液体噴射ヘッド及びその製造方法
【課題】メッキ法を採用するにあたり生じ得る配線部の電気的接続不良及び剥離を抑制できる液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供する。
【解決手段】配線部２１０が、保護基板３０に形成された密着層２１１と、密着層２１１に形成された金属層２１３と、少なくとも金属層２１３に形成されたメッキ層２１４とを有し、密着層２１１は、金属層２１３およびメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成されているという構成を採用する。
【解決手段】配線部２１０が、保護基板３０に形成された密着層２１１と、密着層２１１に形成された金属層２１３と、少なくとも金属層２１３に形成されたメッキ層２１４とを有し、密着層２１１は、金属層２１３およびメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成されているという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に配線部がパターニングされた配線基板を具備するものとしては、例えば、液体噴射ヘッドが挙げられる。下記特許文献１には、液体噴射ヘッドとして、ノズルに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方の面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側に接合され、その基板上にパターニングされた配線部を介して駆動ＩＣ等が実装される保護基板（配線基板）と、を有するものが開示されている。
【０００３】
この配線部は、スパッタ法により、基板上に密着層及び金属層を順次全面に成膜し、その後、金属層上にレジストを形成し、このレジストをマスクとしてウェットエッチングすることによってパターニングされている。密着層は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる基板と金（Ａｕ）からなる金属層との密着性を確保するためのもので、例えば、卑金属であるニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を材料とし、５０〜１００ナノメートル（ｎｍ）程度の厚みで形成される。金属層は、この密着層の上に１０００ｎｍ程度の厚みで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５１０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スパッタ法は、数百℃の高温雰囲気下で行うため、成膜後、常温に戻ると、上記厚みを有する金属層の熱収縮による膜応力で、基板に反りが生じやすい。また、金属層は、駆動ＩＣ等との接続配線として機能するため、比抵抗が小さいことが望ましい。
そこで、本願発明者は、金属層の成膜法として、数十℃の低温雰囲気下で行え、且つ、スパッタ層よりも比抵抗を小さくできるメッキ法を採用することを考えた。
【０００６】
しかしながら、メッキ法により形成されたメッキ層は、スパッタ法により形成されたスパッタ層よりも表面が粗く、毛細管力が働き易い。このため、メッキ層が、密着層の幅（外縁部）からはみ出して形成された場合、例えば、所定部材を基板に接着する接着剤が、基板とメッキ層との微小な隙間に沿って流れ出し、この隙間から毛細管力によりメッキ層の表面に乗り上がり、駆動ＩＣ等との電気的な接続を不良とさせる、といった事態を生じさせ得る。また、このような場合、密着層から浮いたはみ出し部を起点として、金属層の剥離が生じ易くなる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、メッキ法を採用するにあたり生じ得る配線部の電気的接続不良及び剥離を抑制できる液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、上記圧力発生室に対向して上記流路形成基板に設けられ、上記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、上記圧力発生手段を収容する保持部を有し、上記流路形成基板の上記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、上記保護基板の上記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備え、上記配線部は、上記保護基板に形成された密着層と、上記密着層に形成された金属層と、少なくとも上記金属層に形成されたメッキ層とを有し、上記密着層は、上記金属層および上記メッキ層の外縁部よりも大きく形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドを採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、金属層とメッキ層の２層構造が、密着層の外縁部内に収められることから、接着剤が流れ出してもスパッタ法により形成され毛細管力が働き難い密着層で堰き止められるため、メッキ層の表面への接触及び乗り上がりを防止でき、また、密着層からのはみ出し部が形成されないため、メッキ層の剥離が生じ難くなる。
【０００９】
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドであって、上記メッキ層は、上記密着層にも延出して設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、メッキ層が金属層からはみ出しても、密着層から浮くことがなくなるため剥離が生じ難くなる。
【００１０】
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドであって、上記金属層および上記メッキ層は、金で形成されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、配線部が金（Ａｕ）から形成される金属層及びメッキ層を含むこととなるため、スパッタ法のみで形成するよりも、基板に対する反りを低減でき、また、比抵抗を小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、上記圧力発生室に対向して上記流路形成基板に設けられ上記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、上記圧力発生手段を収容する保持部を有し、上記流路形成基板の上記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、上記保護基板の上記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記保護基板上に、スパッタ法により密着層と金属層とを順次形成し、上記密着層と上記金属層とをエッチングすることによりパターニングする第１パターニング工程と、上記第１パターニング工程によりエッチングされた上記金属層を、上記密着層の外縁部よりも小さくなるようにさらにエッチングする第２パターニング工程と、メッキ法により、少なくとも上記第２パターニング工程によりエッチングされた上記金属層に、メッキ層を形成するメッキ層形成工程と、を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、配線部をエッチングによりパターニングした後、さらに金属層を密着層の外縁部よりも小さくする第２のパターニングを行うことにより、金属層とメッキ層の２層構造が、密着層の外縁部内に収められることから、接着剤が流れ出してもスパッタ法により形成され毛細管力が働き難い密着層で堰き止められるため、メッキ層の表面への接触及び乗り上がりを防止でき、また、密着層からのはみ出し部が形成されないため、メッキ層の剥離が生じ難くなる。
【００１２】
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記メッキ層形成工程は、上記メッキ層を上記密着層にも延出して形成するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、メッキ層が金属層からはみ出しても、密着層から浮くことがなくなるため剥離が生じ難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における製造方法によって製造された保護基板を具備するインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態における保護基板上の配線構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第１パターニング工程を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第２パターニング工程及びメッキ層形成工程を説明するための図である。
【図６】密着層の大きさが、メッキ層の外縁部よりも小さく形成された配線部を示す参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、インクジェット式記録ヘッドを例示して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態における製造方法によって製造された保護基板（配線基板）を具備するインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。図３は、本発明の実施形態における保護基板上の配線構造を示す断面図である。
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弾性膜５０が形成されている。
【００１６】
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、複数の隔壁によって区画された複数の圧力発生室１２が幅方向に並設されている。各圧力発生室１２の外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成され、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。
【００１７】
また、流路形成基板１０の一方の開口面側には、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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などからなる。
【００１８】
流路形成基板１０の上記開口面とは反対側には、上述したように二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、圧力発生手段としての、下電極膜６０と圧電体層７０と上電極膜８０とからなる圧電素子３００が形成されている。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。
【００１９】
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を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。例えば、本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子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。圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０の端部近傍には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続され、このリード電極９０は、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ（駆動部）２２０と駆動配線２００を介して接続される。
【００２０】
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、表面に配線部２１０が設けられた配線基板、本実施形態では、保護基板３０が接着層３５を介して接合されている。この保護基板３０は、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００を保護するための空間である保持部３１を有し、圧電素子３００はこの圧電素子３００内に配置されている。なお、保持部３１は、密封されていても密封されていなくてもよい。
【００２１】
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域に、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通部であるリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。なお、保護基板３０は、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、例えば、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ている。
【００２２】
保護基板３０上には、リザーバ部３２に対向する領域に、例えば、ＰＰＳフィルム等の可撓性を有する材料からなる封止膜４１及び、金属材料等の硬質材料からなる固定板４２とで構成されるコンプライアンス基板４０が接合されている。固定板４２のリザーバ部３２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、リザーバ部３２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。
【００２３】
また、この保護基板３０上には、各圧電素子３００をそれぞれ選択的に駆動するための駆動ＩＣ２２０が実装されている。保護基板３０上には、所定形状にパターニングされた配線部２１０が設けられており、駆動ＩＣ２２０は、この配線部２１０上に実装されている。配線部２１０には、例えば、ＦＰＣ等の外部配線（図示なし）が電気的に接続され、この外部配線からの駆動信号及び駆動電圧が、配線部２１０を介して各駆動ＩＣ２２０に供給されるようになっている。
【００２４】
図３に示すように、配線部２１０は、保護基板３０上に、スパッタ法により設けられた密着層２１１を介して金属層２１３及びメッキ層２１４が設けられて構成されている。メッキ層２１４の表面は、密着層２１１、金属層２１３の表面よりも粗く、また、本実施形態では密着層２１１の上にも延出して設けられている。金属層２１３及びメッキ層２１４の大きさは、密着層２１１の外縁部よりも小さく形成されている。換言すると、図３に示す断面視では、密着層２１１の幅は、金属層２１３及びメッキ層２１４の幅以上に形成されている。
【００２５】
金属層２１３及びメッキ層２１４の材料は、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等を用いることができる。本実施形態では、配線部２１０の所定の電気特性を確保するため、比抵抗の小さい金（Ａｕ）を用い、金属層２１３を２００ｎｍ程度の厚さで形成し、メッキ層２１４を１２００ｎｍ程度の厚さで形成した。
【００２６】
密着層２１１は、金属層２１３と保護基板３０（ＳｉＯ２）との密着性を確保するための役割を果たすものであり、その材料は金属層２１３の材料に応じて適宜決定されればよいが、例えば、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）又はクロム（Ｃｒ）、若しくはこれらの化合物等が好適に用いられる。本実施形態では、金属層２１３が金（Ａｕ）からなるため、密着層２１１の材料としてニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いている。なお、本実施形態では、密着層２１１を１００ｎｍ程度の厚さで形成した。
【００２７】
上記構成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２１に至るまで内部をインクで満たした後、配線部２１０と電気的に接続された駆動ＩＣ２２０からの駆動信号に従い、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内の圧力を高め、ノズル２１からインク滴を吐出させることが可能となっている。
【００２８】
以下、上記構成のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に、保護基板３０上に配線部２１０を形成する工程について説明する。
なお、配線部２１０を形成する前の保護基板３０には、予め保持部３１及びリザーバ部３２が形成されており、それらは例えば、保護基板３０となるシリコン基板の表面に形成した二酸化シリコン膜をマスクとしてウェットエッチングすることによって形成されている。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第１パターニング工程を説明するための図である。図５は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第２パターニング工程及びメッキ層形成工程を説明するための図である。
【００３０】
先ず、図４（ａ）に示すように、保護基板３０となる表面が二酸化シリコン膜で覆われたシリコン基板上に、順次、密着層２１１と金属層２１３とをスパッタ法によって全面に亘って成膜する。密着層２１１は、１００ｎｍ程度の厚さで形成され、金属層２１３は、２００ｎｍ程度の厚さで形成される。
次に、金属層２１３上にレジストを塗布等することによりレジストパターン１６０を形成する。具体的には、例えば、ネガレジストをスピンコート法等により金属層２１３上に塗布し、その後、所定形状のマスクを用いて露光・現像等を行うことによって所定パターンのレジストを形成する。勿論、ネガレジストの代わりにポジレジストを用いてもよい。
【００３１】
次に、図４（ｂ）に示すように、このレジストパターン１６０をマスクとして、金属層２１３をウェットエッチングして所定形状にパターニングする。すなわち、密着層２１１が露出するまで金属層２１３をウェットエッチングする。
次いで、図４（ｃ）に示すように、レジストパターン１６０をマスクとして密着層２１１をウェットエッチングして所定形状にパターニングする。すなわち、保護基板３０の表面が露出するまで密着層２１１をウェットエッチングする。このとき、密着層２１１は、深さ方向にエッチングされると共に面内方向にもエッチング（サイドエッチング）され、金属層２１３の下側の一部まで除去されてしまう。なお、この一因としては、金属層２１３と密着層２１１との間で生じる電食反応が考えられる。
【００３２】
次に、図５（ａ）に示すように、レジストパターン１６０を除去することなく、金属層２１３をさらにエッチング（サイドエッチング）することにより、金属層２１３の大きさを、密着層２１１の外縁部よりも小さくする。換言すると、金属層２１３の幅を、密着層２１１の幅未満にする。この第２パターニング工程では、後の工程で形成するメッキ層２１４の厚みに応じて、例えばエッチング時間等を管理することで、金属層２１３のエッチング量を調整する。本実施形態のように、配線部２１０の所定の電気特性を確保するために、メッキ層２１４の厚みを、例えば、上述のように１２００ｎｍ程度と設定した場合には、金属層２１３の幅方向のエッチング量（図３において符号ａで示す）を、当該メッキ層２１４の厚みと同等か、それ以上に大きくするように調整する。
【００３３】
次いで、図５（ｂ）に示すように、レジストパターン１６０を除去する。
そして、メッキ層形成工程として、図５（ｃ）に示すように、メッキ法により、少なくとも金属層２１３の上にメッキ層２１４を形成すると共に、メッキ層２１４の幅を、密着層２１１の幅以下に調整する。このメッキ法としては、例えば無電解メッキ法を用いることができ、保護基板３０を５０℃程度のメッキ液に浸漬させ、金属層２１３を自己触媒としてメッキ液中の金（Ａｕ）を化学的に析出させることにより、所定厚のメッキ層２１４を形成する。
【００３４】
メッキ法では、厚み方向と略同じ分だけ幅方向にもメッキ層２１４が形成されることから、前の第２パターニング工程において、メッキ層２１４の厚みに応じて、金属層２１３の幅方向のエッチング量を調整することで、配線部２１０の所定の電気特性を確保できる厚みを維持しつつ、メッキ層２１４の密着層２１１からのはみ出しを防止することができる。以上により、保護基板３０上に、図３に示すような、密着層２１１の大きさが、金属層２１３及びメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成された配線部２１０を設けることができる。
【００３５】
なお、このように形成された保護基板３０を、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０と接合し、接合した側と逆側の流路形成基板１０を研磨及びフッ硝酸によるエッチングにより所定の厚さとした後、窒化シリコンからなるマスクを形成し、このマスクを介して異方性エッチングすることで、圧力発生室１２や連通部１３等を形成し、さらに、連通部１３とリザーバ部３２とを連通させてリザーバ１００を形成する。その後、配線部２１０上に駆動ＩＣ２２０を実装すると共に、駆動ＩＣ２２０とリード電極９０とを駆動配線２００を介して接続する。さらに、流路形成基板１０に、ノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０に、コンプライアンス基板４０を接合することによって、図１及び図２に示す構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
【００３６】
続いて、上記のように形成された配線部２１０の作用効果について、図６に示す配線部３１０と比較して説明する。
図６は、密着層３１１の大きさが、メッキ層３１４の外縁部よりも小さく形成された配線部３１０を示す参考図である。
【００３７】
図３及び図６に示すように、メッキ法により形成されたメッキ層２１４，３１４は、スパッタ法により形成された金属層２１３，３１３よりも表面が粗く、毛細管力が働き易い。この一因としては、スパッタの付着作用によるものと、メッキの析出作用によるものとの成膜法の違いが考えられる。図６に示すように、密着層３１１の大きさが、メッキ層３１４の外縁部よりも小さく形成され、メッキ層３１４が密着層３１１からはみ出した場合、保護基板３０とメッキ層３１４との間に微小な隙間（具体的には、密着層３１１の厚み分である１００ｎｍ程度以下の隙間）が形成される。
【００３８】
このような隙間が形成されると、保護基板３０に所定部材（例えば、コンプライアンス基板４０）を接着する際に用いた接着剤が、当該隙間に沿って流れ出し易くなる。また、当該隙間に沿って流れ出した接着剤が、メッキ層３１４の表面の毛細管力により、メッキ層３１４の表面に乗り上がり、絶縁膜を形成し、その上に実装される駆動ＩＣ２２０との電気的な接続を不良とさせる場合がある。また、このような場合、メッキ層３１４の密着層３１１から浮いたはみ出し部を起点として、金属層３１３及びメッキ層３１４の剥離が生じやすくなる。
【００３９】
一方、本実施形態の配線部２１０によれば、上述の電気的接続不良及び剥離を抑制できる。すなわち、本実施形態の配線部２１０によれば、図３に示すように、密着層２１１の大きさが、金属層２１３及びメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成されているため、図６に示すような微小な隙間が形成されなくなり、接着剤が配線部２１０に沿って流れ出し難くなる。また、接着剤が、密着層２１１に沿って微量で流れ出したとしても、密着層２１１は、スパッタ法により形成され毛細管力が働き難い表面を有することから、接着剤は、当該密着層２１１によって堰き止められ、結果、メッキ層２１４の表面への接着剤の接触及び乗り上がりを防止できる。
【００４０】
また、金属層２１３及びメッキ層２１４は、密着層２１１の外縁部よりも小さく形成されるため、メッキ層２１４の密着層２１１からのはみ出し部が形成されず、当該はみ出し部を起点とする金属層２１３及びメッキ層２１４の剥離が生じ難くなる。また、本実施形態のメッキ層２１４は、金属層２１３の上から、密着層２１１の上にも延出して設けられている。このため、メッキ層２１４が金属層２１３からはみ出しても、密着層２１１からの浮きが生じることがなく、より剥離が生じ難くなる。
【００４１】
また、金属層２１３及びメッキ層２１４は、金（Ａｕ）から形成され、メッキ層２１４が、数十℃程度の低温雰囲気下で成膜できて熱収縮による膜応力が小さく、且つ、比抵抗が小さいメッキの層であるため、金属層２１３のみの場合よりも、保護基板３０に対する反りを低減でき、また、比抵抗を小さくすることができる。
下の表１は、配線部２１０を、密着層２１１と金属層２１３で形成した従来例と、図３に示すように密着層２１１と金属層２１３とメッキ層２１４とで形成した実施例の、比抵抗及び反りの比較を示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
このように、上述した本実施形態によれば、配線部２１０が、保護基板３０に形成された密着層２１１と、密着層２１１に形成された金属層２１３と、少なくとも金属層２１３に形成されたメッキ層２１４とを有し、密着層２１１は、金属層２１３およびメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成されているという構成を採用することによって、メッキ法を採用するにあたり生じ得る配線部２１０の電気的接続不良及び剥離を抑制でき、且つ、低抵抗で、保護基板３０の反りを低減することができる。
【００４４】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４５】
例えば、上述した実施形態では、配線基板として保護基板３０を例示して説明したが、同様に配線パターンが形成される基板、例えば、流路形成基板１０に本発明を適用してもよい。
【００４６】
さらに、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルター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が挙げられる。
【００４７】
勿論、本発明は、このような液体噴射ヘッドだけでなく、基板上に配線パターンを有するあらゆる配線基板及びその製造に適用可能なものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０…流路形成基板（第１の基板）、１２…圧力発生室、２１…ノズル、３０…保護基板（配線基板、第２の基板）、１６０…レジストパターン、２１０…配線部、２１１…密着層、２１３…金属層、２１４…メッキ層、２２０…駆動ＩＣ（駆動部）、３００…圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に配線部がパターニングされた配線基板を具備するものとしては、例えば、液体噴射ヘッドが挙げられる。下記特許文献１には、液体噴射ヘッドとして、ノズルに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方の面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側に接合され、その基板上にパターニングされた配線部を介して駆動ＩＣ等が実装される保護基板（配線基板）と、を有するものが開示されている。
【０００３】
この配線部は、スパッタ法により、基板上に密着層及び金属層を順次全面に成膜し、その後、金属層上にレジストを形成し、このレジストをマスクとしてウェットエッチングすることによってパターニングされている。密着層は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる基板と金（Ａｕ）からなる金属層との密着性を確保するためのもので、例えば、卑金属であるニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を材料とし、５０〜１００ナノメートル（ｎｍ）程度の厚みで形成される。金属層は、この密着層の上に１０００ｎｍ程度の厚みで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５１０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スパッタ法は、数百℃の高温雰囲気下で行うため、成膜後、常温に戻ると、上記厚みを有する金属層の熱収縮による膜応力で、基板に反りが生じやすい。また、金属層は、駆動ＩＣ等との接続配線として機能するため、比抵抗が小さいことが望ましい。
そこで、本願発明者は、金属層の成膜法として、数十℃の低温雰囲気下で行え、且つ、スパッタ層よりも比抵抗を小さくできるメッキ法を採用することを考えた。
【０００６】
しかしながら、メッキ法により形成されたメッキ層は、スパッタ法により形成されたスパッタ層よりも表面が粗く、毛細管力が働き易い。このため、メッキ層が、密着層の幅（外縁部）からはみ出して形成された場合、例えば、所定部材を基板に接着する接着剤が、基板とメッキ層との微小な隙間に沿って流れ出し、この隙間から毛細管力によりメッキ層の表面に乗り上がり、駆動ＩＣ等との電気的な接続を不良とさせる、といった事態を生じさせ得る。また、このような場合、密着層から浮いたはみ出し部を起点として、金属層の剥離が生じ易くなる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、メッキ法を採用するにあたり生じ得る配線部の電気的接続不良及び剥離を抑制できる液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、上記圧力発生室に対向して上記流路形成基板に設けられ、上記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、上記圧力発生手段を収容する保持部を有し、上記流路形成基板の上記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、上記保護基板の上記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備え、上記配線部は、上記保護基板に形成された密着層と、上記密着層に形成された金属層と、少なくとも上記金属層に形成されたメッキ層とを有し、上記密着層は、上記金属層および上記メッキ層の外縁部よりも大きく形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドを採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、金属層とメッキ層の２層構造が、密着層の外縁部内に収められることから、接着剤が流れ出してもスパッタ法により形成され毛細管力が働き難い密着層で堰き止められるため、メッキ層の表面への接触及び乗り上がりを防止でき、また、密着層からのはみ出し部が形成されないため、メッキ層の剥離が生じ難くなる。
【０００９】
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドであって、上記メッキ層は、上記密着層にも延出して設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、メッキ層が金属層からはみ出しても、密着層から浮くことがなくなるため剥離が生じ難くなる。
【００１０】
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドであって、上記金属層および上記メッキ層は、金で形成されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、配線部が金（Ａｕ）から形成される金属層及びメッキ層を含むこととなるため、スパッタ法のみで形成するよりも、基板に対する反りを低減でき、また、比抵抗を小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、上記圧力発生室に対向して上記流路形成基板に設けられ上記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、上記圧力発生手段を収容する保持部を有し、上記流路形成基板の上記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、上記保護基板の上記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記保護基板上に、スパッタ法により密着層と金属層とを順次形成し、上記密着層と上記金属層とをエッチングすることによりパターニングする第１パターニング工程と、上記第１パターニング工程によりエッチングされた上記金属層を、上記密着層の外縁部よりも小さくなるようにさらにエッチングする第２パターニング工程と、メッキ法により、少なくとも上記第２パターニング工程によりエッチングされた上記金属層に、メッキ層を形成するメッキ層形成工程と、を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、配線部をエッチングによりパターニングした後、さらに金属層を密着層の外縁部よりも小さくする第２のパターニングを行うことにより、金属層とメッキ層の２層構造が、密着層の外縁部内に収められることから、接着剤が流れ出してもスパッタ法により形成され毛細管力が働き難い密着層で堰き止められるため、メッキ層の表面への接触及び乗り上がりを防止でき、また、密着層からのはみ出し部が形成されないため、メッキ層の剥離が生じ難くなる。
【００１２】
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記メッキ層形成工程は、上記メッキ層を上記密着層にも延出して形成するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、メッキ層が金属層からはみ出しても、密着層から浮くことがなくなるため剥離が生じ難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における製造方法によって製造された保護基板を具備するインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態における保護基板上の配線構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第１パターニング工程を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第２パターニング工程及びメッキ層形成工程を説明するための図である。
【図６】密着層の大きさが、メッキ層の外縁部よりも小さく形成された配線部を示す参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、インクジェット式記録ヘッドを例示して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態における製造方法によって製造された保護基板（配線基板）を具備するインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。図３は、本発明の実施形態における保護基板上の配線構造を示す断面図である。
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弾性膜５０が形成されている。
【００１６】
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、複数の隔壁によって区画された複数の圧力発生室１２が幅方向に並設されている。各圧力発生室１２の外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成され、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。
【００１７】
また、流路形成基板１０の一方の開口面側には、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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などからなる。
【００１８】
流路形成基板１０の上記開口面とは反対側には、上述したように二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、圧力発生手段としての、下電極膜６０と圧電体層７０と上電極膜８０とからなる圧電素子３００が形成されている。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。
【００１９】
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を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。例えば、本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子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。圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０の端部近傍には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続され、このリード電極９０は、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ（駆動部）２２０と駆動配線２００を介して接続される。
【００２０】
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、表面に配線部２１０が設けられた配線基板、本実施形態では、保護基板３０が接着層３５を介して接合されている。この保護基板３０は、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００を保護するための空間である保持部３１を有し、圧電素子３００はこの圧電素子３００内に配置されている。なお、保持部３１は、密封されていても密封されていなくてもよい。
【００２１】
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域に、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通部であるリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。なお、保護基板３０は、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、例えば、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ている。
【００２２】
保護基板３０上には、リザーバ部３２に対向する領域に、例えば、ＰＰＳフィルム等の可撓性を有する材料からなる封止膜４１及び、金属材料等の硬質材料からなる固定板４２とで構成されるコンプライアンス基板４０が接合されている。固定板４２のリザーバ部３２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、リザーバ部３２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。
【００２３】
また、この保護基板３０上には、各圧電素子３００をそれぞれ選択的に駆動するための駆動ＩＣ２２０が実装されている。保護基板３０上には、所定形状にパターニングされた配線部２１０が設けられており、駆動ＩＣ２２０は、この配線部２１０上に実装されている。配線部２１０には、例えば、ＦＰＣ等の外部配線（図示なし）が電気的に接続され、この外部配線からの駆動信号及び駆動電圧が、配線部２１０を介して各駆動ＩＣ２２０に供給されるようになっている。
【００２４】
図３に示すように、配線部２１０は、保護基板３０上に、スパッタ法により設けられた密着層２１１を介して金属層２１３及びメッキ層２１４が設けられて構成されている。メッキ層２１４の表面は、密着層２１１、金属層２１３の表面よりも粗く、また、本実施形態では密着層２１１の上にも延出して設けられている。金属層２１３及びメッキ層２１４の大きさは、密着層２１１の外縁部よりも小さく形成されている。換言すると、図３に示す断面視では、密着層２１１の幅は、金属層２１３及びメッキ層２１４の幅以上に形成されている。
【００２５】
金属層２１３及びメッキ層２１４の材料は、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等を用いることができる。本実施形態では、配線部２１０の所定の電気特性を確保するため、比抵抗の小さい金（Ａｕ）を用い、金属層２１３を２００ｎｍ程度の厚さで形成し、メッキ層２１４を１２００ｎｍ程度の厚さで形成した。
【００２６】
密着層２１１は、金属層２１３と保護基板３０（ＳｉＯ２）との密着性を確保するための役割を果たすものであり、その材料は金属層２１３の材料に応じて適宜決定されればよいが、例えば、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）又はクロム（Ｃｒ）、若しくはこれらの化合物等が好適に用いられる。本実施形態では、金属層２１３が金（Ａｕ）からなるため、密着層２１１の材料としてニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いている。なお、本実施形態では、密着層２１１を１００ｎｍ程度の厚さで形成した。
【００２７】
上記構成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２１に至るまで内部をインクで満たした後、配線部２１０と電気的に接続された駆動ＩＣ２２０からの駆動信号に従い、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内の圧力を高め、ノズル２１からインク滴を吐出させることが可能となっている。
【００２８】
以下、上記構成のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に、保護基板３０上に配線部２１０を形成する工程について説明する。
なお、配線部２１０を形成する前の保護基板３０には、予め保持部３１及びリザーバ部３２が形成されており、それらは例えば、保護基板３０となるシリコン基板の表面に形成した二酸化シリコン膜をマスクとしてウェットエッチングすることによって形成されている。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第１パターニング工程を説明するための図である。図５は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第２パターニング工程及びメッキ層形成工程を説明するための図である。
【００３０】
先ず、図４（ａ）に示すように、保護基板３０となる表面が二酸化シリコン膜で覆われたシリコン基板上に、順次、密着層２１１と金属層２１３とをスパッタ法によって全面に亘って成膜する。密着層２１１は、１００ｎｍ程度の厚さで形成され、金属層２１３は、２００ｎｍ程度の厚さで形成される。
次に、金属層２１３上にレジストを塗布等することによりレジストパターン１６０を形成する。具体的には、例えば、ネガレジストをスピンコート法等により金属層２１３上に塗布し、その後、所定形状のマスクを用いて露光・現像等を行うことによって所定パターンのレジストを形成する。勿論、ネガレジストの代わりにポジレジストを用いてもよい。
【００３１】
次に、図４（ｂ）に示すように、このレジストパターン１６０をマスクとして、金属層２１３をウェットエッチングして所定形状にパターニングする。すなわち、密着層２１１が露出するまで金属層２１３をウェットエッチングする。
次いで、図４（ｃ）に示すように、レジストパターン１６０をマスクとして密着層２１１をウェットエッチングして所定形状にパターニングする。すなわち、保護基板３０の表面が露出するまで密着層２１１をウェットエッチングする。このとき、密着層２１１は、深さ方向にエッチングされると共に面内方向にもエッチング（サイドエッチング）され、金属層２１３の下側の一部まで除去されてしまう。なお、この一因としては、金属層２１３と密着層２１１との間で生じる電食反応が考えられる。
【００３２】
次に、図５（ａ）に示すように、レジストパターン１６０を除去することなく、金属層２１３をさらにエッチング（サイドエッチング）することにより、金属層２１３の大きさを、密着層２１１の外縁部よりも小さくする。換言すると、金属層２１３の幅を、密着層２１１の幅未満にする。この第２パターニング工程では、後の工程で形成するメッキ層２１４の厚みに応じて、例えばエッチング時間等を管理することで、金属層２１３のエッチング量を調整する。本実施形態のように、配線部２１０の所定の電気特性を確保するために、メッキ層２１４の厚みを、例えば、上述のように１２００ｎｍ程度と設定した場合には、金属層２１３の幅方向のエッチング量（図３において符号ａで示す）を、当該メッキ層２１４の厚みと同等か、それ以上に大きくするように調整する。
【００３３】
次いで、図５（ｂ）に示すように、レジストパターン１６０を除去する。
そして、メッキ層形成工程として、図５（ｃ）に示すように、メッキ法により、少なくとも金属層２１３の上にメッキ層２１４を形成すると共に、メッキ層２１４の幅を、密着層２１１の幅以下に調整する。このメッキ法としては、例えば無電解メッキ法を用いることができ、保護基板３０を５０℃程度のメッキ液に浸漬させ、金属層２１３を自己触媒としてメッキ液中の金（Ａｕ）を化学的に析出させることにより、所定厚のメッキ層２１４を形成する。
【００３４】
メッキ法では、厚み方向と略同じ分だけ幅方向にもメッキ層２１４が形成されることから、前の第２パターニング工程において、メッキ層２１４の厚みに応じて、金属層２１３の幅方向のエッチング量を調整することで、配線部２１０の所定の電気特性を確保できる厚みを維持しつつ、メッキ層２１４の密着層２１１からのはみ出しを防止することができる。以上により、保護基板３０上に、図３に示すような、密着層２１１の大きさが、金属層２１３及びメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成された配線部２１０を設けることができる。
【００３５】
なお、このように形成された保護基板３０を、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０と接合し、接合した側と逆側の流路形成基板１０を研磨及びフッ硝酸によるエッチングにより所定の厚さとした後、窒化シリコンからなるマスクを形成し、このマスクを介して異方性エッチングすることで、圧力発生室１２や連通部１３等を形成し、さらに、連通部１３とリザーバ部３２とを連通させてリザーバ１００を形成する。その後、配線部２１０上に駆動ＩＣ２２０を実装すると共に、駆動ＩＣ２２０とリード電極９０とを駆動配線２００を介して接続する。さらに、流路形成基板１０に、ノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０に、コンプライアンス基板４０を接合することによって、図１及び図２に示す構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
【００３６】
続いて、上記のように形成された配線部２１０の作用効果について、図６に示す配線部３１０と比較して説明する。
図６は、密着層３１１の大きさが、メッキ層３１４の外縁部よりも小さく形成された配線部３１０を示す参考図である。
【００３７】
図３及び図６に示すように、メッキ法により形成されたメッキ層２１４，３１４は、スパッタ法により形成された金属層２１３，３１３よりも表面が粗く、毛細管力が働き易い。この一因としては、スパッタの付着作用によるものと、メッキの析出作用によるものとの成膜法の違いが考えられる。図６に示すように、密着層３１１の大きさが、メッキ層３１４の外縁部よりも小さく形成され、メッキ層３１４が密着層３１１からはみ出した場合、保護基板３０とメッキ層３１４との間に微小な隙間（具体的には、密着層３１１の厚み分である１００ｎｍ程度以下の隙間）が形成される。
【００３８】
このような隙間が形成されると、保護基板３０に所定部材（例えば、コンプライアンス基板４０）を接着する際に用いた接着剤が、当該隙間に沿って流れ出し易くなる。また、当該隙間に沿って流れ出した接着剤が、メッキ層３１４の表面の毛細管力により、メッキ層３１４の表面に乗り上がり、絶縁膜を形成し、その上に実装される駆動ＩＣ２２０との電気的な接続を不良とさせる場合がある。また、このような場合、メッキ層３１４の密着層３１１から浮いたはみ出し部を起点として、金属層３１３及びメッキ層３１４の剥離が生じやすくなる。
【００３９】
一方、本実施形態の配線部２１０によれば、上述の電気的接続不良及び剥離を抑制できる。すなわち、本実施形態の配線部２１０によれば、図３に示すように、密着層２１１の大きさが、金属層２１３及びメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成されているため、図６に示すような微小な隙間が形成されなくなり、接着剤が配線部２１０に沿って流れ出し難くなる。また、接着剤が、密着層２１１に沿って微量で流れ出したとしても、密着層２１１は、スパッタ法により形成され毛細管力が働き難い表面を有することから、接着剤は、当該密着層２１１によって堰き止められ、結果、メッキ層２１４の表面への接着剤の接触及び乗り上がりを防止できる。
【００４０】
また、金属層２１３及びメッキ層２１４は、密着層２１１の外縁部よりも小さく形成されるため、メッキ層２１４の密着層２１１からのはみ出し部が形成されず、当該はみ出し部を起点とする金属層２１３及びメッキ層２１４の剥離が生じ難くなる。また、本実施形態のメッキ層２１４は、金属層２１３の上から、密着層２１１の上にも延出して設けられている。このため、メッキ層２１４が金属層２１３からはみ出しても、密着層２１１からの浮きが生じることがなく、より剥離が生じ難くなる。
【００４１】
また、金属層２１３及びメッキ層２１４は、金（Ａｕ）から形成され、メッキ層２１４が、数十℃程度の低温雰囲気下で成膜できて熱収縮による膜応力が小さく、且つ、比抵抗が小さいメッキの層であるため、金属層２１３のみの場合よりも、保護基板３０に対する反りを低減でき、また、比抵抗を小さくすることができる。
下の表１は、配線部２１０を、密着層２１１と金属層２１３で形成した従来例と、図３に示すように密着層２１１と金属層２１３とメッキ層２１４とで形成した実施例の、比抵抗及び反りの比較を示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
このように、上述した本実施形態によれば、配線部２１０が、保護基板３０に形成された密着層２１１と、密着層２１１に形成された金属層２１３と、少なくとも金属層２１３に形成されたメッキ層２１４とを有し、密着層２１１は、金属層２１３およびメッキ層２１４の外縁部よりも大きく形成されているという構成を採用することによって、メッキ法を採用するにあたり生じ得る配線部２１０の電気的接続不良及び剥離を抑制でき、且つ、低抵抗で、保護基板３０の反りを低減することができる。
【００４４】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４５】
例えば、上述した実施形態では、配線基板として保護基板３０を例示して説明したが、同様に配線パターンが形成される基板、例えば、流路形成基板１０に本発明を適用してもよい。
【００４６】
さらに、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルター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が挙げられる。
【００４７】
勿論、本発明は、このような液体噴射ヘッドだけでなく、基板上に配線パターンを有するあらゆる配線基板及びその製造に適用可能なものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０…流路形成基板（第１の基板）、１２…圧力発生室、２１…ノズル、３０…保護基板（配線基板、第２の基板）、１６０…レジストパターン、２１０…配線部、２１１…密着層、２１３…金属層、２１４…メッキ層、２２０…駆動ＩＣ（駆動部）、３００…圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室に対向して前記流路形成基板に設けられ、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生手段を収容する保持部を有し、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、
前記保護基板の前記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、
を備え、
前記配線部は、前記保護基板に形成された密着層と、前記密着層に形成された金属層と、少なくとも前記金属層に形成されたメッキ層とを有し、
前記密着層は、前記金属層および前記メッキ層の外縁部よりも大きく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２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記メッキ層は、前記密着層にも延出して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または請求項２に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記金属層および前記メッキ層は、金で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】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記圧力発生室に対向して前記流路形成基板に設けられ前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生手段を収容する保持部を有し、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、前記保護基板の前記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記保護基板上に、スパッタ法により密着層と金属層とを順次形成し、前記密着層と前記金属層とをエッチングすることによりパターニングする第１パターニング工程と、
前記第１パターニング工程によりエッチングされた前記金属層を、前記密着層の外縁部よりも小さくなるようにさらにエッチングする第２パターニング工程と、
メッキ法により、少なくとも前記第２パターニング工程によりエッチングされた前記金属層に、メッキ層を形成するメッキ層形成工程と、
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５】
請求項４に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記メッキ層形成工程は、前記メッキ層を前記密着層にも延出して形成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１】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室に対向して前記流路形成基板に設けられ、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生手段を収容する保持部を有し、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、
前記保護基板の前記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、
を備え、
前記配線部は、前記保護基板に形成された密着層と、前記密着層に形成された金属層と、少なくとも前記金属層に形成されたメッキ層とを有し、
前記密着層は、前記金属層および前記メッキ層の外縁部よりも大きく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２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記メッキ層は、前記密着層にも延出して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または請求項２に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記金属層および前記メッキ層は、金で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】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記圧力発生室に対向して前記流路形成基板に設けられ前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生手段を収容する保持部を有し、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、前記保護基板の前記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記保護基板上に、スパッタ法により密着層と金属層とを順次形成し、前記密着層と前記金属層とをエッチングすることによりパターニングする第１パターニング工程と、
前記第１パターニング工程によりエッチングされた前記金属層を、前記密着層の外縁部よりも小さくなるようにさらにエッチングする第２パターニング工程と、
メッキ法により、少なくとも前記第２パターニング工程によりエッチングされた前記金属層に、メッキ層を形成するメッキ層形成工程と、
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５】
請求項４に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記メッキ層形成工程は、前記メッキ層を前記密着層にも延出して形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２０６３８６（Ｐ２０１２−２０６３８６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３９２３（Ｐ２０１１−７３９２３）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]