(57)【要約】【課題】より信頼性のある効率的な製造方法を提供する。【解決手段】膜（18）上に、圧電アクチュエータの配列を形成する方法であって、連続する上部分により一体接続され、前記アクチュエータ（20）の圧電層（36）を形成することになる島部の配列を有する、圧電櫛状構造を調製するステップであって、前記島部は、底部側に電極（32）を有する、ステップと、その底部電極を有する前記櫛状構造を、前記膜（18）の表面に取り付けるステップと、前記櫛状構造の前記連続する上部分を除去するステップであって、これにより前記アクチュエータが相互に分離される、ステップと、前記アクチュエータの前記圧電層（36）の上部表面に、上部電極（34）を形成するステップと、を有ることを特徴とする方法が提供される。【選択図】図７
2008296582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の膜上に、圧電アクチュエータの配列を形成する方法であって、
連続する上部分により一体接続され、前記アクチュエータの圧電層を形成することになる島部の配列を有する、圧電櫛状構造を調製するステップであって、前記島部は、底部側に電極を有する、ステップと、
その底部電極を有する前記櫛状構造を、前記膜の表面に取り付けるステップと、
前記櫛状構造の前記連続する上部分を除去するステップであって、これにより前記アクチュエータが相互に分離される、ステップと、
前記アクチュエータの前記圧電層の上部表面に、上部電極を形成するステップと、
を有し、
前記膜は、まず厚い担持板として構成され、
前記膜は、前記櫛状構造が取り付けられた後、前記アクチュエータの反対の側から、材料を除去するステップにより、所望の均一な厚さにされ、
複数のアクチュエータにわたって延在する、前記膜の連続的な平坦底部表面が得られることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記担持板から材料を除去するステップは、前記上部電極が形成されてから実施されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記担持板の材料は、エッチング処理により除去され、
前記担持板は、エッチング停止層として使用される酸化層を有するSOIウェハであることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記担持板には、該担持板の前記材料が除去される前に、インク供給システムおよび前記アクチュエータを収容するチャンバを定形する剛性分配板が取り付けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記圧電櫛状構造を調製するステップは、さらに、
底部側に電極を有する圧電スラブを調製するステップと、
前記スラブの底部表面に溝を切断形成するステップと、
を有し、
これにより、連続する上部分により一体接続された、前記島部の配列が形成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記アクチュエータは、熱圧着接合処理により、前記膜に取り付けられることを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記膜に取り付けられた状態のスラブは、両側に電極を有し、
該電極は、前記熱圧着接合処理の間、短絡されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記アクチュエータが前記膜に取り付けられている間、
各アクチュエータの上部表面の周辺部分、前記アクチュエータの側面、および前記膜上の周囲部分は、前記アクチュエータに前記上部電極が設置される前に、絶縁層で被覆されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記櫛状構造を前記膜に取り付けるステップでは、前記底部電極は、前記膜の上部表面に形成された導電性構造に接触されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜上に圧電アクチュエータの配列を形成する方法に関する。特に、本発明は、インクジェット装置の一部を構成する圧電アクチュエータの配列を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット装置は、インクジェットプリンタに使用され、圧電アクチュエータを活性化する電気信号に応じて、インク滴を放出する。アクチュエータが活性化されると、膜が圧力チャンバの方に屈曲し、これによりチャンバ内に収容された液体インクの圧力が上昇し、圧力チャンバと連通するノズルから、インク滴が放射される。
【０００３】
通常のインクジェットプリンタでは、インクジェット装置は、多数のノズルおよびアクチュエータユニットの配列の形態となっており、これらのノズルは、極めて微細なピッチで配置され、これによりプリンタに高い解像度が得られる。その結果、製造プロセスにおいては、インクジェット装置のノズル密度を高くすることが必要となる。また、膜およびアクチュエータは、高い頻度で変化する機械的な歪みを受けるため、膜は、強固かつ確実に、アクチュエータと接続される必要がある。従来の多くのインクジェットプリンタでは、アクチュエータは、圧電材料の長手方向の膨脹モードで作動する。アクチュエータの配列は、圧電材料の連続する上部領域を有する櫛状構造で構成され、この構造は、膜の方に向かって延伸する、個々のアクチュエータを形成する多数の圧電フィンガーを一体化することにより形成される。連続層の上部表面およびフィンガーの先端には、電極が設置される。これらのフィンガーの電極は、膜に取り付けられる。そのような構造は、圧電材料の固体ブロックから形成され、ブロックにスロットを切断形成することにより、個々のフィンガーが形成される。次に、櫛状構造が膜の表面に取り付けられる。
【０００４】
一方、本発明は、圧電アクチュエータの配列を製作する方法に関し、この圧電アクチュエータは、圧電材料の屈曲モードで作動する。この場合、個々のアクチュエータは、圧電材料の平坦で、比較的薄い層により形成され、この層は、上部電極と底部電極の間に配置され、その底部電極を有する膜に取り付けられる。電極間に電圧が印加されると、圧電層は、曲げ変形し、これにより、膜が収縮する。
【０００５】
米国特許出願公開第2005／0046678A1号には、この後者のタイプのインクジェット装置および製作方法が示されており、個々のアクチュエータを形成する電極層と圧電層とは、膜の上に連続的に形成され、パターン化される。
【０００６】
米国特許出願公開第2006／008257号には、請求項1の前提部を含む方法が示されており、この場合、アクチュエータは、複数のインクチャンバと、それぞれの膜とを含む本体上に形成される。
【０００７】
同様の方法は、米国特許出願公開第2004／0066524号で知られている。この文献では、インクチャンバは、本体の対応する部分のエッチング除去処理により形成され、これにより、インクチャンバを分離する膜と壁のみが残留する。
【特許文献１】米国特許出願公開第2005／0046678号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、より信頼性のある効率的な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】
【０００９】
この目的を得るため、本発明による製造方法は、請求項1に記載のステップを有する。
【００１０】
この方法は、圧電アクチュエータが膜に取り付けられる前に、圧電アクチュエータを事前に調製することができるという利点を有する。すなわち、圧電材料は、取付前に既に形成され極性化されており、導電層が成膜され、島部が定形される。
【００１１】
圧電櫛状構造は、最初の、底部側に電極を有する圧電スラブを調製するステップと、その後の、スラブの底部表面に溝を切断形成するステップであって、これにより、連続する上部分に一体接続された島部の配列が形成されるステップと、により調製される。
【００１２】
また、個々のアクチュエータの圧電層は、比較的薄く、膜の平面と平行な平面内に延在するが、本発明では、圧電材料の単一のスラブから、複数のアクチュエータを調製することが可能であり、これらのアクチュエータは、別個のチップ上の全配列または複数の配列であることが好ましい。
【００１３】
スラブの底部表面に、溝を切断形成することにより、表面に設置された電極が、アクチュエータの個々の底部電極に分割される。切断形成プロセスにより、アクチュエータの配列を正確に定形し配置することが可能となる。スラブが膜に接合されても、スラブの底部に形成されたアクチュエータの配列は、依然として、一体化構造を構成しており、このため、膜および相互に対するアクチュエータの正確な位置合わせ操作、ならびに膜の下側に圧力チャンバを形成する操作が容易になる。
【００１４】
一体化圧電スラブの安定性のため、取付ステップは、いかなる損傷のリスクも伴わずに、高い信頼性で実施することができる。また、接着材により実施される取付ステップは、比較的ロバスト性を有し、電極および膜の表面が、高品質表面である必要がなくなる。このように、アクチュエータが高い信頼性で膜に取り付けられると、単に、圧電スラブの連続する上部分を切削除去することにより、アクチュエータを相互に容易に分離することができるようになる。その後、分離された圧電材料の島上に、上部電極を形成することにより、アクチュエータが完成される。
【００１５】
膜にアクチュエータを接合するステップは、膜が未だ比較的厚い担持板の状態であって、接合ステップの間に生じ得る、いかなる機械的歪みにも耐え得る十分な強度を有するときに実施される。次に、担持板の膜部分は、剛性基板に強固に固定され、アクチュエータとは反対の側で担持板の材料を除去することにより、所望の厚さの膜が形成される。
【００１６】
本発明のより具体的な任意の特徴は、従属請求項に記載されている。
【００１７】
担持板の材料は、エッチング処理、切削処理、またはこれらの組み合わせにより除去されることが好ましい。特定の好適実施例では、担持板は、SOIウェハ（シリコンオンインシュレータ）により形成され、このウェハは、所望の膜を形成するための比較的薄いシリコン層と、エッチング停止層として機能する、例えば二酸化珪素のような絶縁層と、後に除去される担持板のバルク部を形成する別のシリコン層と、を有する。あるいは、担持板の膜の部分は、一時的なウェハとの接合により、担持板のバルク部に取り付けられても良い。そのような場合、膜は、例えば熱処理により分離されても良い。
【００１８】
スラブは、熱圧着接合処理により、膜に取り付けられることが好ましい。この熱圧着接合処理ステップでは、アクチュエータ上に形成される底部電極は、膜上の導電性構造部と自動的に接触され、この場合、接合ステップにより、高い機械的安定性が得られる上、良好で信頼性の高い電気的接触が得られるようになる。
【００１９】
熱圧着接合処理ステップの間、アクチュエータが形成されることになるスラブの連続する上部領域には、上部電極が提供されても良く、さらに、上部および底部電極は、いかなる電気的損傷の可能性をも回避するため、短絡されても良い。そうでなければ、圧電材料の焦電特性により、電気的損傷が生じる恐れがある。
【００２０】
後に膜を形成するシリコン層内に、例えば、アクチュエータを制御し、故障を検出し、または温度を測定する電子部材が、直接形成されても良い。電子部材とアクチュエータとを接続するための電気的リードおよび電極は、誘電体層で被覆されたこの層の表面に形成されても良い。
【００２１】
剛性基板は、別のシリコンウェハにより形成されても良く、この別のウェハは、適正にエッチング処理され、個々のアクチュエータを収容するチャンバ、インク供給チャンネルおよび貫通孔等が形成されても良い。
【００２２】
膜の表面に直接、アクチュエータの上部電極と接する電気的リードが形成されても良い。上部電極を形成する前に、圧電アクチュエータの周辺部分は、圧電層の側面を絶縁する絶縁材料のリングで被覆されることが好ましく、これにより、アクチュエータの上部および底部電極が高い信頼性で相互に分離され、絶縁される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を用いて、本発明の好適実施例を説明する。
【００２４】
図1に示すように、本発明によるインクジェット装置は、層状構造を有し、この構造は、図1の底部から上部にかけて、ノズル12が形成されたノズル板10と、ノズル12と連通する圧力チャンバ16を定形するチャンバ板14と、圧電アクチュエータ20を支持する可撓性膜18と、液体インクを圧力チャンバ16に供給する分配板22と、任意のカバー板24とを有する。
【００２５】
チャンバ板14、膜18および分配板22は、シリコンで形成されることが好ましく、公知の半導体処理のエッチング技術および光リソグラフィー技術を用いて、これらの部材の信頼性のある有効な微細構造が形成される。これは、シリコンウェハから製作されることが好ましい。図1では、単一のノズルおよびアクチュエータユニットのみが示されているが、複数のノズルおよびアクチュエータユニット、または複数のそのようなチップを有するチップ全体を、ウェハ処理プロセスにより、並行に形成することも可能であり、これが好ましい。前述の部材に、同等のまたは同一の材料を使用した場合、部材の熱膨張性が異なることにより生じる問題が回避され、または最小限に抑制されるという有意な特徴が得られる。
【００２６】
可撓性膜18は、接着層26により、チャンネル板14に強固に固定される。これにより、圧力チャンバ16が被覆され、その上部壁が定形される。膜の表面上には、導電性構造28が形成され、この構造は、例えば、配線ボンド30と接触されるよう、少なくとも一つの側から導出される。
【００２７】
圧電アクチュエータ20は、導電性構造28と接する大面積接触部に保持された底部電極32と、上部電極34と、これらの間に挟まれた圧電層36とを有する。圧電層36は、PZT（ジルコン酸チタン酸鉛）のような圧電セラミックで構成され、必要に応じて、追加の内部電極を有しても良い。
【００２８】
圧電層36の上部表面の周囲端部および層の側表面は、絶縁層38で被覆される。上部電極34の周囲位置は、その絶縁層と重ね合わされ、膜18の表面の一つの側から、導出される。これにより、上部電極34は、配線ボンド40と電気的に接触される。
【００２９】
配線ボンド30および40のような、電気的接触部が形成される位置では、電気的リードは、別の接着層42により、分配板22に固定され、これにより、膜18の上部表面が分配板に固定される。
【００３０】
アクチュエータの底部電極32および好ましくはさらに上部電極34は、圧電層36の端部位置を含む表面全体を被覆し、これにより、アクチュエータの出力ゲインと体積変化の増大が観測される。絶縁層38は、上部および底部の電極が短絡することを防止し、電極は、いずれの場所においても、十分な距離で確実に分離されるため、電極間に電圧が印加された際に、両者の間に構築される電場の強度は、圧電材料に無害な値にまで、確実に抑制される。
【００３１】
分配板22は、接着層42により、膜18の上部表面に強固に接合され、チャンバ44が定形される。このチャンバ内では、アクチュエータは、十分に機能するように収容され、アクチュエータの圧電変形が妨害を受けることはない。従ってアクチュエータ20は、圧力チャンバ16および供給システム内のインクからシールドされるのみならず、周囲空気からもシールされ、圧電材料の経時劣化によるアクチュエータの劣化が最小化される。
【００３２】
チャンバ44は、圧電材料と反応しない窒素またはアルゴンのような気体で充填されても良く、あるいは減圧下もしくは大気圧よりも僅かに低い圧力に維持されても良い。別の実施例では、チャンバ44が大気圧の空気を含む場合、これは、狭小の通気孔を介して、環境と連通されることが好ましく、これによりチャンバ内の圧力が、大気圧とバランスするようになる一方、空気の置換は、抑制されるため、圧電材料の劣化が防止される。
【００３３】
アクチュエータチャンバ44の上部の、該チャンバから分離された位置では、分配板22は、広いインク供給チャンネル46を定形し、このチャンネルは、少なくとも一つの端部で、インクリザーバ（図示されていない）と接続される。必要な場合、インクリザーバは、カバー板24の代わりに、インクチャンネル46の上部に、直接提供されても良い。
【００３４】
アクチュエータチャンバ44から横方向にずれた位置では、分配板22は、貫通孔48を定形し、この貫通孔48は、フィルタ通路50を介して、インク供給チャンネル46を圧力チャンバ16に接続する。フィルタ通路は、膜18内の微細孔により形成される。フィルタ通路50は、インクに含まれ得る不純物が圧力チャンバ16の方に流入することを防止するとともに、アクチュエータ20により、圧力チャンバ16内に圧力が形成される程度まで、インク供給チャンネル46と圧力チャンバ16との間の流通を制限する。このため、アクチュエータの圧電層36は、電極32、34に電圧が印加された際に、たわみモードで変形する。ノズル12からインク滴が放出されると、アクチュエータは、圧電層36が圧力チャンバ16から遠ざかる方向に膨らむ極性を有する第1の電圧で活性化されることが好ましく、この場合、膜18が変形し、圧力チャンバの体積が増大する。その結果、インクは、フィルタ通路50を介して吸引される。次に、電圧がオフにされ、あるいは反対の極性の電圧パルスが印加されると、圧力チャンバ16の体積は、再度減少し、圧力チャンバに収容された液体インク中に、圧力波が生じる。この圧力波は、ノズル12まで伝播し、インク滴の放出が生じる。
【００３５】
圧力チャンバ16の上部（およびアクチュエータ20の上部）に構成されたインク供給チャンネル46を有する、インクジェット装置の前述の構成は、単一ノズルおよびアクチュエータユニットの小型配置が可能になり、結果的に、そのような複数のユニットにより形成されるチップの集積密度が向上するという利点を有する。その結果、高いノズル密度が得られ、高い解像度および大きな印刷速度が得られる。しかしながら、装置は、特に大量生産に適した、単純で効果的な製造プロセスで製作されても良い。特に、電気的接続、および必要な場合電気的部材52は、分配板22と組み合わされる前に、膜18の一つの側に、容易に形成することができる。
【００３６】
グラウンド電極32（またはアクチュエータを活性化させる電極）を形成する金属層は、図1の平面に対して垂直な方向に、フィルタ通路50からずれた位置から導出され、またはフィルタ通路の周囲に形成されることを理解する必要がある。
【００３７】
図2は、図1の丸Ｘで囲った部分の詳細拡大図である。示された例では、電子部材52の一部、例えばセンサ、スイッチングトランジスタ、またはアクチュエータ20を制御する駆動回路は、シリコン材料の適当なドーピングにより、膜18の上部表面に埋設される。また、この例では、電極32の伸張部またはタブ部は、膜の表面上の誘電体層内の開口54を介して、電子部材52との信頼性のある接続を形成する。
【００３８】
図3には、複数のノズルとアクチュエータユニットとを有するチップ56を示す。これらは、図1に関して示した原理に従って、構成される。ここでは、チップの主要部材、すなわちチャンバ板14、アクチュエータ20を有する膜18、および分配板22は、明確化のため、相互に分離した状態で示されている。
【００３９】
この例では、圧力チャンバ16は、交互に回転対称に配置されており、これらのチャンバ組には、共通のチャンネル46および共通の貫通孔48から、インクが供給される。各圧力チャンバ16のフィルタ通路50は、各圧力チャンバ16の、ノズル12と接続された端部位置とは反対側の端部位置の上部に配置される。これは、圧力チャンバに含まれ、液滴発生過程に悪影響を及ぼし得る、いかなる空気泡も除去された状態で、圧力チャンバにインクが流れる点で有意である。
【００４０】
図3に示すチップ56は、ノズルおよびアクチュエータユニットの2次元配列を形成し、そのような複数のユニットは、図3が示された平面に対して垂直な方向に整列される。示された例では、各アクチュエータ20は、個々のチャンバ44に収容され、個々のチャンバ44は、分配板22と一体形成された水平壁58により、隣接するチャンバから分離される。前述のように、これらのチャンバは、狭小通気孔60を介して連通される。あるいは、同じ列に整列されたアクチュエータ20が共通の連続チャンバ44に収容される場合、水平壁58は、省略されても良い。
【００４１】
膜18、分配板22、および必要な場合、チャンバ板14の各々は、図4に示すように、各ウェハ62を処理することにより形成されても良い。複数のチップ56の部材は、単一のウェハから構成されても良い。図4の右側に示されているチップ56は、分配板22の上面図であり、この分配板22は、インク供給チャンネル46および貫通孔48を有する。図4の左側のチップは、部分的に除去されており、チップの層構造が視認できる。
【００４２】
分配板22の直下の層64は、5行のアクチュエータを示している。最初の2行は、突出リードを有する上部電極層34の上部平面図を示している。この実施例では、電極34の領域および貫通孔48と一致する領域を除く、膜18の全表面が絶縁層38で被覆されている。これについては、図14乃至16を参照して、以降で詳しく説明する。図4の第1行は、電気的トラック66を示しており、このトラックは、リードに接続され、絶縁層38の表面に提供される。層64内の最後の3行は、上部電極のない圧電層36を示している。
【００４３】
次の層68では、絶縁層38が除去され、フィルタ通路50を有する膜18が視認される。この層の第2行においても、圧電層36が除去され、底部電極32が示されている。
チップの最下部の3行は、圧力チャンバ16とノズル12とを有するチャンバ板14の上面図を示している。この例では、フィルタ通路は、ラビリンス70を介して、圧力チャンバ16と連通している。これらのラビリンスは、十分な流れ制限を提供する役割を果たす。図に示すように、圧力チャンバ16は、ほぼ四角形状であり、ラビリンスは、チャンバのノズル12とは対角側のコーナー部に通じている。
【００４４】
以下、インクジェット装置およびチップ56のそれぞれを製作する方法の好適実施例を説明する。
【００４５】
図5乃至13には、アクチュエータ20を有する膜18を形成する方法を示す。まず、図5に示すように、圧電材料のスラブ72を調製し、これに底部電極32を設置し、さらに上部表面に、別の電極74を設置する。これらの電極は、圧電材料の分極に使用されても良い。スラブ72は、少なくともチップ56全体の寸法を有することが好ましい。可能な場合、ウェハサイズのスラブが使用され、または複数のスラブが、それらの電極74とともにウェハサイズの担体板に取り付けられても良い。スラブ72の厚さは、例えば、200から500μmの範囲であっても良い。
【００４６】
図6に示すように、スラブ72の底部側に、アクチュエータの圧電層36の意図される厚さよりも僅かに大きな深さで、溝76が切除形成される。図には示していないが、溝76は、横断的に延在し、後に圧電層36を形成する、残りの突出したプラットフォームは、底部電極32で被覆される。これらのプラットフォームのパターンは、チップ56上のアクチュエータの意図された配列に対応する。
【００４７】
次に、図7に示すように、底部電極32の底部側は、例えばタンポン印刷法、ローラコーティング法、またはスプレーコーティング法等により、接着層78で被覆される。
【００４８】
また、ウェハ寸法の担体板80が調製され、その上部表面に、適当なパターンを有する導電性構造28が形成される。担体板18は、SOIウェハにより形成されることが好ましく、このSOIウェハは、後に膜18を形成する上部シリコン層と、後にエッチング除去される底部シリコン層82と、2層のシリコン層を分離し、エッチング停止層として機能する二酸化珪素層84と、を有する。
【００４９】
特定の実施例では、上部シリコン層、すなわち膜18は、1μmから25μmの間、または約10μmの厚さを有しても良く、エッチング停止層は、0.1から2μmの厚さを有し、底部シリコン層82は、150から1000μmの厚さを有しても良く、これにより高い機械的安定性が確保される。
【００５０】
次に、スラブ72は、担体板80の上部表面に圧接され、将来のアクチュエータの底部電極32は、熱圧着接合により、導電性構造28と強固に接合される。この方法では、図8に示すように、接着層78は、押し出され、各圧電層36の周囲にメニスカスを形成する一方、導電性構造28および電極32は、相互に電気的に接触する。
【００５１】
通常、スラブ72の圧電材料は、焦電特性を有し、これは、熱圧着接合処理の間、電極32と74が短絡され、電気的損傷が回避される点で好適である。あるいは熱圧着接合法の代わりに、超音波接合法を使用しても良い。この場合、将来のアクチュエータの底部電極上および／またはグラウンド電極上には、接着層の代わりに、金層もしくは金隆起部が提供される。
【００５２】
次に、図8に示すように、例えば研削処理等により、電極74およびスラブ72の連続する上側部分が除去され、アクチュエータの圧電層36の所望の配列のみが、担体板80上に残留する。
【００５３】
図9に示すように、次のステップでは、絶縁層38が形成される。この層は、例えばスピンコーティング法、スプレーコーティング法、スパッタPVD法、CVD等により、少なくとも、圧電層36の全表面上、その側壁上、および接着層78により形成されたメニスカス上、に形成される。絶縁層38は、SU8またはBCBのような光硬化性エポキシ樹脂により形成されることが好ましい。層38の被残留部分は、光で露光されて樹脂硬化処理され、これにより非露光部分が除去される。
【００５４】
図10に示すように、層38は、少なくとも層36の中心部から除去され、ここには、その後、上部電極34が設置される。
【００５５】
図11に示すように、例えばスパッタリング法または他のいかなる適当な処理方法により、圧電層36の上部露出表面に、上部電極34が形成される。上部電極の電気的接触を可能にするため、この電極は、絶縁層38の少なくとも一つの側を超えて、図11の右側に示すように、担持板80の上部表面にまで延伸する。絶縁層38により、上部電極34の金属は、底部電極32および導電性構造28から十分な距離だけ、確実に離間されるようになり、これにより、短絡が回避され、電極間の間に生じる電場の強度が制限されるようになる。
【００５６】
図11に示すステップにより、圧電アクチュエータ20の形成が完了する。次のステップでは、図12に示すように、分配板22が担体板80の上部表面に接合される。分配板22は、適当なシリコンウェハのエッチング処理により、別個に調製される。例えば、低コストな異方性湿式エッチング処理方法で、供給チャンネル46の比較的粗さの大きな構造が形成され、アクチュエータチャンバ44および貫通孔48の微細構造は、下側からのドライエッチング処理法により形成される。
【００５７】
次に分配板22は、硬質基板として機能し、組立体を操作する際のハンドルとして使用される。
【００５８】
次に、分配板22および担体板80を形成する接合ウェハは、エッチング段階に移行され、ここで、担体板80の底部シリコン層82は、二酸化珪素層84により形成されたエッチング停止層まで、エッチング除去される。その後、二酸化珪素層が除去され、上部にアクチュエータ20が設置された、薄い可撓性膜18のみが残留する。この膜は、硬質分配板22に強固に固定される。
【００５９】
同じまたは別個のエッチングステップにおいて、あるいはレーザ切除法のような別の処理方法により、フィルタ通路50が形成されても良い。図13には、得られた結果を示す。
【００６０】
可撓性膜18は、分配板22により支持されているため、これにより、膜18のチャンバ板14への接合ステップを含むさらなる処理ステップの際に、膜18が安全に取り扱える。この段階において、膜18、一方の側の分配板22、および他の側のチャンバ板14の組立体が、ウェハ寸法を有する場合、単一の整列ステップにおいて、アクチュエータ20およびフィルタ通路50は、ウェハ上の全チップに対して、圧力チャンバ16とともに正確に整列される。最後に、接合ウェハがダイス化され、個々のチップ56が形成される。
【００６１】
当然のことながら、代替例として、膜18および分配板22を形成する接合ウェハのみをダイス化して、それらを別個のチャンバ板14とともに組み立てることも可能である。
【００６２】
図9乃至13に示す例では、絶縁層38は、圧電層36の上部側で、比較的小さな厚さを有し、膜の表面上および導電性構造28の上では、大きな厚さを有する。比較のため、図1には、絶縁層38が均一な厚さを有する実施例を示す。
【００６３】
図14には、さらに別の実施例を示す。この場合、図9のステップは、担体板80の全表面に、平坦で連続的な上部表面を有する絶縁層38が形成されるように変更されており、すなわち圧電層36、底部電極32および導電性構造28は、絶縁層38内に、完全に埋設される。この実施例は、図4に示した例に対応する。
【００６４】
再度図15を参照すると、光硬化性絶縁層38が露光され、少なくとも圧電層36を被覆する部分、および貫通孔48と対応する部分86において、樹脂が除去される。
【００６５】
最後に、図16に示すように、アクチュエータの上部電極34が設置され、これは、絶縁層38の平坦上部表面上を延伸する。アクチュエータを電気的に接触させるために使用される方法に応じて、電気的接触の形成が容易化される。
【００６６】
残りの手順は、図9乃至12を参照した説明に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による方法により製造された単一のインクジェット装置の断面図である。
【図２】図1に示した装置の拡大詳細図である。
【図３】複数のノズルおよびアクチュエータユニットの配列を形成するための、インクジェット装置の部材の部分断面図である。
【図４】ウェハから製造される、図3に示す種類の配列の部分平面図である。
【図５】膜上に圧電アクチュエータを調製し取り付ける方法のあるステップを示した図である。
【図６】膜上に圧電アクチュエータを調製し取り付ける方法のあるステップを示した図である。
【図７】膜上に圧電アクチュエータを調製し取り付ける方法のあるステップを示した図である。
【図８】膜上に圧電アクチュエータを調製し取り付ける方法のあるステップを示した図である。
【図９】膜上でアクチュエータを完成させる際の方法のあるステップを示した図である。
【図１０】膜上でアクチュエータを完成させる際の方法のあるステップを示した図である。
【図１１】膜上でアクチュエータを完成させる際の方法のあるステップを示した図である。
【図１２】硬質基板に膜を取り付けるステップを示した図である。
【図１３】膜を開放するステップを示した図である。
【図１４】本発明の変更実施例の図9乃至11と類似のステップを示した図である。
【図１５】本発明の変更実施例の図9乃至11と類似のステップを示した図である。
【図１６】本発明の変更実施例の図9乃至11と類似のステップを示した図である。
【符号の説明】
【００６８】
10  ノズル板、12  ノズル、14  チャンバ板、16  圧力チャンバ、18  膜、20  圧電アクチュエータ、22  分配板、24  カバー板、26  接着層、28  導電性構造、30  配線ボンド、32  底部電極、34  上部電極、36  圧電層、38  絶縁層、42  接着層、44  チャンバ、46  供給チャンネル、48  貫通孔、50  フィルタ通路、56  チップ、58  水平壁、60  狭小通気孔、62  ウェハ、64  層、66  電気的トラック、70  ラビリンス、72  スラブ、74  電極、76  溝、80  担体板、82  底部シリコン層、84  二酸化珪素層。
【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５】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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