JP5031493B2 - インクジェットヘッド用基板の製造方法 - Google Patents
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Description
前記基板の表面に保護膜を形成する工程と、該保護膜を貫通して前記基板の内部で留まる第1の未貫通孔を形成する工程と、前記保護膜を貫通して前記基板の内部で留まる第2の未貫通孔を形成する工程と、異方性エッチングにより未貫通孔の間を連通する工程と、を含み、
前記第1の未貫通孔と前記第2の未貫通孔との間の距離をa、前記第2の未貫通孔の深さをdとしたとき、
a×tan54.7°≦ d
なる関係を満たすように前記第2の未貫通孔を形成することを特徴とする。
図1から図5を参照して、本実施形態のインクジェットヘッド用基板の製造方法を説明する。
a×tan54.7°≦ d
なる関係を満たすとき、シリコン基板裏面から見て(111)面15よりも深い位置に第2の未貫通孔8の先端が存在することになる。このレーザ穴配置条件で異方性エッチングを行うと、図4で示したように、所定の時間で、第1の未貫通孔7によって形成されるエッチング形状と、第2の未貫通孔8によって形成されるエッチング形状とが合体し、未貫通孔間が連通することになる。したがって、第1および第2の未貫通孔7,8間の距離aおよび、第2の未貫通孔8の深さdを変えることで、シリコン基板1裏面の供給口寸法Kを設定することができる。
a1×tan54.7°≦d1
am×tan54.7°≦dm
なる関係を満たすように形成すれば良い。
本実施形態におけるインクジェットヘッド用基板の製造方法を説明する。
a×tan54.7°≦ d
なる関係を満たすとき、シリコン基板裏面から見て(111)面15よりも深い位置に第2の未貫通孔8の先端が存在することになる。このレーザ穴配置条件で異方性エッチングを行うと、図9で示したように、所定の時間で、第1の未貫通孔7によって形成されるエッチング形状と第2の未貫通孔8によって形成されるエッチング形状とが合体し、未貫通孔の間が連通することになる。したがって、第1の未貫通孔7と第2の未貫通孔8の間の距離aおよび、第2の未貫通孔8の深さdを変えることで、シリコン基板1裏面の供給口寸法Kを設定することができる。
X≧L/2の場合、
T−(X−L/2)× tan54.7°≧ D ≧T−X × tan54.7°
X<L/2の場合、
T>D ≧T−X × tan54.7°
上記2つの式中の、右の不等式は、シリコン基板表面の犠牲層に異方性エッチングが到達するために求められる条件式であり、左の不等式は、異方性エッチングで形成されるシリコン基板表面の開口寸法が、犠牲層幅Lに収まるための条件である。
a +X ≦ T/tan54.7°+L/2
d≦ T−( a +X−L/2)×tan54.7
上の2つの不等式は、それぞれ、第2の未貫通孔8の基板内での配置に関する式と、その深さに関する式である。
X≧L/2の場合、
T−(X−L/2)× tan54.7°≧ D ≧T−X × tan54.7°
X<L/2の場合、
T> D ≧T−X × tan54.7°
a1+a2+・・・am+・・・an+X ≦T/tan54.7°+L/2
a1×tan54.7°≦d1≦T−(a1+X−L/2)×tan54.7°
am×tan54.7°≦ dm≦ T−(a1+a2+・・・am+X−L/2)×tan54.7°
このように、本実施形態におけるインクジェットヘッド用基板の製造方法によれば、レーザ光の配置および出力条件を変えることによって、様々な裏面開口寸法を有する供給口9を形成することが可能となる。したがって、この製造方法によれば、気泡排出の信頼性を向上させたインクジェットヘッドを、工程を短縮しつつ提供することが可能となる。
4 保護膜
5 犠牲層
7 第1の未貫通孔
8 第2の未貫通孔
9 インク供給口
Claims (21)
- 基板にインク供給口を形成することを含むインクジェットヘッド用基板の製造方法であって、
前記基板の表面に保護膜を形成する工程と、該保護膜を貫通して前記基板の内部で留まる第1の未貫通孔を形成する工程と、前記保護膜を貫通して前記基板の内部で留まる第2の未貫通孔を形成する工程と、異方性エッチングにより未貫通孔の間を連通する工程と、を含み、
前記第1の未貫通孔と前記第2の未貫通孔との間の距離をa、前記第2の未貫通孔の深さをdとしたとき、
a×tan54.7°≦ d
なる関係を満たすように前記第2の未貫通孔を形成することを特徴とするインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 基板にインク供給口を形成することを含むインクジェットヘッド用基板の製造方法であって、
前記基板の内部で留まる第1の未貫通孔を形成する工程と、前記基板の内部で留まる第2の未貫通孔を形成する工程と、異方性エッチングにより未貫通孔の間を連通する工程と、を含み、
前記第1の未貫通孔と前記第2の未貫通孔との間の距離をa、前記第2の未貫通孔の深さをdとしたとき、
a×tan54.7°≦ d
なる関係を満たすように第2の未貫通孔を形成することを特徴とするインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 第1の未貫通孔と第2の未貫通孔が、同一工程で形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第1の未貫通孔と第2の未貫通孔は、YAGまたはYVO4レーザで形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第1の未貫通孔と第2の未貫通孔は、円または楕円を下底とする円錐形状または、円柱形状で形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第1の未貫通孔と第2の未貫通孔は、トレンチ形状で形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第1の未貫通孔と第2の未貫通孔はそれぞれ複数形成されており、これらの未貫通孔のうちの一部が円錐形状または円柱形状で形成され、その残りがトレンチ形状で形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第1の未貫通孔は、インク供給口形成部位の長手方向に沿って複数形成されて列をなし、この列が該インク供給口形成部位の短手方向に1列以上形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第1の未貫通孔は、(100)基板上の[001]または[110]、もしくはそれらと等位な方位に沿って形成されることを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第2の未貫通孔は、インク供給口形成部位の長手方向に沿って複数形成されて列をなし、この列が該インク供給口形成部位の短手方向に1列以上形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第2の未貫通孔は、(100)基板上の[001]または[110]、もしくはそれらと等位な方位に沿って形成されることを特徴とする請求項10に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 第2の未貫通孔は、複数の第1の未貫通孔がなす列に対して相対的に外側位置に形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 複数の第1の未貫通孔がなす列を1列形成し、該第1の未貫通孔がなす列の外側に、複数の第2の未貫通孔がなす列を1列形成し、第1の未貫通孔の列と第2の未貫通孔の列との間の距離をa、第2の未貫通孔の深さをdとしたとき、
a×tan54.7°≦ d
の関係を満たすように第2の未貫通孔を形成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 複数の第1の未貫通孔がなす列を1列形成し、該第1の未貫通孔がなす列の外側に、複数の第2の未貫通孔がなす列をn列(n≧2)形成し、第1の未貫通孔の列から外側に向かってm列目(2≦m≦n)の第2の未貫通孔の深さをdmとし、m−1列とm列との間の距離をamとし、1列目の第2の未貫通孔の列と第1の未貫通孔の列との間の距離をa1、1列目の第2の未貫通孔の深さをd1としたとき、
a1×tan54.7°≦ d1
am×tan54.7°≦ dm
の関係を満たすように第2の未貫通孔を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 前記保護膜は、前記基板の表面に少なくとも1層以上形成されることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 前記保護膜は、絶縁膜、金属膜、無機膜、または有機膜のいずれか1層で形成されるか、それらの2層以上を組み合わせて形成されることを特徴とする請求項15に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 前記基板の前記保護膜が形成された第1の面とは逆側の第2の面に、液体を吐出する吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生部と、インク流路と、液体を吐出する吐出口とを形成する工程と、
異方性エッチングによって、未貫通孔の間を連通させた後、前記基板の第1の面と第2の面を連通してインク供給口を形成する工程と、
を含む、請求項1に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 前記基板の前記未貫通孔が形成される第1の面とは逆側の第2の面に、液体を吐出する吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生部と、インク流路と、液体を吐出する吐出口とを形成する工程と、
異方性エッチングによって、未貫通孔の間を連通させた後、前記基板の第1の面と第2の面を連通してインク供給口を形成する工程と、
を含む、請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 前記基板の第1の面にインク流路及び吐出口を形成する工程において、基板よりもエッチングレートの高い犠牲層を、前記第1の面に形成することを含む、請求項17又は請求項18に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 複数の第1の未貫通孔がなす列を2列以上形成し、犠牲層の中心から最も外側にある第1の未貫通孔の列の外側に、複数の第2の未貫通孔がなす列を1列形成し、最も外側にある第1の未貫通孔の列と第2の未貫通孔の列との間の距離をa、第2の未貫通孔の深さをd、第1の未貫通孔の深さをD、犠牲層の幅をL、基板の厚みをT、犠牲層の中心から最も外側にある第1の未貫通孔と犠牲層の中心との距離をXとしたとき、
X≧L/2の場合、
T−(X−L/2)× tan54.7°≧ D ≧T−X × tan54.7°
X<L/2の場合、
T> D ≧T−X × tan54.7°
なる関係式を満たすように第1の未貫通孔を形成することを特徴とし、
第2の未貫通孔が
a+X ≦ T/tan54.7°+L/2
a×tan54.7°≦ d≦ T−(a + X −L/2)×tan54.7°
なる関係式を満たすように形成されることを特徴とする請求項19に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 複数の第1の未貫通孔がなす列を2列以上形成し、犠牲層の中心から最も外側にある第1の未貫通孔の列の外側に、複数の第2の未貫通孔がなす列をn列(n≧2)形成し、最も外側にある第1の未貫通孔の列から外側に向かってm列目(2≦m≦n)の第2の未貫通孔の深さをdmとし、m−1列とm列との間の距離をamとし、1列目の第2の未貫通孔の列と第1の未貫通孔の列との間の距離をa1、1列目の第2の未貫通孔の深さをd1とし、第1の未貫通孔の深さをD、犠牲層の幅をL、基板の厚みをT、犠牲層の中心から最も外側にある第1の未貫通孔と犠牲層の中心との距離をXとしたとき、
X≧L/2の場合、
T−(X−L/2)× tan54.7°≧ D ≧T−X × tan54.7°
X<L/2の場合、
T> D ≧T−X × tan54.7°
なる関係式を満たすように第1の未貫通孔を形成することを特徴とし、
第2の未貫通孔が
a1+a2+・・・am+・・・an+X ≦ T/tan54.7°+L/2
a1×tan54.7°≦d1≦T−(a1+X−L/2)×tan54.7°
am×tan54.7°≦dm≦ T−(a1+a2+・・・am+X−L/2)×tan54.7°
なる関係式を満たすように形成されることを特徴とする請求項19に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
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