板４２の表面側にも設けられている。セラミック基板導電層４１と裏面配線層３０はバンプ６を介して電気的に接続されている。実装部とインクジェットヘッド用基体の間には封止材４４が設けられており、密閉性が保たれている。
【００２７】
本発明のように、液体供給口の側面に導電層を設けることによって、液体供給口とは別に基板を貫通する貫通孔を別途設ける必要がなくなる。そのことによって、液体吐出ヘッド用基体の小型化を図ることができる。
【００２８】
また、液体供給口は吐出エネルギー発生素子に近いため、液体供給口の側面に設けた導電層を利用することにより、吐出エネルギー発生素子を駆動する際の配線の寄生抵抗を小さくすることができ、エネルギー効率を向上することができる。
【００２９】
また、液体供給口の側面全面に、つまり液体供給口を囲むように導電層を配置すれば、導電層の周囲長分又は面積分、配線幅を大きく確保することが可能となり、配線の寄生抵抗を小さくすることができ、エネルギー効率を向上することができる。
【００３０】
（実施形態２）
図１２は、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の製造方法例を説明するための概略断面図である。以下、図１２に従って本実施形態について説明する。
【００３１】
まず、図１２（ａ）に示すように、基板として、半導体素子（不図示）又は吐出エネルギー発生素子１が形成されたシリコン基板２を用意する。
【００３２】
半導体素子や吐出エネルギー発生素子１は、例えばフォトリソグラフィを用いた多層配線技術によって形成することができる。
【００３３】
吐出エネルギー発生素子１は、シリコン基板２の表面側（第一の面側）に形成されている。また、シリコン基板２の表面側には吐出エネルギー発生素子１に通じる表面配線層３２が形成されている。また、吐出エネルギー発生素子１と表面配線層３２の上には基板保護膜１２が配置されている。
【００３４】
次に、図１２（ｂ）に示すように、インク流路の型材としてのインク流路パターン２４を形成する。
【００３５】
インク流路パターン２４は後工程で除去され、インク流路２５を形成するための型材として働く。したがって、除去処理を前提として材料等を選択することが望ましい。インク流路パターン２４の材料としては、例えばポジ型レジストを用いることができる。
【００３６】
次に、図１２（ｃ）に示すように、インク流路パターン２４の上に流路形成部材３を形成する。
【００３７】
流路形成部材３としては、例えばネガ型レジストを用いることができる。
【００３８】
次に、図１２（ｄ）に示すように、流路形成部材３にフォトリソグラフィ法を用いてインク吐出口４を形成する。
【００３９】
次に、図１２（ｅ）に示すように、シリコン基板２を裏面側（第二の面側）から表面側までエッチングし、貫通孔５ａを形成する。
【００４０】
このエッチングとしては、例えば、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ法もしくは異方性エッチング等を用いることができる。異方性エッチングとしては、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）や結晶異方性エッチング等を用いることができる。ＲＩＥとしてはＤｅｅｐ−ＲＩＥ法が好ましく、ボッシュプロセスを用いることができる。
【００４１】
次に、図１２（ｆ）に示すように、貫通孔の側壁に導電層３１を形成する。この際、同時に、シリコン基板２の裏面にも導電材料を配置することにより、裏面配線層３０を形成することができる。
【００４２】
導電層３１はシリコン基板２の裏面側から成膜することが望ましい。また、導電層３１は、シリコン基板２の表面側に配置された表面配線層３２に電気的に接合するように形成される。表面配線層３２は多層配線であってもよい。
【００４３】
導電層３１は、例えば、めっき法、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等を用いて形成することができる。
【００４４】
次に、図１２（ｇ）に示すように、インク供給口の耐インク性を確保するために、カバレージ性に優れた保護膜２１を導電層３１に成膜する。この際、同時に、シリコン基板２の裏面側にも保護膜２１を形成し、裏面配線層３０を覆うことができる。
【００４５】
次に、図１２（ｈ）に示すように、貫通孔の底面部の保護膜２１を部分的に除去し、インク供給口５を形成する。なお、インク供給口の側壁は保護膜２１で囲まれている。
【００４６】
除去方法としては、例えば、レーザー法やＲＩＥ法を用いることができる。
【００４７】
また、この際、同時に、シリコン基板２の裏面側の保護膜２１であって外部入出力電極に相当する部分を部分的に除去することができる。
【００４８】
次に、図１２（ｉ）に示すように、インク流路パターン２４を溶解除去し、インク流路２５を形成する。
【００４９】
以上の工程によって、インクジェットヘッド用基体が完成する。
【００５０】
また、本実施形態では、シリコン基板２と導電層３１の間、又はシリコン基板２と裏面配線層３０との間に、絶縁膜を設けることができる。また、シリコン基板２と表面配線層３２との間、又はシリコン基板２と基板保護膜１２との間に、絶縁膜を設けることができる。また、それらに絶縁膜としては、保護膜２１と同じ材料からなる膜を用いることもできる。
【００５１】
本実施形態の製造方法は、一般的に「注型法」といわれる製造方法に従ったものであるが、本発明は特にこれに限定はされるものではない。
【００５２】
実装部に関して図３を用いて説明する。
【００５３】
得られたインクジェットヘッド用基体は、ウエハからダイシングされて切出され、チップ単位でヘッド基板としての実装部に、例えばバンプ６を用いて接合されて実装される。
【００５４】
実装部は主にセラミック基板４２を含んでなり、セラミック基板４２にはインク導入口４５が形成されている。また、セラミック基板４２のインク導入口４５の側面には、セラミック基板導電層４１が形成されており、セラミック基板導電層４１はセラミック基板保護膜４３により覆われている。
【００５５】
セラミック基板導電層４１はセラミック基板４２の表面にも形成されており、セラミック基板導電層４１はバンプ６を用いてインクジェットヘッド用基体の裏面配線層３０と電気的に接合されている。該接合部分は樹脂材料である封止材４４によって封止される。
【００５６】
また、セラミック基板保護膜４３は実装後にセラミック基板４２の裏面側から成膜することができる。
【００５７】
（実施形態３）
吐出エネルギー発生素子の配線の構成としては、基板表面に駆動回路が有るか無いかによって違いが発生する。ここで、駆動回路とは、吐出エネルギー発生素子を駆動するスイッチングを行う集積回路であり、半導体素子によって基板内に作り込むことが可能である。
【００５８】
本実施形態では、基板に駆動回路が形成されており、吐出エネルギー発生素子を駆動するための電極対の一方の配線が駆動回路と接続し、他方の配線が導電層と接続している構成とすることができる。
【００５９】
例えば基板の表面側に駆動回路が無い場合は、図５に示すように、電力配線及び接地配線は貫通電極配線となっているインク供給口５の側面に配置された導電層３１を介して、基板の裏面側から取出すことができる。
【００６０】
以下、図５に示す本実施形態のインクジェットヘッド用基体の構成例について、より具体的に説明する。図５において、インク供給口は個別インク供給口の形態であり、吐出エネルギー発生素子１（例えばヒータ素子）に表面配線層３２が繋がっている。表面配線層３２において、吐出エネルギー発生素子の電極対の一端が電力配線であり、他端が接地配線である。図５に示す形態では、吐出エネルギー発生素子の電力配線と接地配線は、インク供給口５の側面に配置された導電層３１を介して、基板の裏面側と電気的に導通している。つまり、電力配線には、導電層３１を介して基板裏面側から電力が供給される。また、接地配線は、導電層３１を介して、基板の裏面側に接地される。
【００６１】
図５に示す本実施形態では、インク供給口が個別インク供給口の形態の場合に有効である。
【００６２】
個別インク供給口の形態では、例えば、列状に配置された複数の吐出エネルギー発生素子複数に沿って複数の個別インク供給口を列状に設けることができる。１つの吐出エネルギー発生素子に対して１つ又は複数の個別インク供給口が通じていてもよく、複数の吐出エネルギー発生素子に対して１つ又は複数の個別インク供給口が通じていてもよい。例えば、個別インク供給口の列に対してその両サイドにインク吐出口の列を２列設けることも可能である。
【００６３】
（実施形態４）
基板の表面側に駆動回路がある場合は、図６に示すように、電力配線もしくは接地配線の一方は、貫通電極配線となっているインク供給口５の側面に配置された導電層３１を介して基板裏面側から取出すことができる。また、もう一方の配線は、駆動回路２０に導かれる。
【００６４】
以下、図６に示す本実施形態のインクジェットヘッド用基体の構成例について、より具体的に説明する。本実施形態では、基板の表面側に駆動回路２０が形成されている。駆動回路２０は、例えば、スイッチとなるトランジスタとそのトランジスタを駆動する信号線から構成される。図６に示す形態では、インク供給口は個別インク供給口の形態であり、吐出エネルギー発生素子の電力配線と接地配線のいずれか一方が導電層３１を介して基板の裏面側と電気的に導通しており、もう一方は駆動回路２０と繋がっている。
【００６５】
本実施形態では、インク供給口の側面に貫通電極配線を設けているため、駆動回路２０のレイアウトの自由度が向上する。したがって、基板の小型化を図ることができる。
【００６６】
図７は、本実施形態の別の一例を示す図である。図６に比べると、図７では、吐出エネルギー発生素子の電極取出し方向が異なる。図７に示す構成では、吐出エネルギー発生素子の電力配線と接地配線が同一直線上に配置されており、配線の寄生抵抗の低減に有利である。
【００６７】
（実施形態５）
図８及び９に示す形態では、インク供給口が共通インク供給口の形態であり、基板の表面側に駆動回路２０が形成されている。共通インク供給口の開口形状は矩形状となっている。共通インク供給口５の側壁は、例えば、基板の面方向に対して傾斜をもって形成されている。
【００６８】
図８に示す形態では、吐出エネルギー発生素子の電力配線と接地配線のいずれか一方が導電層３１を介して基板の裏面側と電気的に導通しており、もう一方は駆動回路２０と繋がっている。また、導電層３１に繋がる方の複数の配線は１つの共通配線としてまとめられている。
【００６９】
また、本実施形態において、導電層３１に繋げる配線は電力配線とすることが好ましい。吐出エネルギー発生素子の電力配線の複数を一つの共通配線としてまとめることにより、電力配線の幅を広く設けることが可能であり、電力配線の寄生抵抗を低減させることができる。
【００７０】
図９に示す形態では、導電層３１が複数の領域に分けられており、基板の表面側と裏面側とを電気的に導通させる複数の配線として機能している。
【００７１】
また、本実施形態において、導電層３１に繋げる配線は電力配線とすることが好ましい。図９において、導電層は複数の領域に分けられ、複数の吐出エネルギー発生素子の電力配線に対応した個別の配線を形成していることが好ましい。本実施形態では、複数ある電力配線を、そのまま個別に基板の裏面側に繋げることが可能である。
【００７２】
（実施形態６）
図１０に示す形態では、インク供給口が共通インク供給口の形態であり、電力配線及び接地配線が導電層３１を介して基板の裏面側に繋がっている形態である。また、導電層３１は、複数の領域に分かれており、それぞれの領域が基板の表面側と裏面側とを電気的に導通させる複数の配線として機能している。
【００７３】
本実施形態について図１４を用いてより詳細に説明する。図１４は、本実施形態のインクジェットヘッド用基体における基板の構成を示す３面図である。図１４（ａ）及び（ｄ）はそれぞれ基板表面及び基板裏面の模式的平面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＢＢ’線における部分的な断面図である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＣＣ’線における断面図である。
【００７４】
（実施形態７）
図１１は本実施形態のインクジェットヘッド用基体の構成例を示す基板の上部平面図である。図１１に示す形態では、インク供給口が個別インク供給口の形態であり、基板表面に駆動回路は形成されていない。吐出エネルギー発生素子の電力配線と接地配線は、インク供給口５の側面に配置された導電層３１を介して、基板の裏面側と電気的に導通している。つまり、電力配線には、導電層３１を介して基板裏面側から電力が供給される。また、接地配線は、導電層３１を介して、基板の裏面側に接地される。
【００７５】
また、本実施形態では、列状に並べられて配設された吐出エネルギー発生素子に対して、その両サイドに列をなして個別インク供給口５が配置されている。また、１つの吐出エネルギー発生素子に対して２つのインク供給口５が設けられている。
【００７６】
本実施形態では、例えば２列のインク供給口列５の外側に貫通電極列を配設する必要が生じない。また、直線的に接続された吐出エネルギー発生の電力配線、接続配線を迂回させて貫通電極と接続する必要がなく、電力配線、接地配線の寄生抵抗の低減に有効である。
【００７７】
〔実施例１〕
本実施例では、図１２に示す製造方法に従ってインクジェットヘッド用基体を製造した例を示す。
【００７８】
まず、図１２（ａ）に示すように、基板２として厚さ２００μｍシリコン基板を用意した。該シリコン基板に吐出エネルギー発生素子１となるヒータを形成した。また、表面配線層３２としてヒータ電極（配線）を厚さ０．５μｍのアルミニウムからなる金属薄膜を成膜して形成した。そして、シリコン基板の表面側に、厚さ０．５μｍの基板保護膜１２（多層配線層の最上保護膜）となるシリコン酸化膜をプラズマＣＶＤにより成膜して形成した。
【００７９】
次に、図１２（ｂ）に示すように、型材となるインク流路パターン２４を形成した。インク流路パターン２４は、まず、溶解可能な樹脂であるポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製、商品名；ＯＤＵＲ−１０１０）をスピンコートし、露光、現像によりパターニングすることにより形成した。
【００８０】
次に、図１２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、流路形成部材３としてカチオン重合型エポキシ樹脂をスピンコートし、露光、現像工程により、インク吐出口４を形成した。
【００８１】
次に、図１２（ｅ）に示すように、シリコン基板の裏面側からエッチングし、貫通孔５ａを形成した。エッチングガスとしてはＳＦ6とＣ4Ｆ8の混合ガスを用いた。エッチング方法としては、エッチングと成膜を交互に行うＤｅｅｐ−ＲＩＥ法を用いた。貫通孔５ａは、シリコン基板の表面と裏面に開口し、基板保護膜１２も貫通していた。
【００８２】
次に、図１２（ｆ）に示すように、金めっき法により導電層３１を形成した。導電層３１は、シリコン基板の表面に形成されたヒータ電極（配線）としてのアルミニウムからなる金属薄膜と電気的に接合した。また、導電層３１を貫通孔５ａの側壁に形成すると同時に、シリコン基板の裏面に裏面配線層３０を形成した。
【００８３】
次に、図１２（ｇ）に示すように、有機ＣＶＤ法を用いて、導電層３１とシリコン基板の裏面上に、厚さ２μｍのポリパラキシリレン樹脂を用いて保護膜２１を形成した。
【００８４】
有機ＣＶＤ膜はつきまわりが良好であり、高アスペクト比のインク供給口（例えば、基板厚さ：２００μｍ、細孔開口：□５０μｍ）においても良好なカバレージ性を実現することができる。
【００８５】
次に、図１２（ｈ）に示すように、貫通孔の底面部の樹脂からなる保護膜２１を除去し、インク供給口を形成した。この工程はレーザーを用いて行った。本実施例では、紫外線パルスレーザーであるエキシマレーザー（波長：２４８ｎｍ，パルス幅：３０ｎｓ、エネルギー密度：０．６Ｊ／ｃｍ2）を用いてインク供給口５の底面部の保護膜を部分的に除去した。この時、保護膜２１の膜厚は２μｍであり、レーザー照射のショット数を重ねて所望の樹脂膜厚を除去した。また、この際、同時に、シリコン基板の裏面側の保護膜２１であって外部入出力電極となる部分も部分的に除去した。
【００８６】
次に、図１２（ｉ）に示すように、インク流路パターン２４を、乳酸メチルを含むフォトレジスト剥離液を用いて溶解除去し、インク流路２５を形成した。
【００８７】
以上によって、インクジェットヘッド用基体を作製した。
【００８８】
本実施形態では、従来技術で必要であった貫通電極単独のエッチング工程を省くことが可能となり、工程数の削減を図ることができる。
【００８９】
また、基板の裏面に形成する裏面配線層３０と導電層３１とを同時に形成することが可能であり、この場合、従来技術で必要であったインク供給口もしくは貫通電極のマスキングを省くことが可能となり、工程数の削減を図ることができる。
【００９０】
〔実施例２〕
図１３は本発明の実施形態のインクジェットヘッド用基体の製造方法の一例を示す断面工程図である。本実施形態では、基板に形成する貫通孔を結晶異方性エッチング法を用いて形成する。
【００９１】
本実施例は、貫通孔５ａの形成工程以外は上述の実施例１と同じ工程である。以下、貫通孔５ａの形成工程について説明する。
【００９２】
図１３（ｅ）に示すように、シリコン基板の裏面側からエッチングし、貫通孔５ａを形成した。エッチングは、アルカリ溶液であるＴＭＡＨを用いて行い、結晶異方性エッチング法を用いた。シリコン基板はウエハ面方向＜１００＞の結晶方位を有しており、結晶異方性エッチングは角度を持って進行することから、貫通孔５ａの側壁は基板裏面から表面に向かって一定の傾斜を有する斜面となるように形成された。なお、貫通孔５ａの側壁の面方向は＜１１１＞となる。
【００９３】
〔実施例３〕
本実施例は、図１４に示す実施形態のインクジェットヘッド用基体の製造方法例である。
【００９４】
本実施例は上記で説明した実施例２の製法例に工程を追加したものであるため、追加した工程について説明し、その他の同一工程は説明を省略する。
【００９５】
本実施例において、図１３（ａ）〜（ｆ）までの工程、つまり導電層３１を形成するまでは同じ工程である。
【００９６】
本実施例では、図１４に示すように、貫通孔５ａ内に形成した金めっき膜からなる導電層３１をパターニングして、複数の配線とする。導電層のパターニングは基板裏面からレーザー法を用いて行った。
【００９７】
そして、次からの図１３（ｇ）〜（ｉ）までの工程は同じである。
【００９８】
本実施形態では、例えば共通インク供給口においても、配線パターニングすることによって、複数の貫通電極配線として機能する導電層を形成することができる。
【００９９】
〔実施例４〕
図１５及び１６は本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド用基体の製造方法の一例を示す断面工程図である。以下、図１５及び１６に従ってインクジェットヘッド用基体を製造した例について説明する。
【０１００】
本実施例は、基板２と基板表面のヒータ電極等の表面配線層３２との間に、基板２と基板裏面の裏面配線層３０との間に、及び、基板２と導電層３１との間に、それぞれ、基板表面絶縁膜１３、基板裏面絶縁膜２２、基板供給口絶縁膜３３を設けた例である。つまり、配線と基板との間に絶縁膜を形成した例である。
【０１０１】
まず、図１５（ａ）に示すように、基板２として厚さ２００μｍシリコン基板を用意した。該シリコン基板に、基板表面絶縁膜１３となる厚さ０．５μｍのシリコン酸化膜を減圧ＣＶＤを用いて成膜形成した。この時、後工程でインク供給口５を形成する部分には、予めマスキングを行い、シリコン酸化膜が形成されないようにした。そして、基板表面絶縁膜１３の上に、吐出エネルギー発生素子１となるヒータを形成した。また、表面配線層３２としてヒータ電極（配線）を厚さ０．５μｍのアルミニウムからなる金属薄膜を成膜して形成した。そして、シリコン基板の表面側に、厚さ０．５μｍの基板保護膜１２（多層配線層の最上保護膜）となるシリコン酸化膜をプラズマＣＶＤにより形成した。
【０１０２】
次に、図１５（ｂ）に示すように、インク流路パターン２４を形成した。インク流路パターンは、溶解可能な樹脂であるポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製、商品名；ＯＤＵＲ−１０１０）をスピンコートし、露光、現像によりパターニングすることにより形成した。
【０１０３】
次に、図１５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、流路形成部材３として、カチオン重合型エポキシ樹脂をスピンコートし、露光、現像工程によりインク吐出口４を形成した。
【０１０４】
次に、図１５（ｅ）に示すように、シリコン基板の裏面側からエッチングし、貫通孔５ａを形成した。エッチングガスとしてはＳＦ6とＣ4Ｆ8の混合ガスを用いた。エッチング方法としては、エッチングと成膜を交互に行うＤｅｅｐ−ＲＩＥ法を用いた。エッチングは、ヒータ電極（配線）３２で止めた。貫通孔５ａはシリコン基板を貫通していた。
【０１０５】
次に、図１５（ｆ）に示すように、貫通孔５ａとシリコン基板の裏面に、有機ＣＶＤ法を用いて、厚さ２μｍのポリパラキシリレン樹脂膜を配置し、基板裏面絶縁膜２２と基板供給口絶縁膜３３とを形成した。
【０１０６】
次に、図１５（ｇ）に示すように、貫通孔５ａの底面部の基板裏面絶縁膜２２を部分的に除去する。この工程はレーザーによる穴加工によって行った。本実施例では、紫外線パルスレーザーであるエキシマレーザー（波長：２４８ｎｍ，パルス幅：３０ｎｓ、エネルギー密度：０．６Ｊ／ｃｍ2）を用いて、約□５０μｍの貫通孔とした。
【０１０７】
次に、図１６（ｈ）に示すように、金めっき法により導電層３１を形成した。この際、導電材料をシリコン基板の裏面側にも配置し、裏面配線層３０も形成した。導電層３１はシリコン基板の表面に形成されたヒータ電極（配線）３２としてのアルミニウムからなる金属薄膜と電気的に接合させた。
【０１０８】
次に、図１６（ｉ）に示すように、貫通孔５ａの底面部のヒータ電極（配線層）３２及び導電層３１をレーザーを用いて部分的に除去した。また、このレーザーの穴加工の際、メタル膜だけでなく、貫通孔５ａの底面部の基板保護膜１２も除去した。
【０１０９】
次に、図１６（ｊ）及び（ｋ）に示すように、有機ＣＶＤ法を用いて、導電層３１及びシリコン基板の裏面側に、厚さ２μｍのポリパラキシリレン樹脂を成膜し、保護膜２１を形成した。そして、レーザーを用いて、貫通孔の底面部の保護膜２１を部分的に除去し、インク供給口を形成した。
【０１１０】
この保護膜２１の成膜及び部分的な除去は、基板裏面絶縁膜２２及び基板供給口絶縁膜３３と同じ手法で実施できる。
【０１１１】
次に、図１６（ｌ）に示すように、インク流路パターン２４を、乳酸メチルを含むフォトレジスト剥離液を用いて溶解除去し、インク流路２５を形成した。
【０１１２】
以上の工程によって、インクジェットヘッド用基体を製造した。
【０１１３】
本実施例に示す形態では、基板表面絶縁膜１３、基板裏面絶縁膜２２及び基板供給口絶縁膜３３が設けられている。また、基板裏面絶縁膜２２及び基板供給口絶縁膜３３を保護膜２１と同一の材料を用いて有機ＣＶＤ膜により形成することにより、良好なカバレージ性を実現することができる。したがって、本形態に係るインクジェットヘッド用基体は、導電層３１が両面からカバレージ性に優れた保護膜で覆われることになり、耐インク性に優れるものとなる。
【符号の説明】
【０１１４】
１：吐出エネルギー発生素子
２：基板
３：流路形成部材
４：インク吐出口（液体吐出口）
５：インク供給口（液体供給口）
５ａ：貫通孔
６：バンプ
１２：基板保護膜
１３：基板表面絶縁膜
２０：駆動回路
２１：保護膜
２２：基板裏面絶縁膜
２４：インク流路パターン（流路型材）
２５：インク流路（液体流路）
３０：裏面配線層
３１：導電層
３２：表面配線層
４１：セラミック基板導電層
４２：セラミック基板
４３：セラミック基板保護膜
４４：封止材
４５：インク導入口（液体導入口）
【図１】
0005769560.tif 000002
【図２】
0005769560.tif 000003
【図３】
0005769560.tif 000004
【図４】
0005769560.tif 000005
【図５】
0005769560.tif 000006
【図６】
0005769560.tif 000007
【図７】
0005769560.tif 000008
【図８】
0005769560.tif 000009
【図９】
0005769560.tif 000010
【図１０】
0005769560.tif 000011
【図１１】
0005769560.tif 000012
【図１２】
0005769560.tif 000013
【図１３】
0005769560.tif 000014
【図１４】
0005769560.tif 000015
【図１５】
0005769560.tif 000016
【図１６】
0005769560.tif 000017