(57)【要約】【課題】歩留まりの向上及び製造コストの低減を図ることのできる液体噴射ヘッド及びその検査方法並びに製造方法を提供する。【解決手段】流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に接合され圧電素子３００を封止する封止部３１を有する封止基板３０を具備すると共に封止基板３０の流路形成基板１０との接合面とは反対側の面に絶縁膜３５を介して設けられて圧電素子３００に電圧を印加するための接続配線１３０を有し、且つ封止基板３０がシリコン単結晶基板からなると共にその表面に絶縁膜３５が除去されて封止基板３０が露出した露出部３４を少なくとも一つ設ける。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板と、該流路形成基板に振動板を介して設けられる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、
前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を封止する封止部を有する封止基板を具備すると共に該封止基板の前記流路形成基板との接合面とは反対側の面に絶縁膜を介して設けられて前記圧電素子に電圧を印加するための接続配線を有し、且つ前記封止基板がシリコン単結晶基板からなると共にその表面に前記絶縁膜が除去されて当該封止基板が露出した露出部が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記露出部が二つ以上設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記露出部は、前記絶縁膜と共に前記封止基板の一部を除去することにより形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３において、前記露出部は、その底面が内側に向かって傾斜する傾斜面で構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記露出部が、前記封止基板を異方性エッチングすることにより形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
ノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板と、該流路形成基板に振動板を介して設けられる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を封止する封止部を有する封止基板を具備すると共に該封止基板の前記流路形成基板との接合面とは反対側の面に絶縁膜を介して設けられて前記圧電素子に電圧を印加するための接続配線を有し、前記封止基板がシリコン単結晶基板からなると共にその表面に前記絶縁膜が除去されて当該封止基板が露出した露出部が少なくとも一つ設けられている液体噴射ヘッドの検査方法であって、
前記接続配線と前記露出部とにそれぞれプローブを接触させて両プローブ間の抵抗値を測定することにより前記接続配線と前記封止基板との絶縁状態を検査する絶縁検査工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
【請求項７】
請求項６において、前記封止基板に二つ以上の露出部が設けられており、前記絶縁検査工程の前に、二つの露出部にそれぞれプローブを接触させて両プローブ間の抵抗値を測定することにより両プローブの導通状態を検査する導通検査工程をさらに有することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
【請求項８】
ノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板と、該流路形成基板に振動板を介して設けられる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を封止する封止部を有する封止基板を具備すると共に該封止基板の前記流路形成基板との接合面とは反対側の面に絶縁膜を介して設けられて前記圧電素子に電圧を印加するための接続配線を有し、前記封止基板がシリコン単結晶基板からなると共にその表面に前記絶縁膜が除去されて当該封止基板が露出した露出部が少なくとも一つ設けられている液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記封止基板を熱酸化して前記絶縁膜となると共に前記圧電素子保持部及び前記接続配線と前記圧電素子とを接続する連結配線が延設される貫通孔を形成するためのマスクパターンとなる二酸化シリコン膜を前記封止基板の表面に形成する工程と、前記二酸化シリコン膜をパターニングして当該二酸化シリコン膜の前記圧電素子保持部及び前記貫通孔が形成される領域に開口部を形成すると共に前記露出部となる露出開口部を形成する工程と、前記二酸化シリコン膜上に前記配線パターンを形成する工程と、前記二酸化シリコン膜をマスクパターンとして前記封止基板をエッチングすることにより前記圧電素子保持部及び前記貫通孔を形成する工程と、前記圧電素子が形成された前記流路形成基板と前記封止基板とを接合する工程とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項８において、前記圧電素子保持部及び前記貫通孔を形成する工程では、前記開口部から前記封止基板を異方性エッチングして前記圧電素子保持部及び前記貫通孔を形成すると共に、前記露出開口部を介して前記封止基板を異方性エッチングすることにより当該封止基板の一部を除去することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記露出開口部を形成する工程では、当該露出開口部を介して前記封止基板を異方性エッチングした際に当該封止基板のエッチングが自動的に停止する程度の大きさで前記露出開口部を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被噴射液を吐出する液体噴射ヘッド及びその検査方法並びに製造方法に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びその検査方法並びに製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
前者は圧電素子の端面を振動板に当接させることにより圧力発生室の容積を変化させることができて、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
【０００４】
これに対して後者は、圧電材料のグリーンシートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難であるという問題がある。
【０００５】
一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消すべく、特開平５−２８６１３１号公報に見られるように、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが提案されている。
【０００６】
これによれば圧電素子を振動板に貼付ける作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、かつ簡便な手法で圧電素子を高密度に作り付けることができるばかりでなく、圧電素子の厚みを薄くできて高速駆動が可能になるという利点がある。
【０００７】
また、一般的に、圧力発生室が形成される流路形成基板の圧電素子側の面には、この圧電素子を封止する封止部を有する封止基板が接合されており、これにより、圧電素子の外部環境に起因する破壊が防止されている。なお、この封止基板は、圧力発生室が形成される流路形成基板と同一の材料、例えば、シリコン単結晶基板で形成されている。そして、この封止基板上には酸化膜からなる絶縁膜を介して接続配線が設けられ、この接続配線を介して圧電素子と圧電素子を駆動するための駆動ＩＣ等が接続されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、封止基板の表面に設けられる絶縁膜は、一般的にシリコン単結晶基板からなる封止基板を熱酸化することにより形成されているため、絶縁膜にピンホールが形成されてしまう場合がある。すなわち、封止基板に塵等の異物が付着した状態で封止基板を熱酸化すると、この異物によって絶縁膜にピンホールが形成されてしまう。このように絶縁膜のピンホールが形成された部分に接続配線が形成されると、このピンホールを介して封止基板であるシリコン単結晶基板と接続配線とが電気的に導通してしまい、圧電素子の動作不良等の電気的不具合が発生してしまうという問題がある。
【０００９】
そして、このような電気的不具合は、製品完成後の動作確認時に発見されるため、歩留まりの低下及び製造コストの上昇の原因となってしまう。
【００１０】
なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドの製造方法においても、同様に存在する。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑み、歩留まりの向上及び製造コストの低減を図ることのできる液体噴射ヘッド及びその検査方法並びに製造方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板と、該流路形成基板に振動板を介して設けられる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を封止する封止部を有する封止基板を具備すると共に該封止基板の前記流路形成基板との接合面とは反対側の面に絶縁膜を介して設けられて前記圧電素子に電圧を印加するための接続配線を有し、且つ前記封止基板がシリコン単結晶基板からなると共にその表面に前記絶縁膜が除去されて当該封止基板が露出した露出部が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１３】
かかる第１の態様では、露出部と接続配線との間の抵抗値を測定することで、接続配線と封止基板との絶縁状態を容易に検査することができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記露出部が二つ以上設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１５】
かかる第２の態様では、二つの露出部間の抵抗値を測定することで、露出部と接続配線との間の抵抗値を測定する際の誤測定が防止される。
【００１６】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記露出部は、前記絶縁膜と共に前記封止基板の一部を除去することにより形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１７】
かかる第３の態様では、封止基板の表面が確実に露出され、接続配線と封止基板との絶縁状態をより正確に検査できる。
【００１８】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記露出部は、その底面が内側に向かって傾斜する傾斜面で構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１９】
かかる第４の態様では、接続配線と封止基板との絶縁状態を検査するためのプローブを封止基板に容易且つ確実に接触させることができる。
【００２０】
本発明の第５の態様は、第３又は４の態様において、前記露出部が、前記封止基板を異方性エッチングすることにより形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００２１】
かかる第５の態様では、露出部を比較的容易に形成することができる。
【００２２】
本発明の第６の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板と、該流路形成基板に振動板を介して設けられる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を封止する封止部を有する封止基板を具備すると共に該封止基板の前記流路形成基板との接合面とは反対側の面に絶縁膜を介して設けられて前記圧電素子に電圧を印加するための接続配線を有し、前記封止基板がシリコン単結晶基板からなると共にその表面に前記絶縁膜が除去されて当該封止基板が露出した露出部が少なくとも一つ設けられている液体噴射ヘッドの検査方法であって、前記接続配線と前記露出部とにそれぞれプローブを接触させて両プローブ間の抵抗値を測定することにより前記接続配線と前記封止基板との絶縁状態を検査する絶縁検査工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法にある。
【００２３】
かかる第６の態様では、接続配線と封止基板との絶縁状態を容易且つ確実に検査することができる。
【００２４】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記封止基板に二つ以上の露出部が設けられており、前記絶縁検査工程の前に、二つの露出部にそれぞれプローブを接触させて両プローブ間の抵抗値を測定することにより両プローブの導通状態を検査する導通検査工程をさらに有することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法にある。
【００２５】
かかる第７の態様では、絶縁検査工程における検査結果の信頼性が著しく向上する。
【００２６】
本発明の第８の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板と、該流路形成基板に振動板を介して設けられる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を封止する封止部を有する封止基板を具備すると共に該封止基板の前記流路形成基板との接合面とは反対側の面に絶縁膜を介して設けられて前記圧電素子に電圧を印加するための接続配線を有し、前記封止基板がシリコン単結晶基板からなると共にその表面に前記絶縁膜が除去されて当該封止基板が露出した露出部が少なくとも一つ設けられている液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記封止基板を熱酸化して前記絶縁膜となると共に前記圧電素子保持部及び前記接続配線と前記圧電素子とを接続する連結配線が延設される貫通孔を形成するためのマスクパターンとなる二酸化シリコン膜を前記封止基板の表面に形成する工程と、前記二酸化シリコン膜をパターニングして当該二酸化シリコン膜の前記圧電素子保持部及び前記貫通孔が形成される領域に開口部を形成すると共に前記露出部となる露出開口部を形成する工程と、前記二酸化シリコン膜上に前記配線パターンを形成する工程と、前記二酸化シリコン膜をマスクパターンとして前記封止基板をエッチングすることにより前記圧電素子保持部及び前記貫通孔を形成する工程と、前記圧電素子が形成された前記流路形成基板と前記封止基板とを接合する工程とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００２７】
かかる第８の態様では、製造工程を増加させることなく封止基板に露出部を形成することができる。
【００２８】
本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記圧電素子保持部及び前記貫通孔を形成する工程では、前記開口部から前記封止基板を異方性エッチングして前記圧電素子保持部及び前記貫通孔を形成すると共に、前記露出開口部を介して前記封止基板を異方性エッチングすることにより当該封止基板の一部を除去することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００２９】
かかる第９の態様では、製造工程を増加させることなく、封止基板の一部が除去された露出部を形成することができる。
【００３０】
本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記露出開口部を形成する工程では、当該露出開口部を介して前記封止基板を異方性エッチングした際に当該封止基板のエッチングが自動的に停止する程度の大きさで前記露出開口部を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００３１】
かかる第１０の態様では、露出開口部を所定の大きさで形成することにより、封止基板であるシリコン単結晶基板は、所定の結晶面が露出してエッチングが自動的に停止する。そして、このようにエッチングが自動的に停止する大きさで露出開口部を形成することで、貫通孔等と同時に露出部を容易に形成することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、図１の概略平面図及びそのＡ−Ａ’断面図である。
【００３４】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０及び保護膜５５がそれぞれ形成されている。なお、この保護膜５５は、後述する圧力発生室を形成する際にマスクとして用いられるものである。
【００３５】
この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が幅方向に並設され、その長手方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、この連通部１３は各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。
【００３６】
ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）面とが出現し、（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。かかる異方性エッチングにより、二つの第１の（１１１）面と斜めの二つの第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができる。
【００３７】
本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングすることにより形成されている。ここで、弾性膜５０は、シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵される量がきわめて小さい。また各圧力発生室１２の一端に連通する各インク供給路１４の断面積は、圧力発生室１２のそれより小さく形成されており、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００３８】
このような流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２を配列密度に合わせて最適な厚さを選択すればよく、圧力発生室１２の配列密度が、例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度であれば、流路形成基板１０の厚さは、２２０μｍ程度であればよいが、例えば、２００ｄｐｉ以上と比較的高密度に配列する場合には、流路形成基板１０の厚さは１００μｍ以下と比較的薄くするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
【００３９】
また、流路形成基板１０の開口面側の保護膜５５上には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０−６／℃］であるガラスセラミックス、又は不錆鋼などからなる。ノズルプレート２０は、一方の面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果たす。また、ノズルプレート２０は、流路形成基板１０と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよい。この場合には、流路形成基板１０とノズルプレート２０との熱による変形が略同一となるため、熱硬化性の接着剤等を用いて容易に接合することができる。
【００４０】
ここで、インク滴吐出圧力をインクに与える圧力発生室１２の大きさと、インク滴を吐出するノズル開口２１の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、１インチ当たり３６０個のインク滴を記録する場合、ノズル開口２１は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。
【００４１】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約０．５〜５μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．１μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０、及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板として作用する。
【００４２】
なお、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなりインク供給路１４に対向する領域まで延設されるリード電極９０が接続されている。
【００４３】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部３１を有する封止基板３０が接合され、圧電素子３００はこの圧電素子保持部３１内に封止されている。
【００４４】
また、この封止基板３０には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、封止基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、弾性膜５０に設けられた連通孔５１を介して流路形成基板１０の連通部１３と連通され、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００４５】
このような封止基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００４６】
また、封止基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、封止基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。
【００４７】
また、この封止基板３０の表面、すなわち、流路形成基板１０との接合面とは反対側の面には、二酸化シリコン膜１１０からなる絶縁膜３５が設けられ、この絶縁膜３５上には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）１２０が実装されている。具体的には、封止基板３０上には、各圧電素子３００と駆動ＩＣ１２０とを接続するための接続配線１３０（第１の接続配線１３１、第２の接続配線１３２）が所定パターンで形成され、この接続配線１３０上に駆動ＩＣ１２０が実装されている。例えば、本実施形態では、この駆動ＩＣ１２０は、フリップチップ実装により接続配線１３０と電気的に接続されている。
【００４８】
なお、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、封止基板３０の貫通孔３３内に延設される連結配線（図示なし）によって第１の接続配線１３１と接続される。また、第２の接続配線１３２には、図示しない外部配線が接続される。
【００４９】
また、封止基板３０の接続配線１３０が形成されていない領域、例えば、本実施形態では、封止基板３０のリザーバ部３２とは反対側の端部近傍の領域には、シリコン単結晶基板である封止基板３０が露出された露出部３４が所定の大きさで形成されている。この露出部３４は、詳しくは後述するが、接続配線１３０と封止基板３０との絶縁状態を検査するために用いられる。
【００５０】
このような露出部３４は、少なくとも絶縁膜３５が除去されて封止基板３０の表面が露出されていればよいが、本実施形態では、封止基板３０の一部まで除去することによって形成されている。そして、露出部３４の底面はその内側に向かって傾斜する傾斜面で構成されている。また、露出部３４は、少なくとも一つ設けられていればよいが、本実施形態では、二つ設けるようにしている。
【００５１】
なお、このような封止基板３０上のリザーバ部３２に対応する領域には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００５２】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない外部配線を介して駆動ＩＣ１２０から出力される駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００５３】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、封止基板の製造方法から順に、図３〜図７を参照して説明する。なお、図３，６及び７は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図であり、図４及び５は、封止基板と接続配線との絶縁状態の検査方法を説明する概略図である。
【００５４】
まず、図３（ａ）に示すように、シリコン単結晶基板、本実施形態では、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなる封止基板３０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化して絶縁膜３５となると共に、封止基板３０をエッチングするためのマスクとなる二酸化シリコン膜１１０を全面に形成する。
【００５５】
次に、図３（ｂ）に示すように、二酸化シリコン膜１１０をパターニングすることにより、封止基板３０の圧電素子保持部３１、リザーバ部３２及び貫通孔３３が形成される領域にそれぞれ開口部１１１を形成する。なお、圧電素子保持部３１に対応する開口部１１１は、封止基板３０の一方面側のみに形成し、リザーバ部３２及び貫通孔３３に対応する開口部１１１は、封止基板３０の両面側にそれぞれ形成する。また、同時に、露出部３４が形成される領域にも所定の大きさの露出開口部１１２を形成する。
【００５６】
なお、この露出開口部１１２は、詳しくは後述するが、この露出開口部１１２を介して封止基板３０を異方性エッチングした際に封止基板３０のエッチングが自動的に停止する程度の大きさで形成することが好ましい。
【００５７】
次いで、図３（ｃ）に示すように、封止基板３０の表面の絶縁膜３５上に、例えば、スパッタ法で配線膜を成膜した後、ロールコータ法によって接続配線１３０を形成する。なお、この接続配線１３０は、例えば、リソグラフィ法等の薄膜形成方法を用いて形成するようにしてもよい。
【００５８】
次いで、図３（ｄ）に示すように、この二酸化シリコン膜１１０を介して、すなわち開口部１１１から封止基板３０を異方性エッチングすることにより、圧電素子保持部３１、リザーバ部３２及び貫通孔３３を形成する。また、同時に、露出開口部１１２から封止基板３０を異方性エッチングすることにより封止基板３０の一部を除去して露出部３４を形成する。なお、露出開口部１１２を介して封止基板３０はエッチングされるが、露出開口部１１２は上述したように所定の大きさで形成されているため、あまり深くエッチングされることなくエッチングが実質的に停止する。
【００５９】
すなわち、上述したように、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を異方性エッチングすると、（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）面とが出現するため、この第２の（１１１）面同士が交差した時点で、エッチングは自動的に停止する。
【００６０】
したがって、圧電素子保持部３１、リザーバ部３２及び貫通孔３３が形成されるまで封止基板３０をエッチングし続けても、露出部３４は、比較的浅く形成される。
【００６１】
また、このような工程で封止基板３０を形成することにより、圧電素子保持部３１、リザーバ部３２及び貫通孔３３と同時に露出部３４を形成することができる。すなわち、露出部３４を形成するための工程を新たに設ける必要がない。したがって、製造コストを増加させることなく露出部３４を有する封止基板３０を形成することができる。
【００６２】
次いで、封止基板３０と接続配線１３０との絶縁状態を、例えば、一対のプローブピンを有する検査装置を用いて検査する。具体的には、図４に示すように、図示しない検査装置を構成する一方のプローブピン１４１を露出部３４で封止基板３０に接触させると共に、他方のプローブピン１４２を各接続配線１３０、図４では第２の接続配線１３２に接触させ、両プローブピン１４１，１４２間の抵抗値を測定することにより、封止基板３０と接続配線１３０との絶縁状態を検査する。すなわち、絶縁膜３５にピンホール等が形成され、このピンホールを介して封止基板３０と接続配線１３０とが導通していないことを確認する。
【００６３】
例えば、封止基板３０と接続配線１３０とが導通している場合には、すなわち、絶縁膜３５にピンホールが形成されていると、１００ｋΩ程度の抵抗値が検出される。また、両者が導通していない場合には、数ＭΩの抵抗値が検出される。
【００６４】
したがって、露出部３４と接続配線１３０との間の抵抗値を測定することにより、両者の絶縁状態を容易且つ確実に把握できる。
【００６５】
また、本実施形態では、露出部３４が封止基板３０の一部を除去することにより形成されているため、この露出部３４を介して、プローブピン１４１を封止基板３０に確実に接触させることができる。さらに、本実施形態では、異方性エッチングにより封止基板３０を除去して露出部３４を形成し、その底面が内側に傾斜する傾斜面で構成されているため、プローブピン１４１を封止基板３０により確実に接触させることができ、誤測定を防止することができる。
【００６６】
そして、このような絶縁検査工程の結果、良品と判断されたものだけが製品として使用される。
【００６７】
なお、本実施形態では、露出部３４を二つ設けているため、絶縁検査工程の前に、各露出部３４間の導通状態を検査する導通検査工程を実施するようにしてもよい。すなわち、この導通検査工程では、図５に示すように、両プローブピン１４１及び１４２のそれぞれを、各露出部３４を介して封止基板３０に接触させ、両プローブピン１４１，１４２間の抵抗値を測定する。
【００６８】
例えば、両プローブピン１４１，１４２が導通していれば、すなわち、両プローブピン１４１，１４２が封止基板３０に接触していれば、１００ｋΩ程度の抵抗値が検出される。また、両者が導通していない場合、すなわち、少なくとも何れか一方のプローブピンが封止基板３０に接触していない場合には、数ＭΩの抵抗値が検出される。
【００６９】
これにより、各露出部３４を介してプローブピン１４１，１４２が封止基板３０に接触していることを容易に確認することができ、絶縁検査工程における誤測定を未然に防止することができる。
【００７０】
一方、流路形成基板１０及び圧電素子３００は、以下のような工程で形成される。
【００７１】
まず、図６（ａ）に示すように、流路形成基板１０となる流路形成基板用ウェハの表面に弾性膜５０及び保護膜５５となる二酸化シリコン膜５７を形成する。具体的には、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板用ウェハを約１１００℃の拡散炉で熱酸化することによりその全面に二酸化シリコン膜５７（弾性膜５０、保護膜５５）を形成する。
【００７２】
次に、図６（ｂ）に示すように、例えば、白金等からなる下電極膜６０を弾性膜５０の全面に形成後、所定形状にパターニングする。
【００７３】
次に、図６（ｃ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、アルミニウム、金、ニッケル、白金等の多くの金属、あるいは導電性酸化物等からなる上電極膜８０とを順次積層し、これらを同時にパターニングして圧電素子３００を形成する。
【００７４】
次いで、図６（ｄ）に示すように、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０を流路形成基板１０の全面に亘って形成すると共に、圧電素子３００毎に独立するように所定形状にパターニングする。
【００７５】
以上が膜形成プロセスである。このようにして膜形成を行った後、前述したアルカリ溶液によって流路形成基板用ウェハを異方性エッチングすることにより圧力発生室１２等を形成する。すなわち、図７（ａ）に示すように、保護膜５５を所定形状にパターニングすると共に、この保護膜５５をマスクパターンとして流路形成基板１０を異方性エッチングすることにより、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する。
【００７６】
次に、図７（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に、上述した絶縁検査工程において良品と判断された封止基板３０を接着剤等によって接合する。また、このとき、連通部１３に対向する領域の弾性膜５０及び下電極膜６０を、例えば、レーザ加工等によって除去して連通孔５１を形成する。
【００７７】
次いで、図７（ｃ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接着剤等によって接合する。また、封止基板３０上に封止膜４１と固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０を接合してリザーバ部３２を封止する。
【００７８】
そして、封止基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装する。すなわち、第１及び第２の接続配線１３１，１３２上に駆動ＩＣ１２０をフリップチップ実装して両者を電気的に接続する（図２参照）。なお、その後、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０と第１の接続配線１３１とをワイヤボンディングにより接続することによりインクジェット式記録ヘッドが形成される。
【００７９】
また、実際には、上述した一連の膜形成及び異方性エッチングによって一枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終了後、図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割する。
【００８０】
以上説明したように本実施形態では、流路形成基板１０と封止基板３０とを接合する前に、封止基板３０と接続配線１３０との絶縁状態を検査して封止基板３０の良・不良を判断することができるため、製品としての歩留まりを著しく向上することができる。したがって、製造コストを大幅に削減することができる。
【００８１】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００８２】
例えば、上述の実施形態では、露出部を二つ設けるようにしたが、少なくとも一つ設けられていればよく、勿論、三つ以上設けるようにしてもよい。
【００８３】
また、例えば、上述の実施形態では、封止基板の一部まで除去して露出部を形成するようにしたが、勿論、絶縁膜のみを除去した露出部であってもよい。何れにしても、露出部は、封止基板の表面が露出されていればよい。
【００８４】
さらに、例えば、上述の実施形態では、封止基板として面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を用いるようにしたが、勿論、面方位（１００）のシリコン単結晶基板を用いてもよい。また、封止基板を異方性エッチングすることにより、圧電素子保持部等を形成するようにしたが、勿論、ドライエッチング等、他の方法で圧電素子保持部等を形成するようにしてもよい。
【００８５】
また、例えば、上述の実施形態では、成膜及びリソグラフィ法を応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
【００８６】
なお、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものである。
【００８７】
液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、シリコン単結晶基板からなる封止基板の表面に絶縁膜を介して接続配線を設けると共に、封止基板上に少なくとも絶縁膜を除去して封止基板の表面が露出される露出部を設けるようにしたので、この露出部と接続配線との絶縁状態を容易に検査することができる。また、封止基板と流路形成基板とを接合する前に封止基板の絶縁状態を検査することで、製品としての歩留まりを著しく向上することができ、製造コストを大幅に削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの概略平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る封止基板の絶縁検査工程を説明する概略図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る封止基板の導通検査工程を説明する概略図である。
【図６】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　流路形成基板
１２　圧力発生室
２０　ノズルプレート
２１　ノズル開口
３０　封止基板
３１　圧電素子保持部
３２　リザーバ部
３３　貫通孔
３４　露出部
３５　絶縁膜
４０　コンプライアンス基板
６０　下電極膜
７０　圧電体層
８０　上電極膜
９０　リード電極
１００　リザーバ
１１０　二酸化シリコン膜
１２０　駆動ＩＣ
１３０　接続配線
１３１　第１の接続配線
１３２　第２の接続配線
３００　圧電素子
【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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