JP2020062809A - Manufacturing method of liquid discharge head - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of a liquid discharge head in which a gap due to filler peeling is prevented from occurring, and a desired nozzle layer can be formed easily.SOLUTION: In a manufacturing method of a liquid discharge head of forming a liquid supply port 5, and then forming a nozzle layer 9 in a state where a filler is filled in the liquid supply port 5, a close contact improvement layer 3 arranged between the nozzle layer 9 and an element substrate 10 is formed of an organic film, and includes: a first portion 3a extending from an opening end of the liquid supply port 5 onto the element substrate 10 in a first surface 1a, and covering a contact part between the nozzle layer 9 and the element substrate 10; and a second portion 3b extending from the opening end of the liquid supply port 5 to a position covering at least a part of the vicinity of the opening end in the opening.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejection head.

液体を吐出する液体吐出ヘッドの一例としては、インク小液滴を吐出し、それを紙等の被記録媒体に付着させるインクジェット・プリント方式に利用されるインクジェット記録ヘッドが挙げられる。   An example of a liquid ejection head that ejects a liquid is an ink jet recording head used in an ink jet printing method that ejects small ink droplets and attaches them to a recording medium such as paper.

近年の記録技術の発達に伴い、インクジェット記録ヘッド等の液体吐出ヘッドに対して、液体を吐出する吐出口の配列密度を高密度化すること、また、吐出口およびそれに連通する流路の形状を高精細化することが求められている。   With the recent development of recording technology, it is necessary to increase the array density of ejection ports for ejecting liquid to a liquid ejection head such as an ink jet recording head, and to improve the shape of the ejection ports and the flow paths communicating therewith. Higher definition is required.

特許文献1には、予め吐出エネルギー発生素子が設けられたシリコン基板上に、フォトリソ技術によりパターニングが可能な樹脂でノズル層を形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法が開示されている。   Patent Document 1 discloses a method of manufacturing an ink jet recording head in which a nozzle layer is formed on a silicon substrate on which ejection energy generating elements are provided in advance with a resin that can be patterned by a photolithography technique.

また、特許文献2には、液体を供給する液体供給口をノズル層より先に形成し、その液体供給口の基板(基体)表面側をテープ等で塞いだ後に、該液体供給口内を充填剤で充填し、その後、ノズル層を形成する液体吐出ヘッドの製造方法が開示されている。   Further, in Patent Document 2, a liquid supply port for supplying a liquid is formed prior to a nozzle layer, a substrate (base) surface side of the liquid supply port is closed with a tape or the like, and then the inside of the liquid supply port is filled with a filler. There is disclosed a method of manufacturing a liquid ejection head in which the nozzle layer is filled after filling with the above.

特開平6−286149号公報JP-A-6-286149 特開2002−326363号公報JP, 2002-326363, A

ここで、特許文献2に記載されたノズル層より先に液体供給口を形成する製造方法では、以下の現象が生じることがあった。即ち、液体供給口内に充填されている充填剤が乾燥し硬化収縮する際に、基板表面側に貼り付けられたテープと、充填剤との接着面等で剥離が生じることがあった。充填剤がテープ等から剥離した場合には、液体供給口内の基板表面側近傍に隙間が形成される。そして、その隙間が存在した状態で、流路の型となる型材を用いてノズル層を形成することから、この隙間に型材が入り込むことがあった。そして、隙間に型材が入り込んだ場合には、当該箇所を起点として型材形成やノズル層形成の膜厚分布に影響を与えることがあった。また、充填剤の剥離の程度が大きい場合には、型材が液体供給口内のこの剥離部分を通じて基板裏面側に回り込んでしまい、所望のノズル形成ができないことがあった。   Here, in the manufacturing method described in Patent Document 2 in which the liquid supply port is formed prior to the nozzle layer, the following phenomenon may occur. That is, when the filler filled in the liquid supply port dries and cures and shrinks, peeling may occur between the tape attached to the substrate surface side and the adhesive surface between the filler and the like. When the filler is peeled off from the tape or the like, a gap is formed in the liquid supply port near the substrate surface side. Then, since the nozzle layer is formed using the mold material that will be the mold of the flow path in the state where the gap exists, the mold material may enter into this gap. When the mold material enters into the gap, the film thickness distribution of the mold material formation or the nozzle layer formation may be affected starting from the location. Further, when the degree of peeling of the filler is large, the mold material may wrap around to the back surface side of the substrate through the peeled portion in the liquid supply port, and the desired nozzle may not be formed.

従って、本発明は、液体供給口を形成した後に、充填剤を液体供給口内に充填させた状態でノズル層を形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、以下のことを目的とする。即ち、本発明の目的は、ノズル層が形成される基板表面側の充填剤の剥離による隙間の発生を抑制し、所望の形状のノズル層を容易に形成可能な液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has an object of the following in a method of manufacturing a liquid ejection head, in which a nozzle layer is formed in a state where a filler is filled in the liquid supply port after the liquid supply port is formed. That is, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid ejection head, which can suppress the generation of a gap due to peeling of a filler on the surface of a substrate on which a nozzle layer is formed and can easily form a nozzle layer having a desired shape. To do.

本発明は、上記課題に鑑みて発案されたものであり、以下の特徴を有する。
即ち、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する流路とを有するノズル層と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記流路に連通し液体を供給する液体供給口とを有する素子基板と、前記ノズル層と前記素子基板との間に配される密着向上層と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
対向する第一の面及び第二の面を有しかつ前記エネルギー発生素子が配された基板の第一の面に、前記密着向上層を形成する工程と、前記第一の面から前記第二の面に貫通する前記液体供給口を形成する工程と、前記液体供給口の前記第一の面側の開口部をテープで覆う工程と、前記液体供給口内に前記第二の面側から充填剤を充填し、少なくとも該液体供給口の前記第一の面側の開口底部を該充填剤によって覆う工程と、前記テープを除去する工程と、前記充填剤が充填された基板の前記第一の面上に、前記ノズル層を形成する工程と、前記充填剤を除去して、前記ノズル層の前記流路および前記液体供給口を連通させる工程と、を有し、
前記密着向上層は、有機膜で構成され、前記第一の面において、前記液体供給口の開口端部から基板上に延伸して形成され、前記ノズル層と前記素子基板との接触部を少なくとも覆う第一の部分と、該液体供給口の開口端部から開口内の開口端部近傍の少なくとも一部を覆う位置に延伸して形成される第二の部分とを有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
The present invention has been made in view of the above problems and has the following features.
That is, a nozzle layer having a discharge port for discharging a liquid and a flow path communicating with the discharge port, an energy generating element for generating energy for discharging the liquid from the discharge port, and the flow path communicating with the flow path A method for manufacturing a liquid ejection head, comprising: an element substrate having a liquid supply port for supplying a liquid; and an adhesion improving layer arranged between the nozzle layer and the element substrate,
A step of forming the adhesion improving layer on a first surface of a substrate having a first surface and a second surface facing each other and on which the energy generating element is arranged; and from the first surface to the second surface A step of forming the liquid supply port penetrating the surface of the liquid supply port, a step of covering the opening of the liquid supply port on the first surface side with a tape, and a filler in the liquid supply port from the second surface side. And covering at least the opening bottom of the liquid supply port on the first surface side with the filler, removing the tape, and the first surface of the substrate filled with the filler. And a step of forming the nozzle layer, and a step of removing the filler to communicate the flow path and the liquid supply port of the nozzle layer,
The adhesion improving layer is formed of an organic film, and is formed by extending on the substrate from the opening end of the liquid supply port on the first surface, and at least a contact portion between the nozzle layer and the element substrate. A liquid having a first portion that covers and a second portion that extends from the opening end of the liquid supply port to a position that covers at least part of the vicinity of the opening end in the opening. It is a method of manufacturing an ejection head.

また、本発明は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する流路とを有するノズル層と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記流路に連通し液体を供給する液体供給口とを有する素子基板と、前記ノズル層と前記素子基板との間に配されかつ該ノズル層と該素子基板との接触部を少なくとも覆う密着向上層と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
対向する第一の面及び第二の面を有しかつ前記エネルギー発生素子が配された基板の第一の面に、該第一の面側に開口を有しかつ有機膜で構成される前記密着向上層を形成する工程と、前記密着向上層が形成された基板に、前記第一の面から前記第二の面に貫通する前記液体供給口を形成し、但し、形成された該液体供給口の該第一の面側の開口部内に、該密着向上層の開口端部分の少なくとも一部を露出させる、液体供給口形成工程と、前記液体供給口の前記第一の面側の開口部をテープで覆う工程と、前記液体供給口内に前記第二の面側から充填剤を充填し、少なくとも該液体供給口の前記第一の面側の開口底部を該充填剤によって覆う工程と、前記テープを除去する工程と、前記充填剤が充填された基板の前記第一の面上に、前記ノズル層を形成する工程と、前記充填剤を除去して、前記ノズル層の前記流路および前記液体供給口を連通させる工程と、を有する、ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
Further, the present invention provides a nozzle layer having a discharge port for discharging a liquid, a flow path communicating with the discharge port, an energy generating element for generating energy for discharging the liquid from the discharge port, and the flow. An element substrate having a liquid supply port communicating with the passage for supplying a liquid, and an adhesion improving layer disposed between the nozzle layer and the element substrate and at least covering a contact portion between the nozzle layer and the element substrate. A method of manufacturing a liquid ejection head having:
The first surface of the substrate having the first surface and the second surface facing each other and on which the energy generating element is arranged, has an opening on the first surface side, and is composed of an organic film. Forming the adhesion improving layer, and forming the liquid supply port penetrating from the first surface to the second surface in the substrate on which the adhesion improving layer is formed, provided that the liquid supply formed A liquid supply port forming step of exposing at least a part of the opening end portion of the adhesion improving layer in the opening of the mouth on the first surface side, and the opening of the liquid supply port on the first surface side. With a tape, filling the liquid supply port with a filler from the second surface side, and covering at least the opening bottom of the liquid supply port on the first surface side with the filler, Removing the tape and applying the nose to the first surface of the substrate filled with the filler. Forming a layer, and removing the filler, and a step for communicating said flow path and the liquid supply port of the nozzle layer, it is a manufacturing method of a liquid discharge head according to claim.

本発明によれば、充填剤を液体供給口内に充填させた状態でノズル層を形成する製造方法において、ノズル層が形成される基板表面側の充填剤の剥離による隙間の発生を抑制し、所望の形状のノズル層を容易に形成可能な液体吐出ヘッドの製造方法を提供できる。   According to the present invention, in a manufacturing method in which a nozzle layer is formed in a state where a filler is filled in a liquid supply port, generation of a gap due to peeling of the filler on the substrate surface side where the nozzle layer is formed is suppressed, It is possible to provide a method for manufacturing a liquid ejection head, which can easily form a nozzle layer having the shape of.

本発明の一実施形態により得られる液体吐出ヘッドの模式的平面図(上面図)である。FIG. 3 is a schematic plan view (top view) of a liquid ejection head obtained according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態により得られる液体吐出ヘッドの模式的断面図であり、(a)は長手方向の断面図であり、(b)は短手方向の断面図である。3A and 3B are schematic cross-sectional views of a liquid ejection head obtained according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a lateral sectional view. 液体供給口内に充填された充填剤の状態を説明するための図であり、(a)は従来の方法に関する図であり、(b)は本発明の一実施形態に関する図である。It is a figure for demonstrating the state of the filler filled in the liquid supply port, (a) is a figure regarding a conventional method, (b) is a figure regarding one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における各工程を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining each process in one embodiment of the present invention. 本発明の複数の実施形態における密着向上層の形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the adhesion improvement layer in some embodiment of this invention.

上述したように、液体供給口を形成した後にノズル層を形成する従来の方法では、基板表面側に貼り付けられたテープから充填剤が剥離して隙間が生じることがあった。図3(a)に示すように、このような隙間6aは液体供給口5の開口端部において、顕著に見られる傾向があった。これは、液体供給口5の開口端部は他の箇所に比べて充填剤6が厚く塗布される傾向があるため、その分、充填剤6の硬化収縮が大きくなり、基板1及びテープ7との接着面(粘着面)から充填剤6が剥離し易いためと考えられる。   As described above, in the conventional method of forming the nozzle layer after forming the liquid supply port, the filler may peel off from the tape attached to the front surface side of the substrate to form a gap. As shown in FIG. 3 (a), such a gap 6 a tends to be noticeable at the opening end of the liquid supply port 5. This is because the filler 6 tends to be applied thicker to the opening end of the liquid supply port 5 than to other portions, so that the curing shrinkage of the filler 6 increases correspondingly, so that the substrate 1 and the tape 7 are It is considered that the filler 6 is easily peeled off from the adhesive surface (adhesive surface).

一方、本発明では、ノズル層と、液体供給口が形成された素子基板との間に特定の構造及び構成の密着向上層を配置することによって、上述した充填剤の剥離を抑制することができる。このため、充填剤の剥離による液体供給口内の基板表面側近傍の隙間の発生を抑えることができ、充填剤の剥離によるノズル層形成用材料(例えば、型材)の基板裏面への回り込みや、ノズル層の膜厚分布への影響を容易に回避することができる。   On the other hand, in the present invention, by disposing the adhesion improving layer having a specific structure and configuration between the nozzle layer and the element substrate on which the liquid supply port is formed, it is possible to suppress the peeling of the filler described above. . Therefore, it is possible to suppress the formation of a gap in the vicinity of the substrate surface inside the liquid supply port due to the peeling of the filler, and to prevent the nozzle layer forming material (for example, the mold material) from wrapping around the substrate back surface due to the peeling of the filler, The influence on the layer thickness distribution can be easily avoided.

<液体吐出ヘッド>
本発明より得られる液体吐出ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、更には、各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。以下の説明では、液体吐出ヘッドとしてインクジェット記録ヘッドに着目した記載が成されることがあるが、本発明はこの形態に限定されない。
<Liquid ejection head>
The liquid discharge head obtained by the present invention can be mounted on a printer, a copying machine, a facsimile having a communication system, and an industrial recording apparatus combined with various processing apparatuses in a complex manner. In the following description, an ink jet recording head may be described as the liquid ejection head, but the present invention is not limited to this mode.

以下に、本発明より得られる液体吐出ヘッドについて図を用いて詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施形態により得られる液体吐出ヘッドの模式的平面図(上面図)であり、ノズル層の記載は省略されている。また、図2は、図1に示される液体吐出ヘッドの模式的断面である。より詳しくは、図2(a)は長手方向、より具体的には、図1に示すA−A’線に沿ってヘッドを切断した際の断面図であり、図2(b)は短手方向、より具体的には、図1に示すB−B’線に沿ってヘッドを切断した際の断面図である。
Hereinafter, the liquid ejection head obtained by the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view (top view) of a liquid ejection head obtained according to an embodiment of the present invention, and the description of the nozzle layer is omitted. FIG. 2 is a schematic cross section of the liquid ejection head shown in FIG. More specifically, FIG. 2A is a cross-sectional view when the head is cut along the longitudinal direction, more specifically, along the line AA ′ shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view when the head is cut along a direction, more specifically, a line BB ′ shown in FIG. 1.

これらの図に示すように、液体吐出ヘッド(例えば、インクジェット記録ヘッド)は、エネルギー発生素子2を有する基板(素子基板10)と、基板1上に配されるノズル層9と、素子基板10及びノズル層9の間に配される密着向上層3とを有する。   As shown in these figures, a liquid ejection head (for example, an inkjet recording head) has a substrate (element substrate 10) having an energy generating element 2, a nozzle layer 9 arranged on the substrate 1, an element substrate 10, and The adhesion improving layer 3 is disposed between the nozzle layers 9.

(素子基板)
素子基板10は、図2に示すように、(液体)吐出口11から液体(例えば、インク等の記録液)を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子2と、(液体)流路12に連通し液体を供給する液体供給口(共通流路)5とを有する。液体供給口5は、基板1(チップ)の中心部分に形成されている。
(Element substrate)
As shown in FIG. 2, the element substrate 10 includes an energy generating element 2 that generates energy for ejecting a liquid (for example, a recording liquid such as ink) from a (liquid) ejection port 11, and a (liquid) flow path 12. And a liquid supply port (common flow path) 5 that communicates with the liquid supply port. The liquid supply port 5 is formed in the central portion of the substrate 1 (chip).

素子基板10に用いる基板1としては、例えば、結晶方位(100)の単結晶シリコンからなるウェハ(シリコン基板)を用いることができる。基板1は対向する2つの面を有し、以降、ノズル層9が配される側の面を第一の面1aと称し、第一の面1aに対向する面を第二の面1bと称する。   As the substrate 1 used for the element substrate 10, for example, a wafer (silicon substrate) made of single crystal silicon having a crystal orientation (100) can be used. The substrate 1 has two surfaces facing each other. Hereinafter, the surface on which the nozzle layer 9 is arranged is referred to as a first surface 1a, and the surface facing the first surface 1a is referred to as a second surface 1b. .

第一の面1aに配されるエネルギー発生素子2としては、特に限定されず、例えば、液体を沸騰させる電気熱変換素子(発熱抵抗体素子、ヒータ素子)や、体積変化や振動により液体に圧力を与える素子(ピエゾ素子、圧電素子)などを用いることができる。エネルギー発生素子の数や配置は、作製する液体吐出ヘッドの構造に応じて適宜選択することができ、例えば、この素子を複数、所定のピッチで並べた素子列を液体供給口5の両側にそれぞれ設けることができる。   The energy generating element 2 arranged on the first surface 1a is not particularly limited, and includes, for example, an electrothermal conversion element (heating resistor element, heater element) for boiling the liquid, pressure on the liquid due to volume change or vibration. It is possible to use an element (piezo element, piezoelectric element) or the like that gives a. The number and arrangement of the energy generating elements can be appropriately selected according to the structure of the liquid ejection head to be manufactured. For example, a plurality of these elements and an element row in which the elements are arranged at a predetermined pitch are provided on both sides of the liquid supply port 5, respectively. Can be provided.

液体供給口5は、基板1(素子基板10)を、基板面に対して垂直な方向に、即ち、基板1の第一の面1aから第二の面1bに貫通しており、基板(素子基板)の対向する2つの面において開口している。液体供給口の形状は特に限定されないが、例えば、図2に示すように、第二の面1bから第一の面1aに向かって開口面積が小さくなるテーパー形状とすることができる。また、液体供給口の開口形状も特には限定されないが、例えば、図1に示すように、第一の面(及び第二の面)において、長手方向及び短手方向を有しかつ角部を有する矩形状(長方形)などの形状とすることができる。しかしながら、液体供給口の開口形状は、それ以外の形状、例えば、長方形の4つの角部が丸められていたり、面取りされていたりしていてもよい。   The liquid supply port 5 penetrates the substrate 1 (element substrate 10) in a direction perpendicular to the substrate surface, that is, from the first surface 1a to the second surface 1b of the substrate 1, The substrate is open on two opposite surfaces. Although the shape of the liquid supply port is not particularly limited, for example, as shown in FIG. 2, it may be tapered so that the opening area decreases from the second surface 1b to the first surface 1a. Further, the opening shape of the liquid supply port is not particularly limited, but for example, as shown in FIG. 1, the first surface (and the second surface) has a longitudinal direction and a lateral direction and has a corner portion. The shape can be a rectangular shape (rectangle) or the like. However, the opening shape of the liquid supply port may be another shape, for example, the four corners of a rectangle may be rounded or chamfered.

なお、液体供給口5は、例えば、貫通レーザー先導孔及び異方性エッチングを用いて形成することができる。基板1として、例えば、単結晶シリコンを用いた場合は、予め貫通レーザー先導孔が形成された基板に、アルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行うことにより、液体供給口5を形成することができる。異方性エッチングでは、シリコンの結晶面に沿ってエッチングが進行することから、ほぼ矩形の開口形状が得られる。   The liquid supply port 5 can be formed by using, for example, a penetrating laser guide hole and anisotropic etching. In the case where, for example, single crystal silicon is used as the substrate 1, the liquid supply port 5 can be formed by performing anisotropic etching using an alkaline solution on a substrate in which a through laser leading hole is formed in advance. it can. In anisotropic etching, since the etching proceeds along the crystal plane of silicon, a substantially rectangular opening shape is obtained.

また、基板1上には、エネルギー発生素子2を液体から保護する保護膜(不図示)や、駆動回路(不図示)等を有することもできる。   In addition, a protective film (not shown) that protects the energy generating element 2 from a liquid, a drive circuit (not shown), or the like may be provided on the substrate 1.

(ノズル層)
ノズル層9は、紙等の被記録媒体に画像を記録するための液体を吐出する吐出口11と、該吐出口に連通する流路12とを有する。吐出口11は、液体を吐出するためのものであり、例えば、図2(b)に示すように、エネルギー発生素子2の上方(図の上方)部分に形成することができる。なお、吐出口の数や配置も適宜設定することができ、図1に示す液体吐出ヘッドでは、ヘッドの長手方向(図の上下方向)に沿って吐出口11を等間隔に配置することにより形成した吐出口列が液体供給口5の両側に1列ずつ配置されている。
(Nozzle layer)
The nozzle layer 9 has an ejection port 11 that ejects a liquid for recording an image on a recording medium such as paper, and a flow path 12 that communicates with the ejection port. The ejection port 11 is for ejecting a liquid, and can be formed, for example, in the upper part (upper part of the drawing) of the energy generating element 2 as shown in FIG. 2B. The number and arrangement of the ejection ports can be set as appropriate. In the liquid ejection head shown in FIG. 1, the ejection ports 11 are formed at equal intervals along the longitudinal direction of the head (the vertical direction in the drawing). The ejection port arrays are arranged one on each side of the liquid supply port 5.

流路12は、素子基板10、ノズル層9及び密着向上層3で囲まれる空間部分であることができ、この空間部分に液体を保持する液室として利用することができる。   The flow path 12 can be a space portion surrounded by the element substrate 10, the nozzle layer 9, and the adhesion improving layer 3, and can be used as a liquid chamber that holds a liquid in this space portion.

ノズル層9は、感光性樹脂等を用いたフォトリソ技術により形成することができ、1層から構成されていてもよいし、例えば、吐出口を有するオリフィスプレートと、流路を有する流路壁部材とを含む複数層から構成されていてもよい。   The nozzle layer 9 can be formed by a photolithography technique using a photosensitive resin or the like, and may be composed of one layer. For example, an orifice plate having a discharge port and a flow channel wall member having a flow channel. It may be composed of a plurality of layers including and.

(密着向上層)
密着向上層3は、図2に示すように、ノズル層9と素子基板10との間に配される。また、密着向上層3は、有機膜で構成され、密着向上層(有機膜)を形成する材料は、用いる充填剤やテープ、基板の材料に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。しかしながら、後述する充填剤6と密着性が確保できる材料、少なくとも使用するテープ7よりも充填剤6に対する密着性が優れる材料から適宜選択することが好ましい。例えば、樹脂(熱可塑性樹脂)等を含む樹脂組成物や、感光性レジスト等を含む感光性を有する樹脂組成物を用いて密着向上層を形成することができる。
密着向上層は例えば使用する液体(インク溶剤)の耐性によって選択すればよく、上記樹脂としては、例えば、商品名:HL−1200CH及びHPC−5020(いずれも日立化成株式会社製)等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、感光性レジストとしては、例えば、商品名:PR−1000D1及びSU−8(いずれも日本化薬株式会社製)等を用いることができる。
(Adhesion improving layer)
The adhesion improving layer 3 is disposed between the nozzle layer 9 and the element substrate 10 as shown in FIG. The adhesion improving layer 3 is composed of an organic film, and the material forming the adhesion improving layer (organic film) can be appropriately set according to the filler, tape, or substrate material used, and is not particularly limited. However, it is preferable to appropriately select a material that can secure adhesiveness to the filler 6 described later, or a material that has superior adhesiveness to the filler 6 at least than the tape 7 used. For example, the adhesion improving layer can be formed using a resin composition containing a resin (thermoplastic resin) or the like or a photosensitive resin composition containing a photosensitive resist or the like.
The adhesion improving layer may be selected depending on the resistance of the liquid (ink solvent) used, and examples of the resin include thermoplastics such as trade names: HL-1200CH and HPC-5020 (both manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.). A resin can be used. As the photosensitive resist, for example, trade names: PR-1000D1 and SU-8 (both manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) can be used.

密着向上層を形成する際には、まず、密着向上層形成用材料を、スピンコート法やスリット法等で基板1の第一の面に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、当該塗布膜上に、フォトリソ技術を用いてパターニングされたフォトレジストパターンを作製し、このパターンをマスクとして、該塗布膜をドライエッチングすることにより、所望の形状の密着向上層を形成することができる。なお、密着向上層の形成用材料自体が感光性を有する場合は、この材料による塗布膜を、直接フォトリソ技術を用いてパターニングすることにより、密着向上層を形成することができる。   When forming the adhesion improving layer, first, a material for forming an adhesion improving layer is applied to the first surface of the substrate 1 by a spin coating method or a slit method to form a coating film. Next, a photoresist pattern that is patterned using a photolithography technique is formed on the coating film, and the coating film is dry-etched using this pattern as a mask to form an adhesion improving layer having a desired shape. You can When the material for forming the adhesion improving layer itself has photosensitivity, the adhesion improving layer can be formed by directly patterning the coating film made of this material using the photolithography technique.

密着向上層3の厚みは適宜設定することができるが、基板1上の保護膜等の段差吸収性の観点から1.0μm以上、ノズル層9の平坦性の観点から3.0μm以下とすることが好ましい。   The thickness of the adhesion improving layer 3 can be set as appropriate, but is 1.0 μm or more from the viewpoint of the step absorbability of the protective film on the substrate 1 and the like, and is 3.0 μm or less from the viewpoint of the flatness of the nozzle layer 9. Is preferred.

また、密着向上層3は、図1及び図2に示すように、第一の面1aにおいて、第一の部分3aと、第二の部分3bとを含む。
第一の部分3aは、液体供給口5の開口端部から基板上に延伸して形成され、ノズル層9と素子基板10との接触部を少なくとも覆う部分である。
また、第二の部分3bは、液体供給口の開口端部から開口内の開口端部近傍の少なくとも一部を覆う位置に延伸して形成される部分である。
Moreover, as shown in FIGS. 1 and 2, the adhesion improving layer 3 includes a first portion 3a and a second portion 3b on the first surface 1a.
The first portion 3a is formed by extending from the opening end of the liquid supply port 5 onto the substrate, and covers at least the contact portion between the nozzle layer 9 and the element substrate 10.
The second portion 3b is a portion that is formed by extending from the opening end of the liquid supply port to a position that covers at least a portion near the opening end in the opening.

このように、本発明より得られる液体吐出ヘッドでは、図3(b)に示すように、液体供給口の開口端部の開口内近傍を覆う位置に密着向上層3を有する。このため、図3(a)に示す従来の液体吐出ヘッドと比較して、充填剤6の基板1やテープ7からの剥離を容易に抑制できる。従って、液体供給口内に充填剤を充填させた状態でノズル層を形成する際に、第一の面側の充填剤の剥離による隙間の発生を抑制し、所望の形状のノズル層を容易に形成することができる。なお、図3は、液体供給口内に充填された充填剤の状態を説明するための図であり、(a)は従来の方法に関する図であり、(b)は本発明の一実施形態に関する図である。   As described above, in the liquid ejection head obtained by the present invention, as shown in FIG. 3B, the adhesion improving layer 3 is provided at a position that covers the vicinity of the inside of the opening of the liquid supply port. Therefore, as compared with the conventional liquid ejection head shown in FIG. 3A, peeling of the filler 6 from the substrate 1 or the tape 7 can be suppressed more easily. Therefore, when forming the nozzle layer with the filler filled in the liquid supply port, it is possible to suppress the occurrence of a gap due to the peeling of the filler on the first surface side and easily form the nozzle layer having a desired shape. can do. 3A and 3B are diagrams for explaining the state of the filler filled in the liquid supply port, FIG. 3A is a diagram relating to a conventional method, and FIG. 3B is a diagram relating to an embodiment of the present invention. Is.

ここで、図1及び図2に示す、本発明の第一の実施形態より得られる液体吐出ヘッドでは、密着向上層3の第一の部分3aは、ノズル層9と、素子基板10との接触部を覆う部分に形成されている。また、第二の部分3bは、第一の面1aにおいて長方形の開口形状を有する液体供給口5の長手方向の開口端部から開口内の開口端部近傍を覆う部分に形成されている。液体供給口の第一の面における開口形状が長手方向及び短手方向を有する形状(例えば、長方形)の場合、短手方向の開口端部と比較して、長手方向の開口端部近傍に充填される充填剤の方がより剥離し易い。このため、長手方向の開口端部近傍を覆う位置に密着向上層(第二の部分3b)を形成することにより、充填剤の剥離を効率的に抑制することができる。   Here, in the liquid ejection head obtained according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the first portion 3 a of the adhesion improving layer 3 is in contact with the nozzle layer 9 and the element substrate 10. It is formed in the part that covers the part. The second portion 3b is formed on the first surface 1a from a longitudinal opening end of the liquid supply port 5 having a rectangular opening shape to a portion covering the vicinity of the opening end in the opening. When the opening shape on the first surface of the liquid supply port has a shape having a longitudinal direction and a lateral direction (for example, a rectangle), filling is performed in the vicinity of the longitudinal opening end as compared with the lateral opening end. The used filler is easier to peel off. Therefore, by forming the adhesion improving layer (the second portion 3b) at a position covering the vicinity of the opening end in the longitudinal direction, the peeling of the filler can be efficiently suppressed.

なお、この第二の部分によって覆われる長手方向の開口端部からの距離は特に限定されず、充填剤の充填量や収縮量に応じて適宜設定することができる。しかしながら、この距離は200μm以下であることが好ましい。液体供給口の長手方向の開口端部からの距離が200μm以下の部分が密着向上層によって覆われることにより、充填剤と密着向上層とをより密着させることができ、充填剤の剥離を容易に抑制することができる。また、この距離は、充填剤との密着性の観点から、50μm以上であることが好ましく、印字品位の観点から、150μm以下であることがより好ましい。   The distance from the opening end in the longitudinal direction covered by the second portion is not particularly limited, and can be appropriately set according to the filling amount and shrinkage amount of the filler. However, it is preferable that this distance is 200 μm or less. By covering the portion having a distance of 200 μm or less from the opening end in the longitudinal direction of the liquid supply port with the adhesion improving layer, the filler and the adhesion improving layer can be more closely adhered, and the filler can be easily peeled off. Can be suppressed. Further, this distance is preferably 50 μm or more from the viewpoint of adhesiveness with the filler, and more preferably 150 μm or less from the viewpoint of printing quality.

なお、図1に示すように、液体供給口5の短手方向の両側に配される吐出口11のうち、密着向上層の第二の部分3bが配置されている部分には、液体を吐出しないダミーノズル(ダミー吐出口)13が複数配置されている。ダミーノズルを配置することにより、ノズル層の平坦性をより向上させることができる。   As shown in FIG. 1, the liquid is ejected to the portion of the ejection ports 11 arranged on both sides of the liquid supply port 5 in the lateral direction, where the second portion 3b of the adhesion improving layer is arranged. A plurality of dummy nozzles (dummy discharge ports) 13 that are not arranged are arranged. By disposing the dummy nozzle, the flatness of the nozzle layer can be further improved.

また、図5(a)〜(c)に、本発明の複数の実施形態より得られる液体吐出ヘッドの模式的部分平面図を示す。なお、これらの図において、ノズル層9の記載は省略されており、密着向上層3の第一の部分3aは、上述した第一の実施形態の場合と同様の位置に形成されている。   In addition, FIGS. 5A to 5C are schematic partial plan views of liquid ejection heads obtained according to a plurality of embodiments of the present invention. In these drawings, the nozzle layer 9 is not shown, and the first portion 3a of the adhesion improving layer 3 is formed at the same position as in the case of the above-described first embodiment.

図5(a)に示す、本発明の第二の実施形態より得られる液体吐出ヘッドでは、第二の部分3bが、第一の面の開口形状が長方形である液体供給口の長手方向の角部の開口内近傍を覆うように形成されている。このように、充填剤の充填量が多くなり易い液体供給口の角部近傍(のみ)に第二の部分3bを配置することにより、密着向上層が液体供給口を覆う面積をより縮小した状態で充填剤の剥離を効率的に抑制することができる。これにより、リフィル性の向上などノズル設計の自由度を高めることがさらに可能となる。
なお、この際、液体供給のバランスの観点から、液体供給口の短手方向の中心部から左右均等となるように液体供給口の角部の頂点からの距離が50μm以下の部分が覆われるように第二の部分を形成することが好ましい。図5(a)では、短手方向に隣り合う液体供給口の各角部に対して、第一の面での液体供給口の短手方向の長さの半分の長さを底辺とし、図1に示す第一の実施形態と同様の長手方向の開口端からの長さを高さとする直角三角形の第二の部分3bが形成されている。また、第二の部分3bの形状は、液体供給口の角部近傍に配置されることができる形状であれば良く、特に限定されない。例えば、この第二の部分3bで覆われない液体供給口の長手方向の端部近傍の開口形状(図5(a)はV字型)が、U字型やY字型であってもよい。
In the liquid ejection head obtained according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5A, the second portion 3b has a corner in the longitudinal direction of the liquid supply port whose opening shape of the first surface is rectangular. It is formed so as to cover the vicinity of the inside of the opening of the portion. Thus, by arranging the second portion 3b in the vicinity (only) of the corner of the liquid supply port where the filling amount of the filler tends to be large, the state in which the adhesion improving layer covers the liquid supply port is further reduced. Thus, peeling of the filler can be efficiently suppressed. As a result, it becomes possible to further increase the degree of freedom in nozzle design such as improvement of refillability.
At this time, from the viewpoint of the balance of the liquid supply, the part of the liquid supply port whose distance from the apex of the corner of the liquid supply port is 50 μm or less is covered so as to be even from the center in the lateral direction of the liquid supply port. It is preferable to form the second portion at In FIG. 5A, for each corner of the liquid supply ports adjacent to each other in the short-side direction, half the length in the short-side direction of the liquid supply port on the first surface is taken as the base, and FIG. Similar to the first embodiment shown in FIG. 1, a second part 3b of a right triangle having a height from the opening end in the longitudinal direction is formed. The shape of the second portion 3b is not particularly limited as long as it can be arranged near the corner of the liquid supply port. For example, the opening shape (V-shaped in FIG. 5A) near the end in the longitudinal direction of the liquid supply port not covered with the second portion 3b may be U-shaped or Y-shaped. .

また、図5(b)に示す、本発明の第三の実施形態より得られる液体吐出ヘッドでは、第一の実施形態と同様の部分に配置された第二の部分3bに、微小の異物捕集孔14が形成されている。この異物捕集孔14によって、液体供給口に供給される液体内に含まれる異物を捕集することができる。この異物捕集孔の形状や配置は適宜設定することができる。異物捕集孔14は、密着向上層3を貫通する(例えば円形の)孔とすることができる。また、その配置は、例えば、第二の部分にランダムに配置してもよいし、等間隔で配置してもよい。図5(b)では、液体供給口の短手方向の開口端部の開口内近傍を覆う密着向上層に異物捕集孔14を複数配置した例が記載されている。なお、異物捕集の観点から、異物捕集孔14の(平均)孔径は、吐出口11の孔径以下であることが好ましい。   Further, in the liquid ejection head obtained according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 (b), a minute foreign matter is captured in the second portion 3b arranged in the same portion as in the first embodiment. A collection hole 14 is formed. The foreign matter collecting hole 14 can collect the foreign matter contained in the liquid supplied to the liquid supply port. The shape and arrangement of the foreign matter collection hole can be set appropriately. The foreign substance collection hole 14 can be a hole (for example, circular) penetrating the adhesion improving layer 3. Further, the arrangement may be arranged, for example, randomly in the second portion, or may be arranged at equal intervals. FIG. 5B shows an example in which a plurality of foreign matter collecting holes 14 are arranged in the adhesion improving layer that covers the vicinity of the inside of the opening at the opening end portion in the lateral direction of the liquid supply port. From the viewpoint of collecting the foreign matter, it is preferable that the (average) hole diameter of the foreign matter collecting hole 14 is equal to or smaller than the hole diameter of the discharge port 11.

図5(c)に示す、本発明の第四の実施形態より得られる液体吐出ヘッドでは、第一の実施形態と同様、液体供給口の長手方向の開口端部の開口内近傍を覆う部分に第二の部分を形成している。これと共に、液体供給口の短手方向の開口端部の開口内近傍を覆う部分にも第二の部分を形成している。言い換えると、この第四の実施形態では、第二の部分が、液体供給口の開口端部から開口内の開口端部近傍全周に形成されている。これにより、液体供給口の開口端部全周、図5(c)では、長手方向及び短手方向の両方向の開口端部近傍において、充填剤の剥離を抑制することができる。なお、第二の部分3bにおける液体供給口の短手方向の開口端部からの距離は、第一の面における液体供給口の短手方向の(開口)長さのうち14%の部分を第二の部分によって覆うことが好ましい。   In the liquid ejection head obtained according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 5C, as in the first embodiment, a portion covering the vicinity of the inside of the opening at the opening end portion in the longitudinal direction of the liquid supply port is provided. Forming the second part. Along with this, the second portion is also formed in the portion of the opening end portion of the liquid supply port in the lateral direction that covers the vicinity of the inside of the opening. In other words, in the fourth embodiment, the second portion is formed from the opening end of the liquid supply port to the entire circumference in the vicinity of the opening end in the opening. Thereby, the peeling of the filler can be suppressed in the entire circumference of the opening end of the liquid supply port, in the vicinity of the opening end in both the longitudinal direction and the lateral direction in FIG. 5C. It should be noted that the distance from the opening end portion of the liquid supply port in the short side direction in the second portion 3b is 14% of the short side (opening) length of the liquid supply port in the first surface. It is preferably covered by two parts.

<液体吐出ヘッドの製造方法>
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。
・対向する第一の面1a及び第二の面1bを有しかつエネルギー発生素子2が配された基板の第一の面1aに、上述した密着向上層3を形成する工程(密着向上層形成工程)。
・第一の面1aから第二の面1bに貫通する液体供給口5を形成する工程(液体供給口形成工程)。
・液体供給口5の第一の面側の開口部をテープ7で覆う工程(被覆工程)。
・液体供給口内に第二の面側から充填剤6を充填し、少なくとも液体供給口5の第一の面側の開口底部を該充填剤6によって覆う工程(充填工程)。
・テープ7を除去する工程(テープ除去工程)。
・充填剤6が充填された基板1の第一の面上に、ノズル層を形成する工程(ノズル形成工程)。
・充填剤6を(液体供給口内から)除去して、ノズル層の流路12及び液体供給口5を連通させる工程(充填剤除去工程)。
<Method of manufacturing liquid ejection head>
The method for manufacturing a liquid ejection head of the present invention has the following steps.
A step of forming the above-mentioned adhesion improving layer 3 on the first surface 1a of the substrate having the first surface 1a and the second surface 1b facing each other and having the energy generating element 2 arranged thereon (adhesion improving layer formation Process).
A step of forming the liquid supply port 5 penetrating from the first surface 1a to the second surface 1b (liquid supply port forming step).
A step (covering step) of covering the opening on the first surface side of the liquid supply port 5 with the tape 7.
A step of filling the liquid supply port with the filler 6 from the second surface side, and at least covering the opening bottom portion of the liquid supply port 5 on the first surface side with the filler 6 (filling step).
A step of removing the tape 7 (tape removing step).
A step of forming a nozzle layer on the first surface of the substrate 1 filled with the filler 6 (nozzle forming step).
A step of removing the filler 6 (from within the liquid supply port) to connect the channel 12 of the nozzle layer and the liquid supply port 5 (filler removal process).

これらの工程の順序は特に限定されず、順次行ってもよいし、複数の工程(例えば、ノズル形成工程及び充填剤除去工程)を並行して行ってもよい。また、充填工程と、テープ除去工程との間に、充填剤を硬化する工程(硬化工程)を設けてもよい。
以下に、各工程について、図4を用いて詳しく説明する。なお、図4は、本発明の第一の実施形態における各工程を説明するための工程断面図である。図4では、各工程における基板(ヘッド)について、図の右側に図1に示すA−A’線で切断した際の断面図を示し、図の左側に図1に示すB−B’線で切断した際の断面図で示す。
The order of these steps is not particularly limited, and may be sequentially performed, or a plurality of steps (for example, the nozzle forming step and the filler removing step) may be performed in parallel. Further, a step of curing the filler (curing step) may be provided between the filling step and the tape removing step.
Hereinafter, each step will be described in detail with reference to FIG. 4A to 4D are process cross-sectional views for explaining each process in the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the substrate (head) in each step is shown in a sectional view taken along the line AA ′ shown in FIG. 1 on the right side of the figure, and along the line BB ′ shown in FIG. 1 on the left side of the figure. It is shown in a cross-sectional view when cut.

<<第一の実施形態>>
(密着向上層形成工程)
まず、第一の面1aにエネルギー発生素子2が配された基板を用意する。例えば、通常の半導体デバイスと同じように、基板(例えば、シリコン基板)1上に、エネルギー発生素子(例えばヒータ素子)2、この素子を保護する保護膜(不図示)や駆動回路(不図示)等を形成する。これらの形成は、例えば、フォトリソ技術を用いた多層配線技術によって形成することができる。
<< First Embodiment >>
(Adhesion improving layer forming step)
First, a substrate having the energy generating element 2 arranged on the first surface 1a is prepared. For example, like an ordinary semiconductor device, an energy generating element (for example, a heater element) 2, a protective film (not shown) for protecting this element, and a drive circuit (not shown) are provided on a substrate (for example, a silicon substrate) 1. And so on. These can be formed by, for example, a multilayer wiring technique using a photolithography technique.

続いて、図4(a)に示すように、この基板の第一の面1aに、第一の面側に開口を有しかつ有機膜で構成される密着向上層3を形成する。第一の実施形態では、図1、図2及び図4(g)に示すように、密着向上層は、ノズル層と素子基板との接触部を覆う第一の部分と、液体供給口の長手方向の開口端部から開口内の開口端部近傍を覆う位置に配される第二の部分とを含む。なお、図4(a)では、エネルギー発生素子2の(図の上側の)表面には、密着向上層3は形成されていない。   Subsequently, as shown in FIG. 4A, the adhesion improving layer 3 having an opening on the first surface side and made of an organic film is formed on the first surface 1a of the substrate. In the first embodiment, as shown in FIGS. 1, 2 and 4 (g), the adhesion improving layer includes a first portion that covers the contact portion between the nozzle layer and the element substrate, and the length of the liquid supply port. A second portion arranged at a position covering the vicinity of the opening end in the opening from the opening end in the direction. In FIG. 4A, the adhesion improving layer 3 is not formed on the surface of the energy generating element 2 (upper side of the drawing).

具体的には、上述したように、スピンコート法やスリット法等で密着向上層形成用材料(樹脂組成物)を基板1上に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、通常のポジ型レジスト等を用いて、塗布膜上にレジストパターンを作製し、このパターンをエッチングマスクとして、ドライエッチングにより、上述した特定の部分を覆う密着向上層3を形成する。なお、上述したように、密着向上層形成用材料が感光性を有する場合は上記塗布膜を直接パターニングして密着向上層3を形成してもよい。   Specifically, as described above, the adhesion improving layer forming material (resin composition) is applied onto the substrate 1 by a spin coating method, a slit method or the like to form a coating film. Next, a resist pattern is formed on the coating film using a normal positive type resist or the like, and this pattern is used as an etching mask to form the adhesion improving layer 3 that covers the above-described specific portion by dry etching. As described above, when the material for forming the adhesion improving layer has photosensitivity, the coating film may be directly patterned to form the adhesion improving layer 3.

(液体供給口形成工程)
次に、図4(b)及び(c)に示すように、密着向上層3が形成された基板に、基板1を(第一の面から第二の面に)貫通する液体供給口5を形成する。この際、形成された液体供給口の第一の面側の開口部内に、密着向上層3の開口端部分の少なくとも一部を露出させる。ここでは、第一の面における開口形状が長手方向および短手方向を有する長方形の液体供給口を形成しており、この液体供給口の長手方向の開口端部の開口内部分に、密着向上層の開口端部分(及びその近傍)を露出させる。
(Liquid supply port forming process)
Next, as shown in FIGS. 4B and 4C, the liquid supply port 5 penetrating the substrate 1 (from the first surface to the second surface) is formed in the substrate on which the adhesion improving layer 3 is formed. Form. At this time, at least a part of the opening end portion of the adhesion improving layer 3 is exposed in the formed opening on the first surface side of the liquid supply port. Here, a rectangular liquid supply port whose opening shape in the first surface has a longitudinal direction and a lateral direction is formed, and an adhesion improving layer is formed in an inner portion of an opening end portion in the longitudinal direction of the liquid supply port. The open end portion (and its vicinity) of is exposed.

なお、液体供給口の形成方法は特に限定されず、液体吐出ヘッドの分野で公知の方法を適宜用いることができる。しかしながら、コストおよび処理時間(タクト)の観点から、(貫通レーザー)先導孔及び異方性エッチングを用いて液体供給口を形成することが好ましい。
具体的には、図4(b)に示すように、基板1に対してレーザーを照射し、基板1を貫通する貫通レーザー先導孔4を形成する。先導孔4の個数や形状、配置等は、作製する液体供給口の形状や用いた基板1の材質等に応じて適宜設定することができる。
続いて、図4(c)に示すように、基板の第二の面1bに形成したエッチングパターン(不図示)をマスクとして、アルカリ溶液(例えばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)溶液)等を用いた異方性エッチングを行い、液体供給口5を形成する。この際、上記エッチングパターンは、金属やアルカリ耐性を有する樹脂を用いて作製することができる。
The method for forming the liquid supply port is not particularly limited, and a method known in the field of liquid ejection heads can be appropriately used. However, from the viewpoint of cost and processing time (tact), it is preferable to form the liquid supply port by using (through laser) guide hole and anisotropic etching.
Specifically, as shown in FIG. 4B, the substrate 1 is irradiated with a laser to form a penetrating laser guide hole 4 penetrating the substrate 1. The number, shape, arrangement, etc. of the leading holes 4 can be appropriately set according to the shape of the liquid supply port to be manufactured, the material of the substrate 1 used, and the like.
Subsequently, as shown in FIG. 4C, an alkaline solution (eg, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution) is used with the etching pattern (not shown) formed on the second surface 1b of the substrate as a mask. The anisotropic etching is performed to form the liquid supply port 5. At this time, the etching pattern can be formed using a metal or a resin having alkali resistance.

(被覆工程)
続いて、液体供給口5の第一の面側の開口部をテープ7で覆う。基板上、具体的には、基板1の第一の面及び密着向上層3の表面等にテープ7を貼り付けることにより、後の工程で液体供給口内に充填される充填剤6が、ノズル層を形成する部分に侵入することを防ぐことができる。テープ7は、原則、充填剤6を充填する前に貼り付け、充填した後に剥離する。テープ7の材質は、特に限定されないが、例えば、熱硬化型または紫外線照射硬化型の半導体工業用テープを使用することができる。なお、テープ7の貼り付けには、気泡の抱き込みを抑制する観点から、真空状態で貼り付けを行うことが好ましい。
(Coating process)
Then, the opening on the first surface side of the liquid supply port 5 is covered with the tape 7. By sticking the tape 7 on the substrate, specifically, on the first surface of the substrate 1, the surface of the adhesion improving layer 3, etc., the filler 6 filled in the liquid supply port in the subsequent step is changed to the nozzle layer. It is possible to prevent the invasion of the portion forming the. As a rule, the tape 7 is attached before the filling with the filler 6 and peeled after the filling. The material of the tape 7 is not particularly limited, but, for example, a thermosetting or ultraviolet irradiation curing type semiconductor industrial tape can be used. The tape 7 is preferably attached in a vacuum state from the viewpoint of suppressing the inclusion of air bubbles.

(充填工程)
続いて、図4(d)に示すように、テープ7により第一の面側の開口部が被覆された液体供給口5内に、第二の面1b側から充填剤を充填する。充填剤の充填量は特に限定されないが、ノズル層形成時に、型材形成用材料やノズル層形成用材料が、液体供給口内に侵入しないように、少なくとも液体供給口5の第一の面1a側の開口底部を充填剤6によって覆うことができるようにする。強度の観点から、液体供給口の(第一の面から第二の面までの)厚みのうちの2〜8%の厚みで充填剤を第一の面側に充填させることが好ましい。
充填剤6は、特に限定されないが、後工程で除去が必要であることから耐溶剤性がある一方、容易に除去可能な材料が好ましく、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)を用いることができる。なお、充填剤6は、第二の面1bから、スクリーン印刷方式やディスペンス方式により、液体供給口内に充填することができる。
(Filling process)
Subsequently, as shown in FIG. 4D, the filler is filled from the second surface 1b side into the liquid supply port 5 in which the opening on the first surface side is covered with the tape 7. The filling amount of the filler is not particularly limited, but at least at the first surface 1a side of the liquid supply port 5 so that the mold material forming material and the nozzle layer forming material do not enter the liquid supply port during the nozzle layer formation. The bottom of the opening can be covered with the filler 6. From the viewpoint of strength, it is preferable to fill the first surface side with the filler at a thickness of 2 to 8% of the thickness of the liquid supply port (from the first surface to the second surface).
The filler 6 is not particularly limited, but it is preferably a material that is solvent-resistant because it needs to be removed in a later step, and can be easily removed. For example, polyvinyl alcohol (PVA) can be used. The filler 6 can be filled into the liquid supply port from the second surface 1b by a screen printing method or a dispensing method.

(硬化工程)
テープ7を貼り付けた液体供給口内に充填された充填剤6を、硬化(安定化)させるために、充填剤が充填された基板を、ホットプレートなどを使用してベークすることができる。この際、上述したように、図3(a)に示す従来の構成の液体供給口の(特に長手方向の)開口端部近傍の充填剤6は、他の箇所に比べて膜厚が厚く塗布されていることから硬化収縮が大きく、基板1及びテープ7との粘着面から剥離してしまうことがある。
一方、図3(b)に示す本発明の構成の密着向上層3は、液体供給口5の(例えば、長手方向の)開口端部近傍を覆うように配置されている。これにより、充填剤6と密着向上層3の密着力を向上させ、充填剤6の硬化収縮による剥離を抑制することが可能となる。
(Curing process)
In order to cure (stabilize) the filler 6 filled in the liquid supply port to which the tape 7 is attached, the substrate filled with the filler can be baked using a hot plate or the like. At this time, as described above, the filler 6 near the opening end (particularly in the longitudinal direction) of the liquid supply port of the conventional configuration shown in FIG. As a result, the curing shrinkage is large, and it may peel off from the adhesive surface between the substrate 1 and the tape 7.
On the other hand, the adhesion improving layer 3 having the structure of the present invention shown in FIG. 3B is arranged so as to cover the vicinity of the opening end (for example, in the longitudinal direction) of the liquid supply port 5. As a result, the adhesion between the filler 6 and the adhesion improving layer 3 can be improved, and peeling of the filler 6 due to curing shrinkage can be suppressed.

(テープ除去工程)
次に、テープ7を基板上から剥離する。剥離方法は、用いたテープの種類に応じて適宜選択でき、例えば、テープに紫外線を照射したり、熱を加えたりすることにより、基板上から当該テープを剥離することができる。
(Tape removal process)
Next, the tape 7 is peeled off from the substrate. The peeling method can be appropriately selected according to the type of the tape used, and the tape can be peeled from the substrate by, for example, irradiating the tape with ultraviolet rays or applying heat.

(ノズル形成工程及び充填剤除去工程)
続いて、充填剤6が充填された基板の第一の面1a上にノズル層を形成する。
まず、図4(e)に示すように、充填剤6で穴埋めされた液体供給口5と密着向上層3との上方(図の上方)に、(発泡室を含む)流路12の型となる型材8を形成する。具体的には、感光性樹脂材料等の型材形成用材料を基板上にスピンコート法等により塗布した後、フォトリソ技術を用いてパターニングを行い、型材8を形成する。型材8に用いる樹脂としては、例えば、ポジ型Deep−UVレジストODUR(商品名、東京応化工業(株)製)を用いることができる。
(Nozzle formation process and filler removal process)
Subsequently, a nozzle layer is formed on the first surface 1a of the substrate filled with the filler 6.
First, as shown in FIG. 4E, a mold for the flow path 12 (including the foaming chamber) is formed above the liquid supply port 5 filled with the filler 6 and the adhesion improving layer 3 (upper part of the drawing). The mold material 8 is formed. Specifically, a mold material forming material such as a photosensitive resin material is applied on the substrate by a spin coating method or the like, and then patterned using a photolithography technique to form the mold material 8. As the resin used for the mold material 8, for example, a positive Deep-UV resist ODUR (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) can be used.

続いて、図4(f)に示すように、ノズル層形成用材料を型材8が形成された基板上に、スピンコート法等を用いて塗布した後、露光及び現像を行うことで、吐出口11を形成する。ノズル層形成用材料には、例えば、ネガ型レジストである、SU−8(商品名、日本化薬株式会社製)及びEHPE−3150(商品名、株式会社ダイセル製)等を用いることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 4F, the nozzle layer forming material is applied onto the substrate on which the mold material 8 has been formed by a spin coating method or the like, and then exposure and development are performed to discharge the ejection port. 11 is formed. As the nozzle layer forming material, for example, negative resists such as SU-8 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Corporation) can be used.

次に、図4(g)に示すように、液体供給口内に充填された充填剤6と、型材8とをそれぞれ除去し、流路12を形成するとともに流路12及び液体供給口5を連通させる。これらの除去方法は特に限定されず、用いた材料に応じて適宜設定することができる。   Next, as shown in FIG. 4G, the filler 6 filled in the liquid supply port and the mold material 8 are removed to form the flow channel 12 and the flow channel 12 and the liquid supply port 5 are communicated with each other. Let The method of removing these is not particularly limited and can be appropriately set depending on the material used.

以上より、密着向上層によって、液体供給口の長手方向の開口端部から開口内の開口端部近傍が覆われた液体吐出ヘッドを得ることができる。この第一の実施形態では、特に剥離しやすい長手方向における充填剤の剥離を抑制できることから、所望の形状のノズル層を有する液体吐出ヘッドを容易に作製することができる。   As described above, it is possible to obtain the liquid ejection head in which the vicinity of the opening end in the opening is covered with the adhesion improving layer from the opening end in the longitudinal direction of the liquid supply port. In the first embodiment, since it is possible to suppress the peeling of the filler in the longitudinal direction that is particularly easy to peel, it is possible to easily manufacture a liquid ejection head having a nozzle layer having a desired shape.

<<第二の実施形態>>
本発明の第二の実施形態では、図5(a)に示すように、密着向上層3の第二の部分3bが、液体供給口5の角部の開口内近傍を覆う構成とする。言い換えると、液体供給口形成工程において、第一の面における開口形状が長手方向及び短手方向を有する長方形の液体供給口を形成し、この液体供給口の長手方向端部の角部の開口内部分に、密着向上層3の開口端部分(及びその近傍)を露出させる。これにより、充填剤6の塗布量が多い当該角部近傍に選択的に密着向上層3を配置することができる。このため、密着向上層3が液体供給口5を覆う面積を最小限に抑えることができ、リフィル性の向上などノズル設計自由度を高めることが可能となる。
<< Second Embodiment >>
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5A, the second portion 3b of the adhesion improving layer 3 covers the inside of the opening of the corner of the liquid supply port 5. In other words, in the liquid supply port forming step, a rectangular liquid supply port whose opening shape on the first surface has a longitudinal direction and a lateral direction is formed, and the inside of the opening at the corner of the longitudinal end of the liquid supply port is formed. The opening end portion (and the vicinity thereof) of the adhesion improving layer 3 is exposed at the portion. Thereby, the adhesion improving layer 3 can be selectively disposed in the vicinity of the corner portion where the coating amount of the filler 6 is large. Therefore, the area where the adhesion improving layer 3 covers the liquid supply port 5 can be minimized, and the degree of freedom in nozzle design such as the improvement of refillability can be increased.

<<第三の実施形態>>
本発明の第三の実施形態では、図5(b)に示すように、密着向上層3の第二の部分3bが、液体供給口の長手方向の開口端部の開口内近傍を覆いながら、微小の異物捕集孔14を有する構成とする。言い換えると、液体供給口形成工程において、液体供給口の第一の面側の開口部内に露出した密着向上層に、微小の異物捕集孔を形成している。これにより、剥離しやすい長手方向の開口端部近傍における充填剤の剥離を抑制するとともに、異物捕集孔14によって、液体供給口内の液体中に含まれる異物を捕集することが可能となる。
<< Third Embodiment >>
In the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5 (b), the second portion 3b of the adhesion improving layer 3 covers the vicinity of the inside of the opening at the opening end in the longitudinal direction of the liquid supply port, The structure has a minute foreign matter collection hole 14. In other words, in the liquid supply port forming step, minute foreign substance collecting holes are formed in the adhesion improving layer exposed in the opening on the first surface side of the liquid supply port. As a result, it is possible to suppress the peeling of the filler in the vicinity of the opening end portion in the longitudinal direction where it is easy to peel, and to collect the foreign matter contained in the liquid in the liquid supply port by the foreign matter collecting hole 14.

<<第四の実施形態>>
本発明の第四の実施形態では、図5(c)に示すように、密着向上層3の第二の部分が、液体供給口の開口端部から開口内の開口端部近傍全周を覆う構成とする。言い換えると、液体供給口形成工程において、形成された液体供給口の第一の面側の開口端部全周の開口内部分に、密着向上層の開口端部分(及びその近傍)を露出させる。これにより、液体供給口の長手方向及び短手方向の両方向の開口端部において、充填剤6の剥離を抑制することが可能となる。
<< Fourth Embodiment >>
In the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5C, the second portion of the adhesion improving layer 3 covers the entire circumference in the vicinity of the opening end portion within the opening from the opening end portion of the liquid supply port. The configuration. In other words, in the liquid supply port forming step, the opening end part (and the vicinity thereof) of the adhesion improving layer is exposed in the inside part of the opening around the opening end part on the first surface side of the formed liquid supply port. This makes it possible to suppress the peeling of the filler 6 at the opening ends of the liquid supply port in both the longitudinal direction and the lateral direction.

[実施例1]
まず、エネルギー発生素子2であるヒーター素子と、駆動回路(不図示)とが形成された、直径が200mm、厚みが725μmのシリコンウェハを基板1として用意した。
次に、スピンコート法で、密着向上層形成用材料を基板の第一の面上に塗布し、塗布膜を形成した。その際、スピン回転数を調整して、乾燥膜厚(基板の第一の面1aからの厚み)が2μmの塗布膜を形成した。なお、密着向上層形成用材料は、熱可塑性樹脂として、商品名:HL−1200CH(日立化成株式会社製)を使用した。
[Example 1]
First, a silicon wafer having a diameter of 200 mm and a thickness of 725 μm, on which a heater element which is the energy generating element 2 and a drive circuit (not shown) were formed, was prepared as the substrate 1.
Next, the material for forming an adhesion improving layer was applied onto the first surface of the substrate by spin coating to form a coating film. At that time, the spin rotation speed was adjusted to form a coating film having a dry film thickness (thickness from the first surface 1a of the substrate) of 2 μm. As the material for forming the adhesion improving layer, a trade name: HL-1200CH (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used as the thermoplastic resin.

続いて、塗布膜を乾燥硬化させた後、エッチングマスクとなるポジ型の感光性レジストを塗布膜上に形成した。さらに所定の形状に感光性レジストを露光現像してエッチングマスクを形成した。ポジ型の感光性レジストとして、商品名:THMR−iP5700(東京応化工業(株)製)を使用した。この塗布膜に対して、エッチングマスクを介して、フルオロカーボン系ガスCFを用いてドライエッチングにより、所定の形状となるようにパターニングを行い、図4(a)に示す密着向上層3を形成した。この密着向上層3は、図1及び図2に示すように、ノズル層9と素子基板10との接触部となる位置を覆うとともに、液体供給口5の長手方向の開口端部の開口内近傍を覆うように形成された。 Subsequently, the coating film was dried and cured, and then a positive photosensitive resist serving as an etching mask was formed on the coating film. Further, the photosensitive resist was exposed and developed into a predetermined shape to form an etching mask. A trade name: THMR-iP5700 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was used as a positive photosensitive resist. This coating film was patterned into a predetermined shape by dry etching using a fluorocarbon-based gas CF 4 through an etching mask to form an adhesion improving layer 3 shown in FIG. 4 (a). . As shown in FIGS. 1 and 2, the adhesion improving layer 3 covers the position where the nozzle layer 9 and the element substrate 10 are in contact with each other, and is close to the inside of the opening at the opening end of the liquid supply port 5 in the longitudinal direction. Was formed to cover.

次に、図4(b)に示すように、液体供給口形成用貫通パターンとして、レーザーを照射し、基板1を貫通する複数の先導孔4を形成した。   Next, as shown in FIG. 4B, a plurality of leading holes 4 penetrating the substrate 1 were formed by irradiating a laser as a liquid supply port forming penetrating pattern.

その後、図4(c)に示すように、基板1の第二の面1bに形成されたエッチングマスク(不図示)を介して、エッチング液を用いた異方性エッチングを行った。この際、エッチングマスクとしては、酸化膜を用い、エッチング液としては、液温80℃の質量濃度25%のTMAH溶液を用い、エッチング処理時間は3時間であった。これにより、第一の面及び第二の面における開口形状が長方形であり、基板の第二の面から第一の面に向かって開口面積が小さくなるテーパー形状の液体供給口5を形成した。密着向上層3は、作製した液体供給口の長手方向の開口端部からの距離が200μm以下の部分を覆うように形成されていた。   Thereafter, as shown in FIG. 4C, anisotropic etching using an etching solution was performed through an etching mask (not shown) formed on the second surface 1b of the substrate 1. At this time, an oxide film was used as the etching mask, a TMAH solution having a mass concentration of 25% and a liquid temperature of 80 ° C. was used as the etching liquid, and the etching treatment time was 3 hours. As a result, the tapered liquid supply port 5 was formed in which the opening shape on the first surface and the second surface was rectangular, and the opening area decreased from the second surface of the substrate toward the first surface. The adhesion improving layer 3 was formed so as to cover a portion having a distance of 200 μm or less from the opening end in the longitudinal direction of the produced liquid supply port.

次に、基板1の第一の面上に、テープ7を貼り付け、液体供給口5の第一の面側の開口部をテープにより覆った。テープ(の粘着剤)としては、紫外線照射硬化型の半導体工業用テープを使用し、90Pa程度の真空雰囲気で貼り付けた。   Next, the tape 7 was attached to the first surface of the substrate 1, and the opening of the liquid supply port 5 on the first surface side was covered with the tape. As the tape (adhesive), an ultraviolet irradiation-curable semiconductor industrial tape was used, and the tape was attached in a vacuum atmosphere of about 90 Pa.

続いて、図4(d)に示すように、テープを貼り付けた基板1の液体供給口内に充填剤6を第二の面側からディスペンス法により充填し、液体供給口の第一の面の開口底部を充填剤によって覆った。充填剤6としては、粘度が1000CP(1Pa・s)であるPVA水溶液を用いた。その後60℃で5分間ベークを行った。また、充填剤の充填量を測定したところ、液体供給口内の第一の面1aからの深さ50μmの部分が充填剤によって埋められていた。なお、上述したように、密着向上層3が液体供給口の長手方向の開口端部の開口内近傍にも配置されているため、上記充填剤が硬化収縮する際にも、この長手方向の開口端部において充填剤が剥離することがなかった。また、当該実施例では、短手方向の開口端部における充填剤の剥離も発生しなかった。   Subsequently, as shown in FIG. 4D, the filler 6 is filled into the liquid supply port of the substrate 1 to which the tape is attached from the second surface side by the dispensing method, and the first surface of the liquid supply port is filled. The bottom of the opening was covered with filler. As the filler 6, an aqueous PVA solution having a viscosity of 1000 CP (1 Pa · s) was used. After that, baking was performed at 60 ° C. for 5 minutes. Further, when the filling amount of the filler was measured, the portion of the liquid supply port having a depth of 50 μm from the first surface 1a was filled with the filler. As described above, since the adhesion improving layer 3 is also disposed near the inside of the opening at the opening end portion in the longitudinal direction of the liquid supply port, even when the filler is cured and contracted, the opening in the longitudinal direction is formed. The filler did not peel off at the edges. In addition, in this example, the peeling of the filler did not occur at the opening end portion in the lateral direction.

さらに、テープ7に対して、紫外線照射を200mJ/mmで行うことによりテープ7を基板1上から剥離した。 Further, the tape 7 was peeled from the substrate 1 by irradiating the tape 7 with ultraviolet rays at 200 mJ / mm 2 .

次に、図4(e)に示すように、型材形成用材料をスピンコート法により基板上に塗布した後、フォトリソ法でパターニングを行い、流路の型となる型材8を形成した。上述したように、液体供給口の開口端部における充填剤の剥離が発生しなかったため、上記型材形成用材料が液体供給口内などに浸入することがなく、所望の形状の型材8を形成することができた。
なお、型材形成用材料には、東京応化工業(株)製のポジ型Deep−UVレジストODUR(商品名)を用いた。また、その際、型材形成用材料の塗布後の膜厚(基板の第一の面からの最大厚み)が15μmとなるように、スピン回転数を調整し、塗布後のベーク温度は120℃、ベーク時間は3分とした。
Next, as shown in FIG. 4E, a mold material forming material was applied on the substrate by a spin coating method, and then patterned by a photolithography method to form a mold material 8 that becomes the mold of the flow path. As described above, since the filler is not peeled off at the opening end of the liquid supply port, the mold material forming material does not enter the liquid supply port or the like, and the mold member 8 having a desired shape is formed. I was able to.
A positive Deep-UV resist ODUR (trade name) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. was used as the material for forming the mold material. At that time, the spin rotation speed is adjusted so that the film thickness (maximum thickness from the first surface of the substrate) of the material for forming the mold material is 15 μm, and the baking temperature after application is 120 ° C., The baking time was 3 minutes.

次に、図4(f)に示すように、ノズル層形成用材料をスピンコート法により基板上に塗布した後、フォトリソ法でパターニングを行い、吐出口11を形成した。なお、ノズル層形成用材料には、EHPE−3150(商品名、株式会社ダイセル製)を用いた。スピンコート法によりノズル層形成用材料を塗布する際の回転数は、作製するノズル層の厚みが基板の第一の面より30μmとなるよう調整し、塗布後のベーク温度は150℃、ベーク時間は60分とした。   Next, as shown in FIG. 4F, a nozzle layer forming material was applied on the substrate by a spin coating method, and then patterning was performed by a photolithography method to form an ejection port 11. EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Corporation) was used as the nozzle layer forming material. The number of rotations when the nozzle layer forming material is applied by the spin coating method is adjusted so that the thickness of the nozzle layer to be produced is 30 μm from the first surface of the substrate, the baking temperature after application is 150 ° C., and the baking time is Was 60 minutes.

次に、図4(g)に示すように、液体供給口内に充填した充填剤6と、発泡室を含む流路の型として形成した型材8とをそれぞれ除去した。なお、充填剤6の材料であるPVAは水溶性のため、温水を用いた水洗により充填剤6は除去した。また、型材8は、洗浄液(商品名:ラックリーンMC、林純薬工業製)に基板を浸漬させることにより、型材8を溶解させて除去した。
このように、充填剤6及び型材8をそれぞれ除去することで、流路12と液体供給口5を連通させ、本発明の第一の実施形態に係る液体吐出ヘッド(ノズルチップ)を完成させた。
実施例1では、液体供給口の開口端部における充填剤の剥離が発生しなかったため、所望の形状のノズル層を形成することができた。
なお、充填剤の剥離の確認はSEM (Scanning Electron Microscope)(日本電子株式会社製)を使用して切断面を観察することで行った。
Next, as shown in FIG. 4G, the filler 6 filled in the liquid supply port and the mold material 8 formed as the mold of the flow path including the foaming chamber were removed. Since PVA, which is the material of the filler 6, is water-soluble, the filler 6 was removed by washing with warm water. In addition, the mold material 8 was removed by dissolving the mold material 8 by immersing the substrate in a cleaning liquid (trade name: Lucclean MC, manufactured by Hayashi Pure Chemical Industries).
In this way, by removing the filler 6 and the mold material 8 respectively, the flow path 12 and the liquid supply port 5 are communicated with each other, and the liquid ejection head (nozzle chip) according to the first embodiment of the present invention is completed. .
In Example 1, the peeling of the filler did not occur at the opening end of the liquid supply port, so that the nozzle layer having a desired shape could be formed.
Note that the peeling of the filler was confirmed by observing the cut surface using a SEM (Scanning Electron Microscope) (manufactured by JEOL Ltd.).

[実施例2]
図5(a)に示すように、密着向上層の第二の部分3bが、液体供給口5の長手方向端部の角部の開口内近傍を覆う構成とした以外は実施例1と同様にして、本発明の第二の実施形態に係る液体吐出ヘッドを作製した。この際、密着向上層の第二の部分3bは、液体供給口の長手方向端部の角部の頂点から距離50μm以下の部分が少なくとも覆うように形成されていた。実施例2では、充填剤6の塗布量が多くなる液体供給口5の角部の開口内近傍に密着向上層を配置するため、密着向上層が液体供給口内を覆う面積を縮小することができ、リフィル性の向上などノズル設計の自由度を高めることができた。
[Example 2]
As shown in FIG. 5 (a), the second embodiment 3 b of the adhesion improving layer was configured in the same manner as in Example 1 except that the second portion 3 b of the adhesion improving layer covers the vicinity of the inside of the opening at the corner of the longitudinal end of the liquid supply port 5. Thus, the liquid ejection head according to the second embodiment of the present invention was manufactured. At this time, the second portion 3b of the adhesion improving layer was formed so as to cover at least a portion having a distance of 50 μm or less from the apex of the corner of the longitudinal end of the liquid supply port. In the second embodiment, since the adhesion improving layer is arranged near the inside of the opening of the corner of the liquid supply port 5 where the coating amount of the filler 6 is large, the area where the adhesion improving layer covers the inside of the liquid supply port can be reduced. It was possible to increase the degree of freedom in nozzle design by improving refillability.

[実施例3]
図5(b)に示すように、密着向上層の第二の部分3bに微小の異物捕集孔14を設けた以外は、実施例1と同様にして、本発明の第三の実施形態に係る液体吐出ヘッドを作製した。なお、異物捕集孔の(平均)孔径は10μmにて形成し、液体供給口の短手方向の開口両端部の開口内近傍にそれぞれ複数配置させた。
この異物捕集孔14によって、液体供給口内の液体中に含まれる異物を捕集することができた。
[Example 3]
As shown in FIG. 5B, the third embodiment of the present invention is performed in the same manner as in Example 1 except that minute foreign matter collection holes 14 are provided in the second portion 3b of the adhesion improving layer. Such a liquid ejection head was produced. The (average) hole diameter of the foreign substance collection holes was formed to be 10 μm, and a plurality of foreign matter collection holes were arranged in the vicinity of both ends of the liquid supply port in the lateral direction.
The foreign matter collecting hole 14 was able to collect the foreign matter contained in the liquid in the liquid supply port.

[実施例4]
図5(c)に示すように、密着向上層の第二の部分3bが、液体供給口の開口端部の開口内近傍全周を覆う構成とした以外は、実施例1と同様にして、本発明の第四の実施形態に係る液体吐出ヘッドを作製した。なお、密着向上層は、液体供給口の長手方向の開口端部から距離150μm以下の部分と、短手方向の開口端部から距離18μm以下の部分を覆うように形成されていた。このため、液体供給口5の開口端部近傍全体において、充填剤の剥離を容易に抑制することができた。
[Example 4]
As shown in FIG. 5C, in the same manner as in Example 1 except that the second portion 3b of the adhesion improving layer covers the entire circumference in the vicinity of the inside of the opening of the liquid supply port. A liquid ejection head according to the fourth embodiment of the present invention was produced. In addition, the adhesion improving layer was formed so as to cover a portion at a distance of 150 μm or less from the opening end in the longitudinal direction of the liquid supply port and a portion at a distance of 18 μm or less from the opening end in the lateral direction. Therefore, the peeling of the filler can be easily suppressed in the entire vicinity of the opening end of the liquid supply port 5.

1・・・基板
1a・・第一の面
1b・・第二の面
2・・・エネルギー発生素子
3・・・密着向上層
3a・・第一の部分
3b・・第二の部分
4・・・(貫通レーザー)先導孔
5・・・液体供給口
6・・・充填剤
7・・・テープ
9・・・ノズル層
10・・素子基板
11・・(液体)吐出口
12・・(液体)流路
14・・異物捕集孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 1a ... 1st surface 1b ... 2nd surface 2 ... Energy generating element 3 ... Adhesion improvement layer 3a ... 1st part 3b ... 2nd part 4 ...・ (Penetration laser) Lead hole 5 ・ ・ ・ Liquid supply port 6 ・ ・ ・ Filler 7 ・ ・ ・ Tape 9 ・ ・ ・ Nozzle layer 10 ・ ・ Element substrate 11 ・ ・ (Liquid) ejection port 12 ・ ・ (Liquid) Channel 14 ... Foreign material collection hole

Claims (15)

液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する流路とを有するノズル層と、
前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記流路に連通し液体を供給する液体供給口とを有する素子基板と、
前記ノズル層と前記素子基板との間に配される密着向上層と、
を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
対向する第一の面及び第二の面を有しかつ前記エネルギー発生素子が配された基板の第一の面に、前記密着向上層を形成する工程と、
前記第一の面から前記第二の面に貫通する前記液体供給口を形成する工程と、
前記液体供給口の前記第一の面側の開口部をテープで覆う工程と、
前記液体供給口内に前記第二の面側から充填剤を充填し、少なくとも該液体供給口の前記第一の面側の開口底部を該充填剤によって覆う工程と、
前記テープを除去する工程と、
前記充填剤が充填された基板の前記第一の面上に、前記ノズル層を形成する工程と、
前記充填剤を除去して、前記ノズル層の前記流路および前記液体供給口を連通させる工程と、
を有し、
前記密着向上層は、有機膜で構成され、前記第一の面において、前記液体供給口の開口端部から基板上に延伸して形成され、前記ノズル層と前記素子基板との接触部を少なくとも覆う第一の部分と、該液体供給口の開口端部から開口内の開口端部近傍の少なくとも一部を覆う位置に延伸して形成される第二の部分とを有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A nozzle layer having a discharge port for discharging a liquid and a flow path communicating with the discharge port;
An energy generating element that generates energy for ejecting a liquid from the ejection port, and an element substrate having a liquid supply port that communicates with the flow path and supplies the liquid,
An adhesion improving layer disposed between the nozzle layer and the element substrate,
A method of manufacturing a liquid ejection head having:
A step of forming the adhesion improving layer on the first surface of the substrate having the first surface and the second surface facing each other and having the energy generating element arranged thereon;
Forming the liquid supply port penetrating from the first surface to the second surface;
Covering the opening on the first surface side of the liquid supply port with tape,
Filling the liquid supply port with a filler from the second surface side, and covering at least the opening bottom portion of the liquid supply port on the first surface side with the filler;
Removing the tape,
Forming the nozzle layer on the first surface of the substrate filled with the filler;
Removing the filler, and connecting the flow path of the nozzle layer and the liquid supply port,
Have
The adhesion improving layer is formed of an organic film, and is formed by extending on the substrate from the opening end of the liquid supply port on the first surface, and at least a contact portion between the nozzle layer and the element substrate. A liquid having a first portion that covers and a second portion that extends from the opening end of the liquid supply port to a position that covers at least part of the vicinity of the opening end in the opening. Method of manufacturing ejection head.
前記第一の面における前記液体供給口の開口形状が、長手方向および短手方向を有し、
前記第二の部分が、前記液体供給口の長手方向の開口端部から開口内の開口端部近傍を覆う位置に延伸して形成される、請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
The opening shape of the liquid supply port on the first surface has a longitudinal direction and a lateral direction,
The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the second portion is formed by extending from an opening end in the longitudinal direction of the liquid supply port to a position covering a vicinity of the opening end in the opening.
前記第二の部分が、前記長手方向の開口端部からの距離が200μm以下の部分を覆うように形成されている、請求項2に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The liquid ejection head manufacturing method according to claim 2, wherein the second portion is formed so as to cover a portion having a distance of 200 μm or less from the opening end portion in the longitudinal direction. 前記第一の面における前記液体供給口の開口形状が、長手方向及び短手方向を有しかつ角部を有する形状であり、
前記第二の部分が、前記液体供給口の長手方向端部の角部の開口内近傍を覆うように形成されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
The opening shape of the liquid supply port on the first surface is a shape having a longitudinal direction and a lateral direction and having a corner portion,
The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the second portion is formed so as to cover the vicinity of the inside of the opening of the corner of the longitudinal end of the liquid supply port.
前記第二の部分が、前記液体供給口の開口端部から開口内の開口端部近傍全周を覆うように形成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The liquid ejection head according to claim 1, wherein the second portion is formed so as to cover the entire circumference of the opening near the opening end in the opening from the opening end of the liquid supply port. Manufacturing method. 前記第二の部分が、微小の異物捕集孔を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the second portion has minute foreign matter collection holes. 前記密着向上層が、熱可塑性樹脂を含む材料で構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the adhesion improving layer is made of a material containing a thermoplastic resin. 前記密着向上層が、感光性を有する材料で構成されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the adhesion improving layer is made of a material having photosensitivity. 前記充填剤が、ポリビニルアルコールを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the filler contains polyvinyl alcohol. 前記液体供給口が、貫通レーザー先導孔および異方性エッチングを用いて形成される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the liquid supply port is formed by using a penetrating laser guide hole and anisotropic etching. 液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する流路とを有するノズル層と、
前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記流路に連通し液体を供給する液体供給口とを有する素子基板と、
前記ノズル層と前記素子基板との間に配されかつ該ノズル層と該素子基板との接触部を少なくとも覆う密着向上層と、
を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
対向する第一の面及び第二の面を有しかつ前記エネルギー発生素子が配された基板の第一の面に、該第一の面側に開口を有しかつ有機膜で構成される前記密着向上層を形成する工程と、
前記密着向上層が形成された基板に、前記第一の面から前記第二の面に貫通する前記液体供給口を形成し、但し、形成された該液体供給口の該第一の面側の開口部内に、該密着向上層の開口端部分の少なくとも一部を露出させる、液体供給口形成工程と、
前記液体供給口の前記第一の面側の開口部をテープで覆う工程と、
前記液体供給口内に前記第二の面側から充填剤を充填し、少なくとも該液体供給口の前記第一の面側の開口底部を該充填剤によって覆う工程と、
前記テープを除去する工程と、
前記充填剤が充填された基板の前記第一の面上に、前記ノズル層を形成する工程と、
前記充填剤を除去して、前記ノズル層の前記流路および前記液体供給口を連通させる工程と、
を有する、ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A nozzle layer having a discharge port for discharging a liquid and a flow path communicating with the discharge port;
An energy generating element that generates energy for ejecting a liquid from the ejection port, and an element substrate having a liquid supply port that communicates with the flow path and supplies the liquid,
An adhesion improving layer disposed between the nozzle layer and the element substrate and covering at least a contact portion between the nozzle layer and the element substrate,
A method of manufacturing a liquid ejection head having:
The first surface of the substrate having the first surface and the second surface facing each other and on which the energy generating element is arranged, has an opening on the first surface side, and is composed of an organic film. A step of forming an adhesion improving layer,
In the substrate on which the adhesion improving layer is formed, the liquid supply port penetrating from the first surface to the second surface is formed, provided that the liquid supply port is formed on the first surface side. A liquid supply port forming step of exposing at least a part of the opening end portion of the adhesion improving layer in the opening;
Covering the opening on the first surface side of the liquid supply port with tape,
Filling the liquid supply port with a filler from the second surface side, and covering at least the opening bottom portion of the liquid supply port on the first surface side with the filler;
Removing the tape,
Forming the nozzle layer on the first surface of the substrate filled with the filler;
Removing the filler, and connecting the flow path of the nozzle layer and the liquid supply port,
A method of manufacturing a liquid ejection head, comprising:
前記液体供給口形成工程において、前記第一の面における開口形状が長手方向および短手方向を有する液体供給口を形成し、該液体供給口の長手方向の開口端部の開口内部分に、前記密着向上層の開口端部分を露出させる、請求項11に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   In the liquid supply port forming step, a liquid supply port having an opening shape in the first surface having a longitudinal direction and a lateral direction is formed, and the liquid supply port is formed in the opening at the opening end portion in the longitudinal direction of the liquid supply port. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 11, wherein the opening end portion of the adhesion improving layer is exposed. 前記液体供給口形成工程において、前記第一の面における開口形状が長手方向および短手方向を有しかつ角部を有する液体供給口を形成し、該液体供給口の長手方向端部の角部の開口内部分に、前記密着向上層の開口端部分を露出させる、請求項11に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   In the liquid supply port forming step, a liquid supply port having an opening shape in the first surface having a longitudinal direction and a lateral direction and having a corner is formed, and a corner portion of the longitudinal end of the liquid supply port is formed. 12. The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 11, wherein the opening end portion of the adhesion improving layer is exposed in the opening inside portion. 前記液体供給口形成工程において、形成された前記液体供給口の前記第一の面側の開口端部全周の開口内部分に、前記密着向上層の開口端部分を露出させる、請求項11〜13のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   11. In the liquid supply port forming step, the opening end part of the adhesion improving layer is exposed in an opening inside part of the entire circumference of the opening end part on the first surface side of the formed liquid supply port. 14. The method for manufacturing a liquid ejection head according to any one of 13 above. 前記液体供給口の前記第一の面側の開口部内に露出した前記密着向上層に、微小の異物捕集孔が形成されている、請求項11〜14のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   15. The liquid discharge according to claim 11, wherein minute adhesion holes are formed in the adhesion improving layer exposed in the opening of the liquid supply port on the first surface side. Head manufacturing method.
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