JP3237176B2 - サーマルインクジェットヘッド - Google Patents

サーマルインクジェットヘッド

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JP3237176B2
JP3237176B2 JP7572192A JP7572192A JP3237176B2 JP 3237176 B2 JP3237176 B2 JP 3237176B2 JP 7572192 A JP7572192 A JP 7572192A JP 7572192 A JP7572192 A JP 7572192A JP 3237176 B2 JP3237176 B2 JP 3237176B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーマルインクジェッ
トヘッドの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、サーマルインクジェットヘッドの
構造として、特公昭62−33648号公報に記載され
ているような構造が知られている。図9はその概略を説
明するための断面図である。図中、11は基板、12は
酸化膜、13はヒーター、14は絶縁膜、15は配線
層、16はSi34 膜、17はTa膜、18はPSG
膜、19はピットが形成された層、20はチャネルウエ
ハ、22はインクリザーバ、23はチャネル部、26は
ダイシング溝、27はピットである。
【0003】このようなインクジェットヘッドにおける
チャネルウエハにおいては、Siウェハを用いて異方性
エッチング(ODE:Orientation Dep
ended Etching)により、インクを吐出す
るチャネル部と外部からインク供給を行なうインクリザ
ーバが作られる。異方性エッチングでは、正方形や長方
形のパターンは精度よく形成できるとしても、これを連
結した形状では、連結部分の精度が落ちる。したがっ
て、インクリザーバ22とチャネル部23とは分離して
形成するから、インクリザーバ22とチャネル部23と
の境界部分に点線で図示した未エッチング部が存在す
る。未エッチング部を除去して、インクリザーバ22と
チャネル部23とを連結する流路を形成するために、2
6で示した部分にダイシングによって溝を形成し、イン
クリザーバ22とチャネル部23とを連結する。したが
って、 インクリザーバ22とチャネル部23とを接続する
ためのダイシング工程を必要とする。 ダイシングによる溝は、ヘッド端部まで貫通して形
成されたるめ、ヘッドのチップエッジにできる連結溝の
部分は、埋めておかなければならず、充填補修作業を必
要とする。 という問題がある。
【0004】上述した問題点を解消するために、図10
に示すように、チャネルウエハ20におけるインクリザ
ーバ22とチャネル部23との間の未エッチング部分に
対向するヒータープレートのピットが形成された層19
に溝(バイパスピット)21を形成し、それを経由して
インクリザーバ22とチャネル部23を接続させる、い
わゆるバイパスピット構造が提唱されている(例えば、
特開昭62−80054号公報や特開平1−14856
0号公報などに記載されている)。しかし、バイパスピ
ットを採用した構造においては、ヘッドの寿命が短いと
いう問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、長寿命のバイパスピット
構造を有するサーマルインクジェットヘッドを提供する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヒーターの上
部にピットが形成され、ヒーターに保護層が形成され、
かつ、インクリザーバとチャネル部とが、前記ピットが
形成された層の前記インクリザーバと前記チャネル部と
の境界部分に対応した位置に形成された溝部分を経由し
て接続されるとともに、前記溝部分の底に保護層が設け
られたサーマルインクジェットヘッドにおいて、前記溝
部分の底に設けられた保護層と前記ヒーターの保護層と
は同じ工程で形成されたものであることを特徴とするも
のである。
【0007】
【作用】本発明によれば、バイパスピットの底部に保護
層を設けたので、インクが直接バイパスピットの底部、
例えばPSG膜に触れることがなく、バイパスピットの
底部の劣化を防止でき、ひいては、内部回路などの腐食
を防止できる。これにより、ヘッドの長寿命化を達成す
ることが可能となる。
【0008】
【実施例】図1は、本発明サーマルインクジェットヘッ
ドの断面図である。図1において図3と同一の部分には
同じ番号を付して説明を省略する。24はSi34
膜、25はTa膜である。Si34 膜24及びTa膜
25によって、バイパスピット21の底部の保護層を形
成している。
【0009】この保護層は、Si34 膜及びTa膜に
よって形成される必要はなく、インクからPSG膜18
を保護できればどのような材質のものを用いてもよい。
また、2層である必要もなく、1層であってもよい。
【0010】この実施例では、バイパスピット21の底
部の保護層は、ヒーター13の保護層と同じものを用い
ている。その理由としては、ヒーター13の保護層は、
製造時にバイパスピット21の底部になる部分にも同時
に形成されるから、エッチングの際に、ヒーター13の
上部に設けられるピット27の底部となる部分とともに
バイパスピット21の底部となる部分にも保護層を残す
ようにするだけで、バイパスピット21にも保護層が形
成できるからである。したがって、バイパスピット21
の底部の保護層とヒーター13の保護層とは同じ工程で
形成されたものである。続いて、ポリイミド層をコーテ
ィングし、ピット27およびバイパスピット21を開孔
する。このようにすると、ヘッドの作製工程に特別な工
程を付加せずにバイパスピット21の底部に保護層を形
成でき、生産性を低下させずにヘッドを製造することが
できる。
【0011】保護層を設ける理由を説明する。図10に
示されたバイパスピット構造ではインクリザーバ22か
らチャネル部23へとインクが流れる際に、バイパスピ
ット21の底部に露出する保護膜、すなわち、この実施
例ではPSG膜(燐を添加したCVD酸化膜)18に直
接インクが触れることになる。このPSG膜は、インク
により劣化してしまうことが、本発明者らの研究によっ
てわかった。バイパスピット21の底部に露出する保護
膜のPSG膜18がインクに侵されると、その箇所から
インクが素子内部へ侵入し、内部回路が腐食され、ヘッ
ドの寿命を短くする。図1に示すように、バイパスピッ
ト21の底部に保護層を設け、この保護層によってバイ
パスピット21の底部の露出をなくし、インクの素子内
部への侵入を防ぎ、インクによる内部回路の腐食を防止
しようとすることができる。PSG膜に限らず、絶縁膜
にインクに対する耐性の小さい材料を用いた場合も同様
である。
【0012】図1で説明したサーマルインクジェットヘ
ッドの製造方法について述べる。図2ないし図8は各製
造段階における工程図である。まず、従来から行なわれ
ているように、基板11に1.5μm程度の酸化膜12
を熱酸化法により形成する。この酸化膜12上にヒータ
ー部13に相当するPoly−Siパターンを形成す
る。続いて全面をCVD法により絶縁膜14にて被覆
し、さらに熱処理により平坦化を行なう(図2)。
【0013】そして、電極の接続孔を形成後、配線材と
してのAl膜をスパッタ法により、1.5μm程度着膜
し、エッチングにより配線層15をパターニングする
(図3)。
【0014】その後、フォトレジストをマスクとしてB
HF(バファードフッ酸)液中で絶縁膜14をエッチン
グし、ヒーター13上の絶縁膜14をパターニングして
除去する(R−VIAパターニング)。この時、ヒータ
ー13のPoly−Siパターンは、R−VIAパター
ニングの底部に露出する(図4)。
【0015】続いて、ヒーター13の保護層として、S
34 膜16とTa膜17の積層膜を着膜する。Si
34 膜はプラズマCVD法により2000Å程度、T
a膜はスパッタ法により5000Å程度着膜する(図
5)。
【0016】Si34 膜16とTa膜17との積層膜
をヒーター部とバイパスピットが形成される箇所に残す
ようにCF4 ガスプラズマによりドライエッチングにて
パターニングする。この時、Si34 膜16とTa膜
17は、ほぼ同一のエッチングレートを有するため、特
別な方法を用いなくても積層膜を一度にエッチングする
ことができる(図6)。
【0017】さらに、CVD法によりPSG膜18を
1.2μm程度着膜して保護層を形成し、Alの電極部
分、R−VIA部分およびバイパスピット21の部分の
みをBHFにてエッチング開口する(図7)。
【0018】最後に、ピットが形成される層19として
感光性ポリイミドを40〜50μm程度塗布し、ヒータ
の上部の位置にピット27に相当するパターン、およ
び、インクリザーバとチャネル部との境界部分に対応し
た位置にバイパスピット21に相当するパターンを形成
し、キュアリングを施し、ヒーターウェハが形成される
(図8)。
【0019】上記製造過程における各層の形成方法およ
びパターニング、エッチング方法は公知の他の手法を用
いてもよいことは自明である。また、各層の材質および
厚さも上述した実施例に限定されるものではなく適宜変
更することは可能である。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、バイパスピットの底部に保護層を設けたの
で、バイパスピットの底部の劣化を防止して、内部への
インクの侵入を防ぐことができる。したがって、デバイ
ス内部の損傷を防止でき、長寿命のサーマルインクジェ
ットヘッドを提供することができる。また、バイパスピ
ットの底部の保護層とヒーターの保護層とは同じ工程で
形成されたものであることにより、ヘッドの作製工程に
特別な工程を付加せずにバイパスピットの底部に保護層
を形成でき、生産性を低下させずにヘッドを製造するこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のサーマルインクジェットヘッドの一
実施例の断面図である。
【図2】 図1に示されたヘッドの各製造段階における
工程図である。
【図3】 図1に示されたヘッドの各製造段階における
工程図である。
【図4】 図1に示されたヘッドの各製造段階における
工程図である。
【図5】 図1に示されたヘッドの各製造段階における
工程図である。
【図6】 図1に示されたヘッドの各製造段階における
工程図である。
【図7】 図1に示されたヘッドの各製造段階における
工程図である。
【図8】 図1に示されたヘッドの各製造段階における
工程図である。
【図9】 ダイシング溝を有する従来のサーマルインク
ジェットヘッドの断面図である。
【図10】 バイパスピットを有する従来のサーマルイ
ンクジェットヘッドの断面図である。
【符号の説明】
11 基板、12 酸化膜、13 ヒーター、14 絶
縁膜、15 配線層、16,24 Si34 膜、1
7,25 Ta膜、18 PSG膜、19 ピットが形
成された層、20 チャネルウエハ、21 バイパスピ
ット、22 インクリザーバ、23 チャネル部、26
ダイシング溝。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒーターの上部にピットが形成され、ヒ
    ーターに保護層が形成され、かつ、インクリザーバとチ
    ャネル部とが、前記ピットが形成された層の前記インク
    リザーバと前記チャネル部との境界部分に対応した位置
    に形成された溝部分を経由して接続されるとともに、前
    記溝部分の底に保護層が設けられたサーマルインクジェ
    ットヘッドにおいて、前記溝部分の底に設けられた保護
    層と前記ヒーターの保護層とは同じ工程で形成されたも
    のであることを特徴とするサーマルインクジェットヘッ
    ド。
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US6155674A (en) * 1997-03-04 2000-12-05 Hewlett-Packard Company Structure to effect adhesion between substrate and ink barrier in ink jet printhead

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