JP2018039174A - 圧力発生デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線の自由度を拡大しつつ、製造工程における圧電体層の損傷を低減する。【解決手段】第１電極と第２電極とその間に介在する圧電体層とを有する圧力発生素子が形成された第１基板と、第１電極と第２電極とを接続する接続配線３９が形成された第２基板Ｂとを接合する工程と、圧力発生素子によって圧力を発生させる圧力室を第１基板に形成する工程と、圧力室を形成する工程の後に、接続配線３９を除去して第１電極と第２電極との接続を解除する工程と、を含む圧力発生デバイスの製造方法。【選択図】図１０Ａ

Description

本発明は、圧電素子などを利用した圧力発生デバイスを製造する技術に関する。

第１電極と第２電極との間に圧電体層を介在させた圧電素子などを利用した各種の圧力発生デバイスが従来から提案されている。例えば液体噴射ヘッドにおいて液体を噴射するために用いられる圧電素子は、洗浄工程、成膜工程、エッチング工程など様々な製造工程を経て基板上に製造されるため、その製造過程で圧電素子の電極や基板に静電気が帯電して圧電体層が破損する要因となることがある。特許文献１には、圧電素子の製造過程において、第１電極と第２電極とを導通（ショート）する接続配線を形成し、圧電素子の製造後に基板からの圧電素子の切り出しによってその接続配線を切断することで、圧電素子の製造課程で静電気が帯電されないようにする技術が開示されている。

特開２０１３−１４６９１２号公報

ところが、特許文献１のように基板からの圧電素子の切り出しによって接続配線を切断するようにすると、切り出される領域の外側まで配線用のスペースを確保し、そのスペースに接続配線を形成しなければならなくなり、配線の自由度が小さくなってしまう。以上の事情を考慮して、本発明は、配線の自由度を拡大しつつ、製造工程における圧電体層の損傷を低減することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の圧力発生デバイスの製造方法は、第１電極と第２電極とその間に介在する圧電体層とを有する圧力発生素子が形成された第１基板と、第１電極と第２電極とを接続する接続配線が形成された第２基板とを接合する工程と、圧力発生素子によって圧力を発生させる圧力室を第１基板に形成する工程と、圧力室を形成する工程の後に、接続配線を除去して第１電極と第２電極との接続を解除する工程と、を含む。以上の態様によれば、第１基板と第２基板を接合すると、接続配線によって第１電極と第２電極とが接続するので、第１電極と第２電極とが導通し同電位に保つことができる。この状態で圧力室が形成され、その後に接続配線を除去して第１電極と第２電極との接続が解除される。圧力室を形成する工程は、例えば基板に対する洗浄工程やエッチング工程など様々な製造工程を含むので、圧力発生素子の電極や基板に静電気が帯電し易い。本態様によれば、接続配線によって第１電極と第２電極とが相互に導通した状態で圧力室が形成されるから、静電気に起因した高電圧が圧電体層に印加される可能性を低減できる。しかも、本態様では、第１電極と第２電極とを接続する接続配線が、圧力発生素子が形成された第１基板ではなく、第２基板の方に形成されているので、圧力発生素子が形成される第１基板に接続配線用の専用スペースを設ける必要がない。このため、配線の自由度を大幅に拡大できる。したがって、本態様によれば、配線の自由度を拡大しつつ、製造工程における圧電体層の損傷を低減できる。

本発明の好適な態様において、第２基板において圧力発生素子が形成される第１基板の領域と重なる領域に接続配線が形成される。以上の態様によれば、第２基板の切り出し領域の内側にも接続配線を形成できるので、切り出し領域の外側まで接続配線用の専用スペースが必要な場合に比較して、１つの圧力発生デバイスの製造に必要な基板内のスペースを小さくできる。

本発明の好適な態様において、第２基板において第１基板とは反対側の表面に接続配線が形成される。以上の態様によれば、第２基板において第１基板とは反対側の表面、すなわち第１基板と第２基板とを接合したときに露出する面に、接続配線が形成される。したがって、エッチングなどによって接続配線だけを除去できる。

本発明の好適な態様において、第２基板において圧力発生素子の駆動ＩＣが実装される領域の内側に接続配線が形成される。以上の態様では、第２基板において圧力発生素子の駆動ＩＣが実装される領域の内側に接続配線が形成されるから、駆動ＩＣが実装される領域の外側に接続配線が形成される場合に比較して、１つの圧力発生デバイスの製造に必要な基板内のスペースをさらに小さくできる。

本発明の好適な態様において、第２基板が形成される基材から切り出される第２基板の領域の外側に接続配線が形成される。以上の態様では、第２基板が形成される基材から切り出される第２基板の領域の外側に接続配線が形成されるから、基材からの切り出しによって接続配線も除去できる。

本発明の好適な態様において、第１電極と第２電極との接続を解除する工程は、エッチングによって接続配線を除去する工程を含む。以上の態様によれば、エッチングによって接続配線を除去するから、基材からの切り出しによって接続配線を除去する場合に比較して、バリの発生を低減できる。

本発明の好適な態様において、第１電極と第２電極との接続を解除する工程は、基材から第２基板の領域を切り出すことによって接続配線を除去する工程を含む。以上の態様によれば、基材から第２基板の領域を切り出すことによって接続配線も除去できる。したがって、基材の切り出しとは別に接続配線を除去する工程を別途設けなくて済むから、製造工程を簡素化できる。

本発明の第１実施形態における液体噴射装置の構成図である。 液体噴射ヘッドの分解斜視図である。 図２に示す液体噴射ヘッドのIII-III断面図である。 圧力発生デバイスの構成を拡大した断面図である。 第１基板を上方から見た平面図である。 第２基板を上方から見た平面図である。 圧力発生デバイスの製造方法のフローチャートである。 圧力発生デバイスの製造方法の工程の断面図である。 図８Ａに続く工程の断面図である。 図８Ｂに続く工程の断面図である。 図８Ｃに続く工程の断面図である。 図８Ｄに続く工程の断面図である。 図８Ｅに続く工程の断面図である。 第１基板が形成されたシリコン基板の一部を示す平面図である。 第２基板が形成されたシリコン基板の一部を示す平面図である。 圧力発生デバイスの製造方法の工程の平面図である。 図１０Ａに続く工程の平面図である。 第２実施形態における圧力発生デバイスの製造方法の工程の平面図である。 図１１Ａに続く工程の平面図である。 第３実施形態における圧力発生デバイスの製造方法の工程の平面図である。 図１２Ａに続く工程の平面図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態における液体噴射装置１００を例示する構成図である。第１実施形態の液体噴射装置１００は、液体の例示であるインクを媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の印刷対象が媒体１２として利用され得る。図１に例示される通り、液体噴射装置１００には、インクを貯留する液体容器１４が固定される。例えば液体噴射装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、またはインクを補充可能なインクタンクが液体容器１４として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器１４には貯留される。

図１に例示される通り、液体噴射装置１００は、制御装置２０と搬送機構２２と移動機構２４と複数の液体噴射ヘッド２６とを具備する。制御装置２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリ等の記憶回路とを包含し、液体噴射装置１００の各要素を統括的に制御する。搬送機構２２は、制御装置２０による制御のもとで媒体１２をＹ方向に搬送する。

移動機構２４は、制御装置２０による制御のもとで複数の液体噴射ヘッド２６をＸ方向に往復させる。Ｘ方向は、媒体１２が搬送されるＹ方向に交差（典型的には直交）する方向である。移動機構２４は、複数の液体噴射ヘッド２６を収容する略箱型の搬送体（キャリッジ）２４２と、搬送体２４２が固定された無端ベルト２４４とを具備する。なお、液体容器１４を液体噴射ヘッド２６とともに搬送体２４２に搭載することも可能である。

複数の液体噴射ヘッド２６の各々は、液体容器１４から供給されるインクを制御装置２０による制御のもとで複数のノズル（噴射孔）から媒体１２に噴射する。搬送機構２２による媒体１２の搬送と搬送体２４２の反復的な往復とに並行して各液体噴射ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで媒体１２の表面に所望の画像が形成される。なお、Ｘ-Ｙ平面（例えば媒体１２の表面に平行な平面）に垂直な方向を以下ではＺ方向と表記する。各液体噴射ヘッド２６によるインクの噴射方向（典型的には鉛直方向）がＺ方向に相当する。

図２は、任意の１個の液体噴射ヘッド２６の分解斜視図であり、図３は、図２におけるIII−III断面図である。図２に示すように、液体噴射ヘッド２６は、Ｙ方向に配列された複数のノズルＮを具備する。第１実施形態の複数のノズルＮは、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とに区分される。第１列Ｌ1と第２列Ｌ2との間でノズルＮのＹ方向の位置を相違させること（すなわち千鳥配置またはスタガ配置）も可能であるが、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とでノズルＮのＹ方向の位置を一致させた構成が図３では便宜的に例示されている。図２に示すように液体噴射ヘッド２６は、第１列Ｌ1の複数のノズルＮに関連する要素と第２列Ｌ2の複数のノズルＮに関連する要素とが略線対称に配置された構造である。

図２および図３に示すように、液体噴射ヘッド２６は流路基板３２を具備する。流路基板３２は、第１面Ｆ1と第２面Ｆ2とを含む板状部材である。第１面Ｆ1はＺ方向の正側の表面（媒体１２側の表面）であり、第２面Ｆ2は第１面Ｆ1とは反対側（Ｚ方向の負側）の表面である。流路基板３２の第２面Ｆ2には、圧力発生デバイス３５と筐体部４０とが設置され、第１面Ｆ1にはノズル板５２と吸振体５４とが設置される。圧力発生デバイス３５は、ノズルＮからインクを噴射するための圧力を発生させる要素である。液体噴射ヘッド２６の各要素は、概略的には流路基板３２と同様にＹ方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。例えば圧力発生デバイス３５は、圧力室基板３４と振動部３６と複数の圧電素子３７とを含む第１基板Ａと、配線接続基板３８を含む第２基板Ｂと駆動ＩＣ６２とを接合して構成される。なお、圧力発生デバイス３５についての詳細は後述する。

ノズル板５２は、複数のノズルＮが形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の第１面Ｆ1に設置される。各ノズルＮはインクが通過する貫通孔である。第１実施形態のノズル板５２は、半導体製造技術（例えばエッチング）を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。ただし、ノズル板５２の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

流路基板３２は、インクの流路を形成するための板状部材である。図２および図３に示すように、流路基板３２には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、空間ＲAと複数の供給流路３２２と複数の連通流路３２４とが形成される。空間ＲAは、平面視で（すなわちＺ方向からみて）Ｙ方向に沿う長尺状の開口であり、供給流路３２２および連通流路３２４は、ノズルＮ毎に形成された貫通孔である。複数の供給流路３２２はＹ方向に配列され、複数の連通流路３２４も同様にＹ方向に配列される。また、図３に示すように、流路基板３２の第１面Ｆ1には、複数の供給流路３２２にわたる中間流路３２６が形成される。中間流路３２６は、空間ＲAと複数の供給流路３２２とを連結する流路である。他方、連通流路３２４はノズルＮに連通する。

図２および図３に示す筐体部４０は、複数の圧力室Ｃ（さらには複数のノズルＮ）に供給されるインクを貯留するためのケースである。筐体部４０のうちＺ方向の正側の表面が例えば接着剤で流路基板３２の第２面Ｆ2に固定される。図２および図３に示すように、筐体部４０のうちＺ方向の正側の表面にはＹ方向に延在する溝状の凹部４２が形成される。配線接続基板３８および駆動ＩＣ６２は凹部４２の内側に収容される。筐体部４０は、流路基板３２や圧力室基板３４とは別個の材料で形成される。例えば樹脂材料の射出成形で筐体部４０を製造することが可能である。ただし、筐体部４０の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。筐体部４０の材料としては、例えばポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ザイロン［登録商標］）等の合成繊維や液晶ポリマー等の樹脂材料が好適である。

図３に示すように、筐体部４０には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について空間ＲBが形成される。筐体部４０の空間ＲBと流路基板３２の空間ＲAとは相互に連通する。空間ＲAと空間ＲBとで構成される空間は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留する液体貯留室（リザーバー）Ｒとして機能する。液体貯留室Ｒは、複数のノズルＮにわたる共通液室である。筐体部４０のうち流路基板３２とは反対側の表面には、液体容器１４から供給されるインクを液体貯留室Ｒに導入するための導入口４３が第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について形成される。

液体容器１４から導入口４３に供給されたインクは、液体貯留室Ｒの空間ＲBと空間ＲAに貯留される。液体貯留室Ｒに貯留されたインクは、中間流路３２６から複数の供給流路３２２に分岐して各圧力室Ｃに並列に供給および充填される。

図２に示すように、第１面Ｆ1には吸振体５４が設置される。吸振体５４は、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルム（コンプライアンス基板）である。図３に示すように、吸振体５４は、流路基板３２の空間ＲAと中間流路３２６と複数の供給流路３２２とを閉塞するように流路基板３２の第１面Ｆ1に設置されて液体貯留室Ｒの壁面（具体的には底面）を構成する。

（圧力発生デバイスの構成）
図４は、圧力発生デバイス３５を拡大した断面図である。図５は、圧力発生デバイス３５を構成する第１基板ＡをＺ方向（上方）から見た平面図である。図６は、圧力発生デバイス３５を構成する第２基板ＢをＺ方向（上方）から見た平面図である。図２乃至図６に示すように、圧力発生デバイス３５は、第１基板Ａと第２基板Ｂと駆動ＩＣ６２とを積層して構成される。第１基板Ａは圧力室基板３４と振動部３６と複数の圧電素子３７とを含む基板であり、第２基板Ｂは配線接続基板３８を含む基板である。

図２乃至図４に示すように、圧力室基板３４は、Ｙ方向に配列された複数の開口３４２が第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の第２面Ｆ2に設置される。開口３４２は、ノズルＮ毎に形成されて平面視でＸ方向に沿う長尺状の貫通孔である。流路基板３２および圧力室基板３４は、前述のノズル板５２と同様に、半導体製造技術を利用して基材、例えばシリコン（Ｓi）の単結晶基板（シリコン基板）を加工することで製造される。ただし、流路基板３２および圧力室基板３４の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

圧力室基板３４のうち流路基板３２とは反対側の表面には振動部３６が設置される。振動部３６は、弾性的に振動可能な板状部材（振動板）である。なお、所定の板厚の板状部材のうち開口３４２に対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、圧力室基板３４と振動部３６とを一体に形成することも可能である。

図３に示すように、流路基板３２の第２面Ｆ2と振動部３６とは、各開口３４２の内側で相互に間隔をあけて対向する。開口３４２の内側で流路基板３２の第２面Ｆ2と振動部３６との間に位置する空間は、当該空間に充填されたインクに圧力を付与するための圧力室Ｃとして機能する。圧力室ＣはノズルＮ毎に個別に形成される。図２に示すように、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、複数の圧力室Ｃ（開口３４２）がＹ方向に配列される。任意の１個の圧力室Ｃは、供給流路３２２と中間流路３２６とを介して空間ＲAに連通するとともに、連通流路３２４を介してノズルＮに連通する。なお、流路幅が狭窄された絞り流路を開口３４２に形成することで所定の流路抵抗を付加することも可能である。

図２乃至図５に示すように、振動部３６のうち圧力室Ｃとは反対側の表面には、相異なるノズルＮに対応する複数の圧電素子３７が第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について設置される。圧電素子３７は、駆動信号の供給により変形して圧力室Ｃに圧力を発生させる圧力発生素子である。複数の圧電素子３７は、各圧力室Ｃに対応するようにＹ方向に配列する。

図４に示すように、圧電素子３７は、相互に対向する第１電極３７１と第２電極３７２との間に圧電体層３７３を介在させた積層体である。図４および図５に示すように、第１実施形態の第１電極３７１はＸ方向に複数配列された下部電極であり、第２電極３７２は各第１電極３７１の一部と重なるように配置された矩形の上部電極である。ただし、第１電極３７１を上部電極とし、第２電極３７２を下部電極としてもよい。圧電体層３７３のうち第１電極３７１と第２電極３７２が重なる部分（図５の斜線のハッチング部分）が駆動する。圧電素子３７の変形に連動して振動部３６が振動すると、圧力室Ｃ内の圧力が変動することで、圧力室Ｃに充填されたインクが連通流路３２４とノズルＮとを通過して噴射される。

図２および図３の配線接続基板３８は、複数の圧電素子３７を保護するための板状部材であり、振動部３６の表面（または圧力室基板３４の表面）に設置される。配線接続基板３８の材料や製法は任意であるが、流路基板３２や圧力室基板３４と同様に、例えばシリコン（Ｓi）の単結晶基板を半導体製造技術により加工することで配線接続基板３８は形成され得る。

図４に示すように、配線接続基板３８のうち振動部３６側の表面（以下「接合面」という）Ｇ1とは反対側の表面（以下「実装面」という）Ｇ2には駆動ＩＣ６２が設置される。駆動ＩＣ６２は、制御装置２０による制御のもとで駆動信号を生成および供給することで各圧電素子３７を駆動する駆動回路が搭載された略矩形状のＩＣチップである。図３および図４に示すように、液体噴射ヘッド２６の少なくとも一部の圧電素子３７は平面視で駆動ＩＣ６２に重なる。このように第１実施形態では、圧電素子３７の近くに駆動ＩＣ６２が設置されるので、例えば配線接続基板３８に固定された配線基板に駆動ＩＣ６２を実装する構成と比較して、駆動ＩＣ６２から圧電素子３７までの経路長が短縮され、当該経路の抵抗成分や容量成分に起因した信号歪を低減できる。

図６に示すように、配線接続基板３８の実装面Ｇ2には、駆動ＩＣ６２の駆動信号（駆動電圧）ＣＯＭの出力端子に接続される第１配線３８４が圧電素子３７毎に形成される。また配線接続基板３８の実装面Ｇ2には、駆動ＩＣ６２のベース電圧ＶＢＳの出力端子に接続される第２配線３８５が圧電素子３７の配置に沿ってＹ方向に連続して形成される。第２配線３８５の一端３８５ａと他端３８５ｂが配線接続基板３８をＺ方向の正側の表面から負側の表面まで貫通して形成される。第２配線３８５の一端３８５ａと他端３８５ｂは、配線接続基板３８のＺ方向の正側の表面にＸ方向に延出するように形成された中間部３８５ｃに接続されている。

圧力室基板３４（振動部３６）の表面には第１端子Ｐ1と第２端子Ｐ2とが形成される。第１端子Ｐ1は、圧電素子３７の第１電極３７１に電気的に接続され、第２端子Ｐ2は、圧電素子３７の第２電極３７２に電気的に接続される。例えば樹脂材料で形成された突起を導電材料で被覆した公知の樹脂コアバンプが第１端子Ｐ1および第２端子Ｐ2として好適である。圧力室基板３４（第１基板Ａ）と配線接続基板３８（第２基板Ｂ）とが相互に接合された状態では、各第１配線３８４は、配線接続基板３８を貫通する導通孔（コンタクトホール）Ｈ1を介して第１端子Ｐ1に電気的に接続される。また、第２配線３８５は、配線接続基板３８を貫通する導通孔（コンタクトホール）Ｈ2と配線接続基板３８のＺ方向の正側の表面に形成された導通溝Ｈ3を介して第２端子Ｐ2に電気的に接続される。駆動ＩＣ６２の出力端子から出力された駆動信号ＣＯＭは、各第１配線３８４の端子３８４ａと導通孔Ｈ1と第１端子Ｐ1とを介して各圧電素子３７の第１電極３７１に印加される。駆動ＩＣ６２の出力端子から出力されたベース電圧ＶＢＳは、第２配線３８５と導通孔Ｈ2と導通溝Ｈ3と第２端子Ｐ2とを介して圧電素子３７の第２電極３７２に印加される。

また、図２に示すように、配線接続基板３８の実装面Ｇ2には、駆動ＩＣ６２の入力端子に接続される駆動信号ＣＯＭとベース電圧ＶＢＳの配線を含む複数の配線３８８が形成される。複数の配線３８８は、配線接続基板３８の実装面Ｇ2のうちＹ方向（すなわち複数の圧電素子３７が配列する方向）の端部に位置する領域Ｅまで延在する。実装面Ｇ2の領域Ｅには配線部材６４が接合される。配線部材６４は、制御装置２０と駆動ＩＣ６２とを電気的に接続する複数の配線（図示略）が形成された実装部品である。例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）やＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板が配線部材６４として好適に採用される。以上の説明の通り、配線接続基板３８は、駆動信号を伝送する配線（３８４，３８８）が形成された配線基板としても機能する。ただし、駆動ＩＣ６２の実装や配線の形成に使用される配線基板を配線接続基板３８とは別個に設置することも可能である。

＜圧力発生デバイスの製造方法＞
次に、第１実施形態における圧力発生デバイス３５の製造方法について説明する。図７は、第１実施形態における圧力発生デバイス３５の製造方法のフローチャートである。第１実施形態の圧力発生デバイス３５の製造方法の工程は、液体噴射ヘッド２６の製造方法の工程の一部である。圧力発生デバイス３５の製造方法は、少なくとも第１電極３７１と第２電極３７２とその間に介在する圧電体層３７３とを有する圧電素子３７が形成された第１基板Ａと、第１電極３７１と第２電極３７２とを接続する接続配線３９が形成された第２基板Ｂとを接合する工程（ステップＳ３０１）と、圧電素子３７によって圧力を発生させる圧力室Ｃを第１基板Ａに形成する工程（ステップＳ３０２）と、圧力室Ｃを形成する工程の後に、接続配線３９を除去して第１電極３７１と第２電極３７２との接続を解除する工程（ステップＳ３０３）とを含む。

図７に示すように、第１実施形態の圧力発生デバイス３５の製造方法では、ステップＳ１０１において第１基板Ａをシリコン基板（シリコンウェハ）ＷAで製造し、ステップＳ２０１および２０２において、第１基板Ａとは別個のシリコン基板ＷBで第２基板Ｂを製造する。ステップＳ３０１以降にて、シリコン基板ＷA、ＷB同士を接合することで第１基板Ａと第２基板Ｂを接合して圧力発生デバイス３５を形成し、シリコン基板から圧力発生デバイス３５の領域を切り出し、駆動ＩＣ６２を第２基板Ｂに実装することによって、圧力発生デバイス３５が製造される。このようにシリコン基板の各々に、複数の第１基板Ａと複数の第２基板Ｂを製造することで、複数の圧力発生デバイス３５を一度に製造できる。

以下、各工程について具体的に説明する。図８Ａ乃至図８Ｆは、圧力発生デバイスの製造方法の工程を説明するための断面図である。図９Ａは、第１基板Ａが形成されたシリコン基板ＷAの一部を示す平面図であり、図９Ｂは、第２基板Ｂが形成されたシリコン基板ＷBの一部を示す平面図である。図１０Ａおよび図１０Ｂは、圧力発生デバイスの製造方法の工程の平面図である。図１０Ａは、接続配線３９を除去する前の第２基板Ｂであり、図１０Ｂは、接続配線３９を除去した後の第２基板Ｂである。

ステップＳ１０１は、第１基板Ａを形成する工程である。ステップＳ１０１では、図９Ａに示すように、シリコン基板ＷAの第１基板Ａを形成する領域に、振動部３６と圧電素子３７と第１端子Ｐ1と第２端子Ｐ2を形成する。例えばスパッタ法などの成膜によってシリコン基板ＷAに第１電極３７１と圧電体層３７３と第２電極３７２をこの順に形成することによって圧電素子３７を形成する。

ステップＳ２０１は、第２基板Ｂを形成する工程であり、ステップＳ２０２は、接続配線を形成する工程である。ステップＳ２０１にてエッチングによってシリコン基板ＷBに導通孔（コンタクトホール）Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3を形成し、ステップＳ２０２にて導通孔Ｈ1、Ｈ2、導通溝Ｈ3を配線材料（Ａｕなど）で埋め込むことで第１配線３８４および第２配線３８５を形成すると共に、第１配線３８４と第２配線３８５とを相互に接続する接続配線３９を形成する。接続配線３９は、第１電極３７１と第２電極３７２とを導通するための配線である。図９Ｂに示すように第１実施形態の接続配線３９は、圧電素子３７が形成される第１基板Ａの領域と重なる領域に形成される。

ステップＳ３０１は、第１基板Ａと第２基板Ｂとを接合する工程である。シリコン基板ＷA、ＷB同士を接合することによって第１基板Ａと第２基板Ｂとを接合する。図８Ａに示すように、第１基板Ａの上に第２基板Ｂが重なるようにシリコン基板ＷA、ＷB同士を接合する。第１基板Ａと第２基板Ｂを接合することで、接続配線３９によって第１電極３７１と第２電極３７２が導通する。

具体的には図８Ｂに示すように、第１配線３８４が第１端子Ｐ1に接触するので、第１端子Ｐ1によって第１配線３８４が第１電極３７１に接続する。第２配線３８５が第２端子Ｐ2に接触するので、第２端子Ｐ2によって第２配線３８５が第２電極３７２に接続する。これにより、第１配線３８４と第２配線３８５とに導通する接続配線３９によって、第１電極３７１と第２電極３７２とが導通し同電位を保持することができる。

次に、ステップＳ３０２にて、第１電極３７１と第２電極３７２が導通した状態で圧力室Ｃを形成し、その後にステップＳ３０３にて接続配線３９を除去する。具体的にはステップＳ３０２では図８Ｃに示すように、圧力室Ｃを構成する開口３４２を第１基板Ａに、エッチングによって形成する。ステップＳ３０３では図８Ｄに示すように、エッチングによって接続配線３９を除去する。例えば図１０Ａの点線で囲む領域Ｑ3をエッチングすることによって、図１０Ｂに示すように接続配線３９が除去されるので、第１電極３７１と第２電極３７２との接続が解除される。

続いて、ステップＳ３０４にてシリコン基板ＷA、ＷBを切断する。具体的には図８Ｅに示すように、シリコン基板ＷA、ＷBを切断線ＣＬで切断することによって、圧力発生デバイス３５の領域Ｑ1を切り出す。そして、ステップＳ３０５にて第２基板Ｂに駆動ＩＣ６２を実装する。具体的には図８Ｆに示すように、第２基板Ｂの駆動ＩＣ６２を実装する領域Ｑ2に接合する。駆動ＩＣ６２を実装すると、駆動ＩＣ６２の駆動信号ＣＯＭの出力端子には、第１配線３８４の端子３８４ａと導通孔Ｈ1と第１端子Ｐ1とを介して圧電素子３７の第１電極３７１が接続される。駆動ＩＣ６２のベース電圧ＶＢＳの出力端子には、第２配線３８５と導通孔Ｈ2と導通溝Ｈ3と第２端子Ｐ2とを介して圧電素子３７の第２電極３７２が接続される。こうして、図４に示す圧力発生デバイス３５が製造される。

以上説明したように、第１実施形態の圧力発生デバイス３５の製造方法では、ステップＳ３０１にて第１基板Ａと第２基板Ｂを接合すると、接続配線３９によって第１電極３７１と第２電極３７２とが接続するので、第１電極３７１と第２電極３７２とが導通し同電位に保つことができる。この状態でステップＳ３０２にて圧力室Ｃが形成され、その後にステップＳ３０３にて接続配線３９を除去して第１電極３７１と第２電極３７２との接続が解除される。圧力室Ｃを形成する工程は、例えばシリコン基板ＷA、ＷBに対する洗浄工程やエッチング工程など様々な製造工程を含むので、もし圧電素子３７の第１電極３７１と第２電極３７２が同電位でなければ、第１電極３７１と第２電極３７２に静電気が帯電し易くなってしまう。例えば洗浄工程で洗浄水を用いる場合には、帯電した洗浄水が第１電極３７１と第２電極３７２に付着することで、静電気が帯電する可能性がある。

この点、本実施形態によれば、接続配線３９によって第１電極３７１と第２電極３７２とが相互に導通した状態で圧力室Ｃが形成されるから、圧電素子３７の第１電極３７１と第２電極３７２に静電気が帯電し難く、静電気に起因した高電圧が圧電体層に印加される可能性を低減できる。しかも、本実施形態では、第１電極３７１と第２電極３７２とを接続する接続配線３９が、圧電素子３７が形成された第１基板Ａではなく、第２基板Ｂの方に形成されているので、圧電素子３７が形成される第１基板Ａに接続配線用の専用スペースを設ける必要がない。このため、配線の自由度を大幅に拡大できる。したがって、本実施形態の製造方法によれば、配線の自由度を拡大しつつ、製造工程における圧電体層３７３の損傷を低減できる。

本実施形態の製造方法によれば、本実施形態のように第２基板Ｂにおいて圧電素子３７が形成される第１基板Ａの領域と重なる領域、すなわち第２基板Ｂの切り出し領域の内側（図１０Ａに示す切断線ＣＬの内側の領域）にも接続配線３９を形成できる。これによれば、切り出し領域の外側まで接続配線用の専用スペースが必要な場合に比較して、１つの圧力発生デバイス３５の製造に必要なシリコン基板ＷA、ＷB内のスペースを小さくできる。

また，第２基板Ｂにおいて第１基板Ａとの接合面とは反対側の表面、すなわち第１基板Ａと第２基板Ｂとを接合したときに露出する面に接続配線３９が形成される。これによれば、エッチングなどによって接続配線３９だけを除去できる。エッチングによって接続配線３９を除去することで、シリコン基板ＷA、ＷBからの切り出しによって接続配線３９を除去する場合に比較して、バリの発生を低減できる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂは、第２実施形態における圧力発生デバイスの製造方法の工程の平面図である。図１１Ａは、接続配線３９を除去する前の第２基板Ｂであり、図１１Ｂは、接続配線３９を除去した後の第２基板Ｂである。なお、第２実施形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

第１実施形態では、第２基板Ｂにおいて圧電素子３７の駆動ＩＣ６２が実装される領域の外側に接続配線３９を形成する場合を例示したが、第２実施形態では、第２基板Ｂにおいて圧電素子３７の駆動ＩＣ６２が実装される領域の内側に接続配線３９を形成する場合を例示する。具体的には図１１Ａに示すように、第２配線３８５の中間部３８５ｃを配線接続基板３８のＺ方向の負側の表面（第２基板ＢのＺ方向の負側の表面）に形成し、第１配線３８４の各々を中間部３８５ｃまで延長して接続する。この第１配線３８４を第２配線３８５の中間部３８５ｃまで延長した部分を接続配線３９とする。
第２実施形態では、図７のステップＳ３０３にて図１１Ａに示す点線で囲まれた領域Ｑ3をエッチングで除去することによって、図１１Ｂに示すように接続配線３９（第２配線３８５の中間部３８５ｃまで延長した部分）が除去される。このような第２実施形態によっても、圧力室Ｃを形成する工程後に接続配線３９を除去するので、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。しかも、第２実施形態では、第２基板Ｂにおいて圧電素子３７の駆動ＩＣ６２が実装される領域の内側に接続配線３９が形成されるから、駆動ＩＣ６２が実装される領域の外側に接続配線３９が形成される場合に比較して、１つの圧力発生デバイス３５の製造に必要なシリコン基板ＷA、ＷB内のスペースをさらに小さくできる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態を説明する。図１２Ａおよび図１２Ｂは、第３実施形態における圧力発生デバイスの製造方法の工程の平面図である。図１２Ａは、接続配線３９を除去する前の第２基板Ｂであり、図１２Ｂは、接続配線３９を除去した後の第２基板Ｂである。

第１実施形態では、第２基板Ｂが形成されるシリコン基板ＷBから切り出される第２基板Ｂの切り出し領域の内側に接続配線３９を形成する場合を例示したが、第３実施形態では、第２基板Ｂの切り出し領域の外側に接続配線３９を形成する場合を例示する。具体的には図１２Ａに示すように、シリコン基板ＷBにおける切断線ＣＬよりも外側の領域に接続配線３９を形成する。図１２Ａでは、１つのシリコン基板ＷBに２つの第２基板Ｂを形成した場合を例に挙げる。この場合、図１２Ａに示すように、複数の第２基板Ｂ同士を共通の接続配線３９で接続するようにしてもよい。なお、１つのシリコン基板ＷBに３つ以上の第２基板Ｂを形成した場合にも適用可能である。
第３実施形態では、図７のステップＳ３０３にて図１２Ａに示す点線で囲まれた領域Ｑ3をエッチングで除去することによって、図１２Ｂに示すように接続配線３９が除去される。これによっても、圧力室Ｃを形成する工程後に接続配線３９を除去するので、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、第３実施形態では、第２基板Ｂの切り出し領域の外側（図１２Ａに示す切断線ＣＬの内側の領域）に接続配線３９を形成するから、図７のステップＳ３０４にて第２基板Ｂの切り出すことによって接続配線３９も除去することができる。したがって、第３実施形態によれば、図７のステップＳ３０３の工程を省略できるから、製造工程を簡素化できる。

＜変形例＞
以上に例示した各実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した各実施形態では、圧力発生素子として圧力室に機械的な振動を付与する圧電素子を利用した圧電方式の液体噴射ヘッド２６を例示したが、圧力発生素子として加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体噴射ヘッドを採用することも可能である。また、液体噴射ヘッド２６における複数のノズルＮの構成は、上述した各実施形態の例示に限定されない。

（２）上述した各実施形態で例示した液体噴射装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置１００の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。

１００…液体噴射装置、１２…媒体、１４…液体容器、２０…制御装置、２２…搬送機構、２４…移動機構、２４２…搬送体、２４４…無端ベルト、２６…液体噴射ヘッド、３２…流路基板、３２２…供給流路、３２４…連通流路、３２６…中間流路、３４…圧力室基板、３４２…開口、３５…圧力発生デバイス、３６…振動部、３７…圧電素子、３７１…第１電極、３７２…第２電極、３７３…圧電体層、３８…配線接続基板、３８４…第１配線、３８４ａ…端子、３８５…第２配線、３８５ａ…一端、３８５ｂ…他端、３８５ｃ…中間部、３８８…配線、３９…接続配線、４０…筐体部、４２…凹部、４３…導入口、５２…ノズル板、５４…吸振体、６４…配線部材、Ａ…第１基板、Ｂ…第２基板、Ｃ…圧力室、ＣＬ…切断線、ＣＯＭ…駆動信号、Ｈ1、Ｈ2…導通孔、Ｈ3…導通溝、６２…駆動ＩＣ、Ｌ1…第１列、Ｌ2…第２列、Ｎ…ノズル、Ｐ1…第１端子、Ｐ2…第２端子、Ｒ…液体貯留室、ＶＢＳ…ベース電圧、ＷA、ＷB…シリコン基板。

Claims (7)

1. 第１電極と第２電極とその間に介在する圧電体層とを有する圧力発生素子が形成された第１基板と、前記第１電極と前記第２電極とを接続する接続配線が形成された第２基板とを接合する工程と、
   前記圧力発生素子によって圧力を発生させる圧力室を前記第１基板に形成する工程と、
   前記圧力室を形成する工程の後に、前記接続配線を除去して前記第１電極と前記第２電極との接続を解除する工程と、を含む
   圧力発生デバイスの製造方法。
2. 前記第２基板において、前記圧力発生素子が形成される前記第１基板の領域と重なる領域に前記接続配線が形成される
   請求項１の圧力発生デバイスの製造方法。
3. 前記第２基板において、前記第１基板とは反対側の表面に前記接続配線が形成される
   請求項１または請求項２の圧力発生デバイスの製造方法。
4. 前記第２基板において、前記圧力発生素子の駆動ＩＣが実装される領域の内側に前記接続配線が形成される
   請求項３の圧力発生デバイスの製造方法。
5. 前記第２基板が形成される基材から切り出される前記第２基板の領域の外側に前記接続配線が形成される
   請求項１から請求項３の何れかの圧力発生デバイスの製造方法。
6. 前記第１電極と前記第２電極との接続を解除する工程は、エッチングによって前記接続配線を除去する工程を含む
   請求項１から請求項５の何れかの圧力発生デバイスの製造方法。
7. 前記第１電極と前記第２電極との接続を解除する工程は、前記基材から前記第２基板の領域を切り出すことによって前記接続配線を除去する工程を含む
   請求項５の圧力発生デバイスの製造方法。
   

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