JP6572689B2 - Memsデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
駆動回路と圧電素子との接続にバンプを用いることで、高密度に配置した圧電素子と駆動回路とを容易に電気的に接続することができる。さらに、接着剤は、流路形成基板と駆動回路基板との間に配置され、圧電素子を大気から遮断し防湿する。
本適用例に係るMEMSデバイスでは、感光性接着剤が接合される保護層の接合面が平坦であるので、感光性接着剤の流動性が低い場合であっても、感光性接着剤が接合される保護層の接合面が平坦でない場合と比べて、感光性接着剤と保護層の接合面との間に隙間(空洞)が形成されにくく、保護層と感光性接着剤との接合強度を高めることができる。従って、感光性接着剤によって、保護層(第1基板)と第2基板とを良好に接合することができる。
第2基板に高い流動性の感光性接着剤を塗布すると、第2基板が凹凸を有していても、高い流動性の感光性接着剤が流動して当該凹凸を覆うので、感光性接着剤と第2基板との間に隙間(空洞)が形成されにくく、感光性接着剤と第2基板との間に隙間(空洞)が形成される場合と比べて、感光性接着剤と第2基板との接合強度を高めることができる。加えて、フォトリソグラフィ法によって微細加工された低い流動性の感光性接着剤を第2基板に形成するので、例えば高精細化や高密度化がなされたMEMSデバイスであっても、所定の位置に所定の形状の感光性接着剤を高精度に形成することができる。
よって、高精度に微細加工され、高い接合強度の低い流動性の感光性接着剤を、第2基板に形成することができる。
「プリンターの概要」
図1は、実施形態1に係るインクジェット式記録装置(以下、プリンターと称す)の構成を示す概略図である。最初に、図1を参照し、「液体噴射装置」の一例であるプリンター1の概要について説明する。
本実施形態に係るプリンター1は、記録紙などの記録媒体2に「液体」の一例であるインクを噴射し、記録媒体2上に画像などの記録(印刷)を行う装置である。
なお、記録ヘッド3は、「MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイス」及び「液体噴射ヘッド」の一例である。さらに、インクカートリッジがプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジからインク供給チューブを通じてインクが記録ヘッド3に供給される構成であってもよい。
図2は、本実施形態に係る記録ヘッドの構成を示す概略断面図である。
次に図2を参照し、記録ヘッド3の概要について説明する。
図2に示すように、記録ヘッド3は、流路ユニット15と、電子デバイス14と、ヘッドケース16とを有している。記録ヘッド3では、流路ユニット15と電子デバイス14とが積層された状態で、ヘッドケース16に取り付けられている。
以降、流路ユニット15と電子デバイス14とが積層された方向を上下方向として説明する。
なお、接着剤62,63は「感光性接着剤」の一例である。
圧力発生室形成基板28は、シリコン製の硬質な板材であり、表面(上面及び下面)の結晶面方位を(110)面としたシリコン単結晶基板から作製されている。圧力発生室形成基板28は、圧力発生室30を形成する貫通口30aを有している。貫通口30aは、面方位(110)のシリコン単結晶基板を板厚方向に異方性エッチングすることで形成されている。貫通口30aは、圧力発生室30を形成する空間(空部)になる。
なお、個別電極37は、「第2電極」の一例である。
なお、共通電極38は、「第2電極」の一例である。
電極67,68は、「第1電極」の一例である。
なお、保護層71の面72は「保護層の接合面」の一例である。
接着剤61,62,63は、感光性及び熱硬化性を有する樹脂、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、スチレン樹脂などを主成分とする樹脂から形成されている。詳細は後述するが、感光性及び熱硬化性を有する樹脂溶液(感光性接着剤)を第2基板29に塗布し、フォトリソグラフィ法でパターニングして第2基板29の第1基板33側の面に仮硬化した接着剤61a,62a,63aを形成する(図6参照)。第1基板33を貼り合せ、仮硬化した接着剤61a,62a,63aが第1基板33に当接した状態で本硬化させ、接着剤61,62,63を形成する(図7参照)。
次に、本実施形態に係る記録ヘッド3の製造方法を説明する。
図3は、本実施形態に係る記録ヘッドの製造方法を示す工程フローである。
なお、ステップS1は、「第1基板に保護層を形成し、平坦化処理を施す工程」の一例である。ステップS11は、「第2基板に感光性接着剤を塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングする工程」の一例である。ステップS21は、「感光性接着剤を保護層の平坦な接合面に当接させた状態で硬化する工程」の一例である。
また、図4乃至図7は、図2に対応する図であり、図4及び図5では第1基板33の状態が図示され、図6では第2基板29の状態が図示され、図7では電子デバイス14の状態が図示されている。
窒化シリコンは、酸化シリコンと比べて耐水性に優れている。保護層71を酸化シリコンと窒化シリコンとを含む多層膜で構成することによって、保護層71の耐水性を高めることができる。
ステップS11では、後述するステップS21において低流動性の接着剤61a,62a,63aを硬化させて接着剤61,62,63を形成した場合に、接着剤63が圧電素子32を囲み、接着剤61,62がバンプ電極40に干渉しないように、低流動性の接着剤61a,62a,63aを形成する。
フォトリソグラフィ法によってパターニングして低流動性の接着剤61a,62a,63aを形成する方法は、ディスペンス法や印刷法を用いて低流動性の接着剤61a,62a,63aを形成する方法と比べて微細化に優れ、微細な高精細(高密度)パターンを形成することができる。
さらに、接着剤61,62,63と第1基板33の接合面との接合強度が低いと、機械的な衝撃によって、接着剤61,62,63と第1基板33の接合面とが接合する部分に剥離やクラックなどの欠陥が生じやすくなり、記録ヘッド3が劣化し、記録ヘッド3の信頼性が低下するおそれがある。
図8は、図2に対応する図であり、実施形態2に係る記録ヘッドの構成を示す概略断面図である。
本実施形態に係る記録ヘッド3Aでは、第1基板33Aに圧電素子32を駆動する駆動回路39が形成されている。実施形態1に係る記録ヘッド3では、圧電素子32を駆動する駆動回路は第1基板33と別の基板(駆動IC34)に形成されている。この点が本実施形態に係る記録ヘッド3Aと実施形態1に係る記録ヘッド3との相違点であり、他の構成は本実施形態と実施形態1とで同じである。
以下、図8を参照し、本実施形態に係る記録ヘッド3Aの概要を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
第1基板33Aは、第2基板29に積層配置され、圧電素子32を駆動する駆動回路39が形成された基板331や、駆動回路39からの信号を第2基板29に供給するための電極(電極67、電極68、バンプ電極40)などを有している。
また、これらのMEMSデバイスを利用した完成体、例えば上述した記録ヘッド3,3Aを利用した液体噴射装置、上記SAWデバイスを利用したSAW発振器、上記超音波デバイスを利用した超音波センサー、上記モーターを駆動源として利用したロボット、上記焦電素子を利用したIRセンサー、強誘電体素子を利用した強誘電体メモリーなども、本発明を適用させることができ、本発明の技術的範囲である。
Claims (1)
- 保護層を有する第1基板と、前記第1基板に積層配置された第2基板と、前記保護層と前記第2基板とを接合する感光性接着剤と、を含むMEMSデバイスの製造方法であって、
前記第1基板に保護層を形成し、平坦化処理を施す工程と、
前記第2基板に感光性接着剤を塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングする工程と、
前記感光性接着剤を前記保護層の平坦な接合面に当接させた状態で硬化する工程と、
を含むことを特徴とするMEMSデバイスの製造方法。
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