JP2008119954A - Inkjet recording head and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録技術、特に高精細高速を要求されるフルライン型インクジェット記録ヘッドの製造方法および該製造方法によって製造されたインクジェット記録ヘッドに関する。 The present invention relates to an inkjet recording technique, and more particularly to a method for manufacturing a full-line inkjet recording head that requires high definition and high speed, and an inkjet recording head manufactured by the manufacturing method.
インクジェット記録技術は、近年、印刷技術のカラー化、パーソナル化に伴い急速に普及し、いまや電子写真技術とともにオフィス及びホームにおいてもスタンダードとなってきている。 In recent years, inkjet recording technology has rapidly spread with the colorization and personalization of printing technology, and now has become a standard in offices and homes as well as electrophotographic technology.
また、印字品位もその液滴の小液滴化やさまざまな画像処理技術により急速に高画質化し、いまや銀塩写真をしのぐ品位を得るようになってきた。 In addition, the print quality has been rapidly improved by reducing the size of the droplets and various image processing technologies, and now the quality of the silver salt photograph has been improved.
しかしながら、現状、インクジェット記録方式で主流となっているシリアルスキャン型のインクジェット記録方式では、インクジェット記録ヘッドをキャリッジ上でスキャンさせながら徐々に被記録媒体を送紙しつつ記録させる。そのため、その記録速度には限界があり、とくにオフィスや印刷分野に要求される記録速度に対して対応できないという弱点があった。 However, in the serial scan type ink jet recording method which is currently mainstream in the ink jet recording method, recording is performed while gradually feeding the recording medium while scanning the ink jet recording head on the carriage. For this reason, there is a limit to the recording speed, and there is a weak point that it cannot cope with the recording speed required particularly in the office and printing fields.
一方で、上記のような弱点を解消する提案として、フルライン型のインクジェット方式が提案されている。 On the other hand, as a proposal for solving the above weak points, a full-line ink jet system has been proposed.
それは、記録媒体の印字幅全面の記録ノズルを有するインクジェット記録ヘッドであり、前記のようなキャリッジをシリアルスキャンすることなく記録媒体の送紙のみでインクジェット記録することが可能である。したがって、一般的なシリアルスキャン型のインクジェット記録装置に対して、10〜100倍の印字速度を得る事も可能であり、特にオフィスにおいては求められる方式である。 It is an ink jet recording head having recording nozzles over the entire print width of the recording medium, and can perform ink jet recording only by feeding the recording medium without serial scanning of the carriage as described above. Therefore, it is possible to obtain a printing speed of 10 to 100 times that of a general serial scan type ink jet recording apparatus, which is a method required particularly in an office.
但し、上記に述べたように、被記録媒体の幅のインクジェット記録ヘッドが必須となるので、そのヘッドにはさまざまな課題があった。 However, as described above, since an ink jet recording head having a width of a recording medium is essential, the head has various problems.
被記録媒体の幅のインクジェット記録ヘッドが必要であり、そのためにはきわめて多ノズルのインクジェット記録ヘッドを製造する必要がある。 An ink jet recording head having a width of a recording medium is required. For this purpose, it is necessary to manufacture an ink jet recording head having a very large number of nozzles.
例えば、オフィスで主流となっているＡ４サイズの印字幅のインクジェット記録ヘッドでは、記録密度1200dpiとして一色当り10200ノズルという極めて多数のノズルを形成する必要がある。これは一般的なシリアルスキャン型のインクジェット記録ヘッドに比較して約40倍というノズル数となっている。 For example, in an A4 size printing width ink jet recording head that is mainly used in offices, it is necessary to form an extremely large number of nozzles of 10200 nozzles per color with a recording density of 1200 dpi. This is about 40 times the number of nozzles compared to a general serial scan type ink jet recording head.
そのため、インクジェット記録ヘッドの構造はシリアルスキャン型のヘッドにおいては、基体上に形成されたアクチュエーターを駆動するドライブ回路を該基体上に半導体技術により内蔵し一体形成している。 Therefore, the structure of the ink jet recording head is such that in a serial scan type head, a drive circuit for driving an actuator formed on the base is built in and integrated on the base by semiconductor technology.
しかしながら、本課題のフルライン型のインクジェット記録ヘッドにおいては、前記のような内蔵により形成したのでは、その生産上の歩留りにより、全く工業的な生産が不可能となるほどの多ノズル化が必要である。 However, in the full-line type ink jet recording head of the present subject, if it is formed as described above, it is necessary to increase the number of nozzles so that industrial production is impossible due to the production yield. is there.
そのため、従来は、前記ドライブ回路を、別体のＩＣにより形成し、前記アクチュエーターを形成した基体上に電気実装することにより形成していた。ところが、この方式では以下の述べるような基本的な幾つかの課題があった。 Therefore, conventionally, the drive circuit is formed by a separate IC and is electrically mounted on a substrate on which the actuator is formed. However, this system has some basic problems as described below.
１．アクチュエーターを形成した基体上にドライブＩＣを電気実装する為、該ドライブＩＣが基体上に凸状に形成される。インクジェット記録ヘッドの性能上は前記凸部の寸法は可能な限り小さいことが望ましいが、現状技術では、その生産上のばらつきを含めて0.3mm程度が限界である。しかし、この寸法が小さいほど、被記録媒体とインクジェット記録ヘッドとの距離を近づけることが可能となり、インクジェットヘッドの印字性能を向上させることが可能となる。 1. In order to electrically mount the drive IC on the base on which the actuator is formed, the drive IC is formed in a convex shape on the base. From the viewpoint of the performance of the ink jet recording head, it is desirable that the size of the convex portion be as small as possible. However, the current technology has a limit of about 0.3 mm including variations in production. However, the smaller this dimension is, the closer the distance between the recording medium and the inkjet recording head can be, and the printing performance of the inkjet head can be improved.
２．前記、ドライブＩＣ実装部が凸である為、インクジェット記録ヘッドでは不可欠な定期的なフェイス面のゴムブレードによるクリーニングにおいて、凸部が邪魔をして凸部近傍でクリーニングの不可能な領域が生ずる。 2. Since the drive IC mounting portion is convex, in the regular cleaning of the face surface with a rubber blade, which is indispensable for an ink jet recording head, the convex portion obstructs and an uncleanable area is generated near the convex portion.
３．従来技術では、前記、ノズル形成後、ドライブＩＣの実装を行うので、該電気実装時、しばしば微量ながらも発生するガスが、前記ノズル部分に付着し、それによって、インクジェット記録ヘッドの印字性能を決定する最も重要な吐出時の安定性を損なうことがある。 3. In the prior art, since the drive IC is mounted after the nozzle is formed, gas that is often generated in a small amount during the electrical mounting adheres to the nozzle portion, thereby determining the printing performance of the ink jet recording head. Doing so may impair the stability during ejection.
４．ドライブＩＣの電気実装時、ドライブＩＣと基体との電極を各々接続した後、該電極を保護する為に、樹脂材料で封止しているが、封止時の工程条件により前記ノズル部にダメージを与える場合がある。 4). When the drive IC is electrically mounted, after the electrodes of the drive IC and the substrate are connected to each other, they are sealed with a resin material to protect the electrodes, but the nozzle portion is damaged by the process conditions at the time of sealing. May give.
５．ドライブＩＣの封止材は、一般的な耐湿試験等には全く問題ない材料を選定して風刺を行っているが、インクジェット記録ヘッドにおいては電解液であるインクが直接封止材表面に接液することで極めて厳しい耐インク性が要求される。 5. The sealing material of the drive IC is satirically selected by selecting a material that does not cause any problems in general moisture resistance tests. However, in an ink jet recording head, ink as an electrolytic solution directly contacts the surface of the sealing material. By doing so, extremely strict ink resistance is required.
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
本発明は、ドライブＩＣのフェイスダウンした構成において、ドライブＩＣ裏面を機械的に除去し、極めて薄く形成し、さらにドライブＩＣ表面をノズル材と同一工程同一材料により封止することで、前述のさまざまな課題を解決しようとするものである。 In the present invention, in the face-down configuration of the drive IC, the back surface of the drive IC is mechanically removed and formed extremely thin, and the surface of the drive IC is sealed with the same material as the nozzle material in the same process as described above. It is intended to solve various problems.
具体的には、基体上に、ドライブＩＣを電気実装後、機械的にドライブＩＣ裏面を除去しドライブＩＣの凸部を100μｍ以下とし、かつ、その後のノズル形成でドライブＩＣをノズル材で被覆することで課題を解決したものである。 Specifically, after the drive IC is electrically mounted on the substrate, the back surface of the drive IC is mechanically removed so that the convex portion of the drive IC is 100 μm or less, and the drive IC is covered with a nozzle material by subsequent nozzle formation. This solves the problem.
しかしながら、ドライブＩＣ裏面を機械的に研削、研磨を行っても物理的な厚みには限界がある。一方、基板が平坦な場合にはスピンコート法やスリットコート法などによって、樹脂膜を平坦に形成することは容易である。しかし、基板上にドライブＩＣによって、凹凸が形成されている場合には基板全面に樹脂膜を均一に塗布することは困難である。これは、極めて多数のノズルを有するヘッド内で吐出特性にばらつきをもたらす要因となる。 However, even if the back surface of the drive IC is mechanically ground and polished, the physical thickness is limited. On the other hand, when the substrate is flat, it is easy to form the resin film flat by spin coating or slit coating. However, it is difficult to uniformly apply the resin film to the entire surface of the substrate when the unevenness is formed on the substrate by the drive IC. This is a factor that causes variations in ejection characteristics in a head having an extremely large number of nozzles.
そこで、本発明においては、ドライブＩＣによる凹凸が形成されてなる基板においても樹脂膜を面内で均一に塗布可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供する事を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an ink jet recording head that can uniformly apply a resin film in a plane even on a substrate on which irregularities are formed by a drive IC.
かかる目的は、以下に示す構成により達成することができる。即ち第一の発明は、インクを吐出する為のアクチュエーターとそれに連なる電極とが少なくとも形成された基体と、該基体上に電気的に実装された前記アクチュエーターを駆動する為のドライブＩＣを有する基体上に、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、これを前記溶解可能な樹脂層上にソルベントコートする事によって、前記溶解可能な樹脂層上にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、前記インク吐出圧力発生素子上方の前記被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程と、を含むインクジェット記録ヘッドの製造方法において、少なくともソルベントコート時にドライブＩＣ間隙に前記被覆樹脂をディスペンサにて注入後、ドライブＩＣ上を含む基体上全面に改めて被覆樹脂を塗布することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。 Such an object can be achieved by the following configuration. That is, the first invention provides a substrate having at least an actuator for ejecting ink and an electrode connected to the actuator, and a drive IC for driving the actuator electrically mounted on the substrate. In addition, a step of forming an ink flow path pattern with a soluble resin and a coating resin containing a solid epoxy resin at room temperature are dissolved in a solvent, and this is solvent-coated on the soluble resin layer. Forming a covering resin layer that becomes an ink flow path wall on the dissolvable resin layer; forming an ink discharge port in the covering resin layer above the ink discharge pressure generating element; and A step of eluting a resin layer, and a method of manufacturing an ink jet recording head comprising: After injection at a dispenser, a method for producing an ink jet recording head, which comprises applying again coated resin substrate on the entire surface including on the drive IC.
本発明の第二は、前記のインク流路パターンの形成方法がポジ型レジストを用いたフォトリソグラフィーで、前記ポジ型レジストをドライブＩＣ間隙にディスペンサにて注入後、ドライブＩＣ上を含む基体上全面に改めてポジ型レジストを塗布する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。 In the second aspect of the present invention, the ink channel pattern forming method is photolithography using a positive resist, and the positive resist is injected into the gap of the drive IC with a dispenser, and then the entire surface on the substrate including the drive IC. A method of manufacturing an ink jet recording head, which further includes a step of applying a positive resist.
本発明によれば、上記構成により、ドライブＩＣによる凹凸が形成されてなる基板においても樹脂膜を面内で均一に塗布可能なインクジェット記録ヘッドの製造できる。 According to the present invention, according to the above configuration, an ink jet recording head capable of uniformly applying a resin film in a plane can be manufactured even on a substrate on which unevenness is formed by a drive IC.
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法について実施形態を挙げて説明する。 An embodiment of the method for producing an ink jet recording head of the present invention will be described.
図１に本発明実施の一例の断面図を、図２〜図４に本発明の製造方法の断面を示す。 FIG. 1 is a sectional view of an example of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are sectional views of the manufacturing method of the present invention.
基体 １上には、インクを吐出する為のアクチュエーター ２（本実施例では、抵抗体）と、後述するドライブＩＣ ４の電極 ３に接続する為の外部取り出し電極が形成されている。なお、ドライブＩＣ ４は、図示はしていないがアクチュエーター ２に接続され、該部に電気的な信号を送る為の配線電極（一般的には、薄膜の導体、例えばＡＬ、Ｃｕ等）と該配線電極に接続されている。
On the
前記、外部取り出し電極に位置合わせするように、ドライブＩＣ ４を載置しかつ電気的に接続する。
The
ドライブＩＣ ４の電極 ３は、通常は電気的な接続が容易になるように、バンプ状に形成されており、このバンプ状の電極 ３と前記基体 １上の外部取り出し電極とを位置合わせして接続する。
The
このような電気接続の方法としては、いくつか実用化されている。本実施例の特徴は、あらかじめ、上記ドライブＩＣ ４のバンプ状電極 ３もしくは基体 １上の外部取り出し電極上に、導電性粒子を混入した樹脂材料を塗布し、該樹脂材を硬化させることある。
Several such electrical connection methods have been put into practical use. A feature of the present embodiment is that a resin material mixed with conductive particles is applied in advance onto the bump-
その後に、ドライブＩＣ ４表面を研削、研磨等の機械的な加工によりある厚みまで除去する。
Thereafter, the surface of the
本実施の形態の一例においては、基材表面からドライブＩＣ ４裏面までの高さ（寸法Ａ）は、５０μｍとしているが、インクジェット記録ヘッドの使用目的を考えると、ある程度小さいほうが望ましい。
In the example of the present embodiment, the height (dimension A) from the substrate surface to the back surface of the
但し、実用上は、ドライブＩＣを３０μｍ未満にすることは物理的に困難であるし、ノズル材よりも小さくすることに意味はない。また、１００μｍより大きい場合には、後の工程において、ノズル材を均一に形成することが困難となるため、ドライブＩＣの高さは、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。 However, in practice, it is physically difficult to make the drive IC less than 30 μm, and there is no point in making it smaller than the nozzle material. Further, if it is larger than 100 μm, it is difficult to form the nozzle material uniformly in the subsequent process. Therefore, the height of the drive IC is desirably 30 μm or more and 100 μm or less.
次に、インク流路となるノズル材インク供給口等の加工を行う。図３に示すように、ドライブＩＣを接合し所望の高さにまで機械加工された基体１上に溶解可能な樹脂層でインク流路パターン６‘を形成する。
Next, the nozzle material ink supply port that becomes the ink flow path is processed. As shown in FIG. 3, an ink flow path pattern 6 ′ is formed of a dissolvable resin layer on a
ここで、インク流路パターンを形成する材料としては、ポジ型レジストが好適に用いる事ができる。ポジ型レジストとしては、後述の被覆樹脂層をソルベントコートする際に溶解しない特性が必要となるため、好適には分子量１００００以上の電離放射線分解型の高分子化合物で構成されるレジストが最適である。具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルイソプロペニルケトン等があげられる。 Here, a positive resist can be suitably used as a material for forming the ink flow path pattern. As the positive resist, it is necessary to have a characteristic that it does not dissolve when the coating resin layer described later is solvent-coated. Therefore, a resist composed of an ionizing radiation decomposing polymer compound having a molecular weight of 10,000 or more is optimal. . Specific examples include polymethyl methacrylate and polymethyl isopropenyl ketone.
ここで、基板上にはドライブＩＣによって、５０μｍ程度の段差が形成されているため、通常のスピンコート法などを用いてレジストを塗布しようとする場合、その段差の配置に依存した膜厚の不均一が生じてしまう。そこで本発明においては、予め、段差を緩和すべく前記のドライブＩＣの間隙にディスペンサによって、レジストを塗布した後にスピンコートあるいはスリットコートによって、レジスト塗布を行う。そうすることによって、ノズルパターンの形成されるドライブＩＣの間隙部分において、面内にわたり均一にレジストを塗布することが可能となる。 Here, since a step of about 50 μm is formed on the substrate by a drive IC, when a resist is applied using a normal spin coating method or the like, the film thickness does not depend on the arrangement of the step. Uniformity will occur. Therefore, in the present invention, a resist is applied in advance by spin coating or slit coating after a resist is applied to the gap of the drive IC by a dispenser in order to alleviate the level difference. By doing so, it becomes possible to apply the resist uniformly throughout the surface in the gap portion of the drive IC where the nozzle pattern is formed.
パターン露光を行い、次いで現像処理を行うことによって、インク流路パターンを形成した。このとき、パターン露光は通常アライナーを用いて、ｄｅｅｐ ＵＶ光にて、プロキシ露光される。そのため、ポジ型レジスト塗布後のアクチュエーター直上の高さとドライブＩＣ上の高さの差（図２（ｃ）のＢ参照）が大きすぎるとプロキシギャップが広くなるため、回折光によりパターンの解像力が落ちてしまう。したがって、アクチュエーター直上の高さとドライブＩＣ上の高さの差５０μｍ以下であることが望ましい。 An ink flow path pattern was formed by performing pattern exposure and then developing. At this time, pattern exposure is usually performed by proxy exposure with deep UV light using an aligner. For this reason, if the difference between the height immediately above the actuator after the positive resist coating and the height on the drive IC (see B in FIG. 2C) is too large, the proxy gap becomes wide, and the resolution of the pattern is reduced by diffracted light. End up. Therefore, it is desirable that the difference between the height directly above the actuator and the height above the drive IC is 50 μm or less.
次いでエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、ソルベントコート法で溶解可能な流路パターン上に被覆樹脂層 ５を形成する。ここで、通常スピンコート等のソルベントコート法では、ドライブＩＣの凹凸の影響によって、面内均一に被覆樹脂層を形成することが難しい。そのため、前記のインク流路パターン形成用のレジストと同様に、まず、ドライブＩＣの間隙にディスペンサにて、前記の薬液を注入する。そしてその後に、スピンコート、あるいはスリットコートによって、面内に均一に被服樹脂組成物を塗布する。 Next, the coating resin containing the epoxy resin is dissolved in a solvent, and the coating resin layer 5 is formed on the flow path pattern that can be dissolved by the solvent coating method. Here, in a solvent coating method such as spin coating, it is difficult to form a coating resin layer uniformly in a plane due to the influence of the unevenness of the drive IC. Therefore, like the resist for forming the ink flow path pattern, first, the chemical solution is injected into the gap of the drive IC with a dispenser. Thereafter, the coating resin composition is uniformly applied in the surface by spin coating or slit coating.
塗布溶媒としては、エポキシ樹脂等を完全に溶解し、かつインク流路パターンを溶解しない特性が必要であると同時に成膜する被覆樹脂層の膜厚等によって適宜決定される。 具体的には、メチルイソブチルケトン、２エトキシエタノール、エチルセルソルブアセテート、ジグライム、トルエン、キシレン等が挙げられる。 The coating solvent is determined as appropriate depending on the film thickness of the coating resin layer to be formed at the same time that the epoxy resin or the like is completely dissolved and the ink flow path pattern is not dissolved. Specific examples include methyl isobutyl ketone, 2 ethoxyethanol, ethyl cellosolve acetate, diglyme, toluene, xylene and the like.
このとき、所望の位置に形成されるノズル共に、ドライブＩＣ ４表面にもノズル材を塗布しかつ該ノズル材を硬化パターン形成することで、図示するような極めて高精細なドライブＩＣ封止材が可能となる。
At this time, by applying a nozzle material to the surface of the
また、本実施形態では、アクチュエーター ２を形成した基材上にインクを吐出する為のインク流路、インク供給口等を形成し、該アクチュエーター ２を駆動する為のドライブＩＣ ４を実装しかつノズル材で封止する。それにより、該実装部の凹凸を最小限にすることが可能となり、印字品位を向上するとともに、ワイピングが不可能な領域を最小限に減少させて、信頼性を向上することが可能にしている。
Further, in the present embodiment, an ink flow path for discharging ink, an ink supply port, and the like are formed on a base material on which the
また、ノズルと同一工程、同一材料により、ドライブＩＣ ４を封止したことで、インク中の電解質の電極接続部に対する浸透は全くなくなり、極めて高信頼の実装部封止が可能となった。
Further, since the
以下に本発明の実施の一例を示す。 An example of the implementation of the present invention is shown below.
まず、３３０×１５０ｍｍのシリコン基板上に図２に示す形態でインクを吐出する為のアクチュエーターとして、電気熱変換素子（窒化タンタル ＴａＮ）を２５μｍ角で１ｃｈｉｐ内に２列で配列した。このシリコン基板の寸法はインクジェット記録ヘッドにＡ４サイズの印字幅を持たせるためのものである。 First, electrothermal conversion elements (tantalum nitride TaN) were arranged in two rows in one chip at 25 μm square as actuators for ejecting ink in the form shown in FIG. 2 on a 330 × 150 mm silicon substrate. The dimensions of this silicon substrate are for giving the A4 size printing width to the ink jet recording head.
電気熱変換素子に接続し、該部に電気的な信号を送る為の配線電極と該配線電極に接続し、かつ、後述するドライブＩＣの電極に接続する為の外部取り出し電極を形成する。 A wiring electrode is connected to the electrothermal conversion element, and a wiring electrode for sending an electrical signal to the portion and an external extraction electrode for connecting to the electrode of the drive IC described later are formed.
ドライブＩＣのバンプ状電極に、導電性粒子を混入した樹脂材料を塗布し、外部取り出し電極に位置合わせするように、ドライブＩＣを載置し、樹脂材を硬化させ電気的に接続する。 A resin material mixed with conductive particles is applied to the bump-like electrode of the drive IC, and the drive IC is placed so as to be aligned with the external extraction electrode, and the resin material is cured and electrically connected.
その後に、ドライブＩＣ表面を研削、研磨等の機械的な加工により５０μｍ厚みまで除去する。 Thereafter, the surface of the drive IC is removed to a thickness of 50 μm by mechanical processing such as grinding and polishing.
次いで溶解可能なインク流路パターンを形成するために、ポジ型レジストＯＤＵＲ１０１０（東京応化工業社製 ポリメチルイソプロペニルケトン）をドライブＩＣの間隙にディスペンサを用いて注入した。その後、ＯＤＵＲ１０１０を通常のスピンコートを用いて塗布し、上記の電気熱変換素子上の膜厚が１４μｍとなるように成膜した。このとき、アクチュエーター直上の高さとドライブＩＣ上の高さの差は３８μｍ面内でのばらつきは±１μｍに収まっていた。 Next, in order to form a dissolvable ink flow path pattern, a positive resist ODUR1010 (polymethylisopropenyl ketone manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was injected into the gap of the drive IC using a dispenser. Thereafter, ODUR1010 was applied by using a normal spin coat so that the film thickness on the electrothermal conversion element was 14 μm. At this time, the difference between the height directly above the actuator and the height on the drive IC was within ± 1 μm of variation within the 38 μm plane.
次いでキヤノン製マスクアライナーＰＬＡ（登録商標）６２０（ｄｅｅｐ ＵＶ対応）でマスクを介してパターン露光を行い（露光時間３分）次いで現像処理を行いインク流路パターンを形成した。 Next, pattern exposure was performed through a mask with a Canon mask aligner PLA (registered trademark) 620 (deep UV compatible) (exposure time: 3 minutes), and then development processing was performed to form an ink flow path pattern.
次いで表１に記載の被服樹脂組成物を塗布溶媒として２−エトキシエタノールに５０ｗｔ％の濃度で溶解した。そして、ドライブＩＣの間隙にディスペンサを用いて、被服樹脂組成物を注入した後にスピンコートによりインク流路パターン上の被覆樹脂層が１１μｍになるようにｓｐｉｎ回転数を調整し塗布を行った。さらに、回転塗布終了後、５ｃｍＨｇ減圧下に４０℃の温度で３分間保持し、最後に常圧下９０℃ ３分間ベークで塗布媒の乾燥を行った。 Subsequently, the clothing resin composition shown in Table 1 was dissolved in 2-ethoxyethanol at a concentration of 50 wt% as a coating solvent. Then, using a dispenser in the gap of the drive IC, the coating resin composition was injected, and then spin coating was applied to adjust the spin speed so that the coating resin layer on the ink flow path pattern was 11 μm. Further, after completion of the spin coating, the coating medium was held at a temperature of 40 ° C. under a reduced pressure of 5 cmHg for 3 minutes, and finally the coating medium was dried by baking at 90 ° C. for 3 minutes under normal pressure.
次いで、シリコン基板１の裏面よりシリコンの異方性エッチングをマスクを介して行い、インク供給口を形成した。
Next, anisotropic etching of silicon was performed from the back surface of the
次いで、現工程で残存しているインク流路パターンを全面露光で分解した後、乳酸メチルで除去を行った。 Next, the ink flow path pattern remaining in the current process was decomposed by full exposure, and then removed with methyl lactate.
最後に、被覆樹脂層を完全に硬化させるために２００℃ １時間の加熱処理を行った。 Finally, a heat treatment at 200 ° C. for 1 hour was performed to completely cure the coating resin layer.
上記の方法によって、作成されたヘッドのアクチュエーターからノズル表面なでの高さは２５μｍで、面内にわたって±１μｍの分布に収まっていた。また、ノズル表面とノズル材によって封止されたドライブＩＣとの高さの差は３２μｍとなり、インクをインクジェット記録ヘッドから吐出フェイス面のゴムブレードによって完全にクリーニングする事ができた。 By the above method, the height from the actuator of the prepared head to the nozzle surface was 25 μm, and the distribution was within ± 1 μm over the entire surface. Further, the difference in height between the nozzle surface and the drive IC sealed with the nozzle material was 32 μm, and the ink could be completely cleaned from the ink jet recording head by the rubber blade on the ejection face surface.
実施例１と同様に基体上にドライブＩＣを実装し、ドライブＩＣ表面を研削、研磨等の機械的な加工により５０μｍ厚みまで除去を行った。 The drive IC was mounted on the substrate in the same manner as in Example 1, and the surface of the drive IC was removed to a thickness of 50 μm by mechanical processing such as grinding and polishing.
次いで溶解可能なインク流路パターンを形成するために、ポジ型レジストＯＤＵＲ１０１０をドライブＩＣの間隙にディスペンサを用いて注入した。その後、ＯＤＵＲ１０１０を塗布圧力制御型スリットコータ（平田機工社製）にて、塗布圧：２５Kｐa、塗布スピード：５mm/秒 シム厚：200μm、ギャップ：１００μmで、上記の電気熱変換素子上の膜厚が１４μｍとなるように成膜した。このとき、アクチュエーター直上の高さとドライブＩＣ上の高さの差は４０μｍ面内でのばらつきは±１μｍに収まっていた。 Next, in order to form a dissolvable ink flow path pattern, a positive resist ODUR1010 was injected into the gap of the drive IC using a dispenser. Thereafter, ODUR1010 was applied with a coating pressure control type slit coater (manufactured by Hirata Kiko Co., Ltd.), coating pressure: 25 Kpa, coating speed: 5 mm / sec, shim thickness: 200 μm, gap: 100 μm, and film thickness on the electrothermal conversion element. Was formed to be 14 μm. At this time, the difference between the height directly above the actuator and the height on the drive IC was within ± 1 μm of variation within the 40 μm plane.
次いでキヤノン製マスクアライナーＰＬＡ（登録商標）６２０（ｄｅｅｐ ＵＶ対応）でマスクを介してパターン露光を行い（露光時間３分）次いで現像処理を行いインク流路パターンを形成した。 Next, pattern exposure was performed through a mask with a Canon mask aligner PLA (registered trademark) 620 (deep UV compatible) (exposure time: 3 minutes), and then development processing was performed to form an ink flow path pattern.
次いで実施例１で使用したものと同様の被服樹脂組成物を塗布溶媒として２−エトキシエタノールに５０ｗｔ％の濃度で溶解した。そして、ドライブＩＣの間隙にディスペンサを用いて、被服樹脂組成物を注入した。その後、塗布圧力制御型スリットコータを用いて、塗布圧：５０Kｐa、塗布スピード：１０mm/秒、シム厚： 50μm、ギャップ：１００μmで、インク流路パターン上の被覆樹脂層が１１μｍになるように塗布を行った。さらに、塗布終了後、５ｃｍＨｇ減圧下に４０℃の温度で３分間保持し、最後に常圧下９０℃ ３分間ベークで塗布媒の乾燥を行った。 Next, the same resin coating composition as that used in Example 1 was dissolved in 2-ethoxyethanol at a concentration of 50 wt% as a coating solvent. Then, a clothing resin composition was injected into the gap of the drive IC using a dispenser. Then, using a coating pressure control type slit coater, the coating pressure is 50 Kpa, the coating speed is 10 mm / second, the shim thickness is 50 μm, the gap is 100 μm, and the coating resin layer on the ink flow path pattern is 11 μm. Went. Further, after the coating was completed, the coating medium was held at a temperature of 40 ° C. under a reduced pressure of 5 cmHg for 3 minutes, and finally the coating medium was dried by baking at 90 ° C. for 3 minutes under normal pressure.
その後、実施例１と同様に吐出口をφ１６μｍに形成した。 Thereafter, similarly to Example 1, the discharge port was formed to have a diameter of 16 μm.
次いで、シリコン基板１の裏面よりシリコンの異方性エッチングをマスクを介して行い、インク供給口を形成した。
Next, anisotropic etching of silicon was performed from the back surface of the
次いで、現工程で残存しているインク流路パターンを全面露光で分解した後、乳酸メチルで除去を行った。 Next, the ink flow path pattern remaining in the current process was decomposed by full exposure, and then removed with methyl lactate.
最後に、被覆樹脂層を完全に硬化させるために２００℃ １時間の加熱処理を行った。 Finally, a heat treatment at 200 ° C. for 1 hour was performed to completely cure the coating resin layer.
上記の方法によって、作成されたヘッドのアクチュエーターからノズル表面なでの高さは２５μｍで、面内にわたって±１μｍの分布に収まっていた。また、ノズル表面とノズル材によって封止されたドライブＩＣとの高さの差は３２μｍとなり、インクをインクジェット記録ヘッドから吐出フェイス面のゴムブレードによって完全にクリーニングする事ができた。 By the above method, the height from the actuator of the prepared head to the nozzle surface was 25 μm, and the distribution was within ± 1 μm over the entire surface. Further, the difference in height between the nozzle surface and the drive IC sealed with the nozzle material was 32 μm, and the ink could be completely cleaned from the ink jet recording head by the rubber blade on the ejection face surface.
（比較例）
実施例１と同様に基体上にドライブＩＣを実装し、ドライブＩＣ表面を研削、研磨等の機械的な加工により５０μｍ厚みまで除去を行った。
(Comparative example)
The drive IC was mounted on the substrate in the same manner as in Example 1, and the surface of the drive IC was removed to a thickness of 50 μm by mechanical processing such as grinding and polishing.
次いで溶解可能なインク流路パターンを形成するために、ドライブＩＣをの形成された基体上に直接スピンコートによって、上記の電気熱変換素子上の膜厚が１４μｍとなるように成膜した。このときの膜厚の分布は基体の中心に対して、基体の長手方向では外周に行くに従い、膜厚が厚く、基体の短手方向では外周に行くに従い、膜厚が薄くなっていた。このとき、アクチュエーター直上の高さとドライブＩＣ上の高さの差は４０μｍであるが、面内でのばらつきは±３μｍとなりばらつきが大きかった。 Next, in order to form a dissolvable ink flow path pattern, a film was formed on the substrate on which the drive IC was formed by spin coating so that the film thickness on the electrothermal conversion element was 14 μm. The distribution of the film thickness at this time was thicker toward the outer periphery in the longitudinal direction of the substrate with respect to the center of the substrate, and the film thickness was thinner toward the outer periphery in the short direction of the substrate. At this time, the difference between the height directly above the actuator and the height on the drive IC was 40 μm, but the variation in the plane was ± 3 μm, and the variation was large.
次いでキヤノン製マスクアライナーＰＬＡ（登録商標）６２０（ｄｅｅｐ ＵＶ対応）でマスクを介してパターン露光を行い（露光時間３分）次いで現像処理を行いインク流路パターンを形成した。 Next, pattern exposure was performed through a mask with a Canon mask aligner PLA (registered trademark) 620 (deep UV compatible) (exposure time: 3 minutes), and then development processing was performed to form an ink flow path pattern.
次いで実施例１で使用したものと同様の被服樹脂組成物を塗布溶媒として２−エトキシエタノールに５０ｗｔ％の濃度で溶解し、スピンコータで回転数を調整し、被覆樹脂層が１１μｍになるように塗布を行いった。そして、塗布終了後、５ｃｍＨｇ減圧下に４０℃の温度で３分間保持し、最後に常圧下９０℃ ３分間ベークで塗布媒の乾燥を行った。 Next, the same coating resin composition as that used in Example 1 was dissolved in 2-ethoxyethanol at a concentration of 50 wt% as a coating solvent, the number of revolutions was adjusted with a spin coater, and the coating resin layer was applied to 11 μm. I did. And after completion | finish of application | coating, it hold | maintained for 3 minutes at the temperature of 40 degreeC under 5 cmHg pressure reduction, and finally dried the coating medium by baking at 90 degreeC under normal pressure for 3 minutes.
その後、実施例１と同様に吐出口をφ１６μｍに形成した。 Thereafter, similarly to Example 1, the discharge port was formed to have a diameter of 16 μm.
次いで、シリコン基板１の裏面よりシリコンの異方性エッチングをマスクを介して行い、インク供給口を形成した。
Next, anisotropic etching of silicon was performed from the back surface of the
次いで、現工程で残存しているインク流路パターンを全面露光で分解した後、乳酸メチルで除去を行った。 Next, the ink flow path pattern remaining in the current process was decomposed by full exposure, and then removed with methyl lactate.
最後に、被覆樹脂層を完全に硬化させるために２００℃ １時間の加熱処理を行った。 Finally, a heat treatment at 200 ° C. for 1 hour was performed to completely cure the coating resin layer.
上記の方法によって、作成されたヘッドのアクチュエーターからノズル表面なでの高さは２５μｍで、面内の分布は±３μｍと大きかった。 According to the above method, the height from the actuator of the prepared head to the nozzle surface was 25 μm, and the in-plane distribution was as large as ± 3 μm.
１ 基体
２ アクチュエーター
３ 外部取りだし電極
４ ドライブＩＣ
５ 被覆樹脂層
６ インク流路パターン
７ インク供給口
８ 吐出口
９ ディスペンサ
１０ スリットヘッド
1
5 Coating resin layer 6 Ink
Claims (7)
溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、
常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解し、これを前記溶解可能な樹脂層上にソルベントコートすることによって、前記溶解可能な樹脂層上にインク流路壁となる被覆樹脂層を形成する工程と、
前記インク吐出圧力発生素子上方の前記被覆樹脂層にインク吐出口を形成する工程と、
前記溶解可能な樹脂層を溶出する工程と、
を含むインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
少なくとも前記被覆樹脂によるソルベントコート時にドライブＩＣ間隙に前記被覆樹脂をディスペンサにて注入後、ドライブＩＣ上を含む基体上全面に改めて被覆樹脂を塗布することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。 On a substrate having at least an actuator for discharging ink and an electrode connected to the actuator, and a drive IC for driving the actuator electrically mounted on the substrate,
Forming an ink flow path pattern with a soluble resin;
A coating resin containing an epoxy resin that is solid at room temperature is dissolved in a solvent, and this is solvent-coated on the soluble resin layer, thereby forming an ink flow path wall on the soluble resin layer. Forming a layer;
Forming an ink discharge port in the coating resin layer above the ink discharge pressure generating element;
Eluting the soluble resin layer;
In the manufacturing method of the inkjet recording head containing this,
A method of manufacturing an ink jet recording head, comprising: injecting the coating resin into a gap between drive ICs with a dispenser at least during solvent coating with the coating resin, and then applying the coating resin over the entire substrate including the drive IC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006306812A JP2008119954A (en) | 2006-11-13 | 2006-11-13 | Inkjet recording head and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
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2006
- 2006-11-13 JP JP2006306812A patent/JP2008119954A/en not_active Withdrawn
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