JPH08467B2 - インク・ジェット印字ヘッド製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、サーマル・インクジェット印刷、詳細に
は、サーマル・インクジェット印字ヘッドを製造する方
法に関するものである。

従来の技術 サーマル・インクジェット・プリンタは、命令に応じ
て、熱エネルギーを用いてインク充満チャンネル内に気
泡を発生させ、その気泡でインク滴を噴出させるオンデ
マンド型インクジェット・プリンタである。一般に、サ
ーマル・インクジェット印刷は、米国特許第4,463,359
号に記載されているように、一端が比較的小さいインク
供給室に通じ、他端が開口になっている１個またはそれ
以上のインク充満チャンネルを有する印字ヘッドを使用
して行われる。各チャンネルの中には、その開口の上流
の所定の距離に抵抗発熱体が設置されている。これらの
抵抗発熱体が電流パルスで個別にアドレスされると、イ
ンクが瞬時に蒸発して気泡が発生し、この気泡によりイ
ンク滴が噴射される。

米国特許第4,601,777号は、サーマル・インクジェッ
ト印字ヘッドとその製造方法を開示している。この製造
方法では、基板の表面に、複数組の発熱体とそれらを個
別にアドレスするための電極を形成し、別のシリコン・
ウェーハの表面に、インク・チャンネルの役目をする複
数組の溝と共通インク・マニホルドとをエッチングし、
次に、各インク・チャンネル内に１個の発熱体が置かれ
るように、ウェーハと基板を整合し接着する。続いてウ
ェーハの不要シリコン材料をフライス削り加工で除去し
基板上のアドレッシング電極の端子を露出させた後、接
着した構造体を複数の個々の印字ヘッドに切り分けて、
複数の印字ヘッドを同時に製作する。

米国特許第4,638,337号は、一端に滴噴射ノズルを有
し、他端がインク供給マニホルドに通じている複数の毛
管インク・チャンネルを有するサーマル・インクジェッ
ト印字ヘッドを開示している。各インク・チャンネル
は、ノズルの上流の凹部内に設置された発熱体を有す
る。発熱体が入っている前記凹部の壁は気泡が横に動い
てノズルを通過するのを防止するので、蒸発したインク
が突然に大気へ放出されることはない。

上に挙げた少なくとも一部の米国特許に記載されてい
るように、サーマル・インクジェット印字ヘッドは、１
個の基板上に複数組の発熱体を設け、第２のシリコン・
ウェーハに複数組のインク・チャンネルと関連マニホル
ドを異方性エッチングし、基板とシリコン・ウェーハは
整合し接着した後、複数の個々の印字ヘッドに切り分け
ることによって、バッチ生産することが可能である。例
えばワイヤボンディングで印字ヘッドを電極基板（一般
に娘基板と呼ばれる）に電気的に接続するには、発熱体
基板に接着したとき、アドレッシング電極の端子を接触
損傷させずに、ダイシング刃でアドレッシング電極端子
の上方のシリコン材料を除去できるように、逃げ溝を各
組のインク・チャンネルとマニホルドの周囲のシリコン
・ウェーハにエッチングしなければならない。この逃げ
溝は、同時に、シリコン・ウェーハを発熱体基板に接着
するとき、接着剤が電極端子に塗布されるのを防止し、
したがって電極の端子即ち接触パッドの汚染を防止す
る。

後で第４図について説明するように、平ダイシング刃
を用いてアドレッシング電極の接触パッドの周囲から不
要なシリコン材料を除去することができる。しかし、異
方性エッチングで形成した逃げ溝はその目的は果たすけ
れども、その逃げ溝のために、発熱体基板の表面に接着
する前のウェーハが非常にこわれやすくなる。したがっ
て、従来の印字ヘッドは、発熱体基板に整合し接着する
前の取扱い中に、シリコン・ウェーハがこわれてしまう
という重要な問題をかかえている。

課題を解決するための手段 本発明の目的は、従来の印字ヘッドより製造費が安
く、より丈夫な構成部品を有するインクジェット印字ヘ
ッドを提供することである。

本発明のもう１っの目的は、切り離す前の複数のつな
がった印字ヘッドを作るためウェーハと基板を整合し接
着した後、基板上のワイヤボンディング・パッドの上方
のシリコン材料を、ワイヤボンディング・パッドを損傷
させずに、除去するための逃げ溝を設けなくてもよいウ
ェーハを提供することである。

本発明の製造方法では、２個の基板（少なくとも一方
の基板は（100）シリコン・ウェーハである）から複数
のインクジェット印字ヘッドを同時に製作する。シリコ
ン・ウェーハの画面をレジスト材料で被覆する。各面に
｛111｝面で取り囲まれた複数の凹部を方向性依存エッ
チングするために、各面にパターニングを施して複数の
開孔を生じさせる。エッチングは時間を定めて行い、イ
ンク・マニホルドの役目をする１個の凹部を形成した
後、前記マニホルド凹部の床にインク供給孔の役目をす
る別の凹部を開く。マニホルド凹部を有するウェーハ面
に、エッチング又はダイシング加工によって複数の溝を
設ける。上記の製造方法の代わりに、シリコン・ウェー
ハを片側からのみエッチングしてウェーハを貫通する溝
穴を形成して、、インク供給孔を有するインク・マニホ
ルドを形成することができる。別の基板の一面に、発熱
体として使用する抵抗材料の複数の直線配列を作り、さ
らに同じ基板面に、各発熱体を電流パルスで個別にアド
レスするためのアドレッシング電極のパターンを作る。
アドレッシング電極と発熱体を、パッシベーション層で
被覆する。ワイヤボンディングによって電気接続が行え
るように、電極端子からパッシベーション層を除去す
る。所定の厚さの厚膜絶縁層をパッシベーション層の上
に形成する。写真平版法（フォトリソグラフィ）でこの
厚膜絶縁層にパターニングを施し、各発熱体の上方から
厚膜絶縁層を除去し、かつ各アドレッシング電極の端子
と共通リターンを露出させるため厚膜絶縁層に複数のト
ラフを作る。次に発熱体とシリコン・ウェーハの溝をぴ
ったり合わせ、２っの基板表面を接着して、複数のイン
クジェット印字ヘッドを同時に作る。電極端子は厚膜絶
縁層に形成されたトラフ内に引っ込んでいるので、電極
端子の上方の不要なシリコン材料を低精度ダイシング刃
で除去することができる。その後、接着した２っの基板
を切り分けて個々の印字ヘッドにする。

実施例 第１図に、少なくとも２っの整合穴、複数のマニホル
ド凹部とその他の凹部、電極端子にクリアランスを与え
る逃げ溝を有する従来の典型的なシリコン・ウェーハ
と、１っのマニホルド凹部と１っの整合穴を拡大して示
す。マニホルド凹部とその他の凹部と、電極端子にクリ
アランスを与える逃げ溝は、前に挙げた米国特許、例え
ば米国特許第4,638,337号に開示されているように、異
方性エッチングによって作られる。印字ヘッドの複数の
上部基板31は、例えば両面研磨（100）シリコン・ウェ
ーハ39を使用して同時に作ることができる。ウェーハを
化学洗浄した後、熱分解CVDシリコン窒化層47（第３図
参照）をウェーハの両面に蒸着する。通常の写真平版法
を用いて、第１図に示した面の反対側のウェーハ面に、
複数の上部基板31のそれぞれのインク供給孔25のための
開孔と、整合穴40のための少なくとも２っの開孔を所定
の場所に印刷する。インク供給孔と整合穴を表す開孔か
ら、プラズマ・エッチングでシリコン窒化層を除去す
る。インク供給孔と整合穴は、前に引用した米国特許第
4,601,777号が開示した印字ヘッド製造方法と同様に、
水酸化カリウム（KOH）異方性エッチング剤を用いて形
成することができる。この場合、（100）シリコン・ウ
ェーハの｛111｝面はウェーハの表面に対し54.7゜の角
度をなしている。インク供給孔の表面図形は、一辺が約
20ミル（0.5mm）の小さい正方形であり、整合穴は一辺
が約60〜80ミル（1.5〜2.0mm）の正方形である。したが
って、整合穴は20ミル（0.5mm）の厚さのウェーハを貫
通するのに対し、インク供給孔はウェーハの厚さの約3/
4の途中までエッチングされ、頂点43で終わっている
（第３図参照）。比較的小さい正方形のインク供給孔
は、エッチングの継続で大きさがさらに増すだけであ
り、整合穴とインク供給孔のエッチングはそれほど時間
的に厳密でない。このエッチングは約２時間かかるが、
多数のウェーハを同時に処理することが可能である。

次に、最終的に印字ヘッドのインク・マニホルドとな
る比較的大きな長方形の凹部45を作るために、既にエッ
チングした整合穴を基準として用い、ウェーハ39の反対
面44に写真平版法でパターニングを施す。同様に、各基
板31のマニホルドの間に、マニホルド凹部の各短壁51に
隣接して、２っの凹部46をつくるため同じ面にパターニ
ングを施す。隣り合う基板31のマニホルド凹部の間に
は、マニホルド凹部の各長壁52と平行に隣接した細長い
溝53がウェーハ面44を横切って伸びている。細長い溝53
は、前に挙げた米国特許に記載されているように、ウェ
ーハの縁までは伸びていない。マニホルド凹部を形作る
壁の上面47Aは、まだシリコン窒化層が付いている元の
ウェーハ面44の一部であり、後でウェーハ39を基板28に
接着するため接着剤が塗布される接着面になる。細長い
溝53と凹部46は、前に挙げた米国特許に記載されている
ように、接着工程のとき印字ヘッドの電極端子にクリア
ランスを与える。各マニホルド凹部の壁52の１っには、
第８図で説明するように、インク・チャンネルとして機
能するチャンネル溝48が後で作られる。製造工程のこの
段階では、チャンネル溝48は作られていないので、マニ
ホルド凹部の一方の長壁52の上面には、将来チャンネル
溝が作られることを理解してもらうために、それらのチ
ャンネル溝を点線で示してある（第１図）。電極の端子
にクリアランスを与えるために必要な逃げ溝53と逃げ凹
部46は、発熱体基板に整合し接着する前のウェーハを非
常にぜい弱にする。後で説明する本発明によれば、より
簡単なマニホルド凹部のエッチング・パターンが得られ
るほか、より丈夫なウェーハ39が作られるので、生産性
が向上し、インクジェット印字ヘッドの製造プロセスの
コスト効果が向上する。

前に挙げた米国特許は、KOH溶液による異方性エッチ
ングを用いて凹部を形成することを開示しているが、表
面パターンのサイズのために、エッチング処理の時間を
定めて、マニホルド凹部の深さを止めなければならな
い。さもなければ、表面パターンのサイズが大きいの
で、エッチング剤がウェーハを貫通するまで腐食してし
まう。マニホルド凹部の床45Aは、エッチング処理を止
めたときの深さで決まる。この床45Aはインク供給孔25
の頂点43の深さを若干越える程度に低いので、インク供
給孔25として使用するのに適した開口が生じる。ウェー
ハ39をエッチングした後、各上部基板31の所定の凹部壁
52に、ダイサーで平行なチャンネル溝48を削り出す。第
８図に示すように、各チャンネル溝48の長さは、約20ミ
ル（0.5mm）で、深さと幅は約１ミル（25ミクロン）で
ある。溝48の中心線の間隔は約３ミル（75ミクロン）で
ある。ウェーハ面44上のシリコン窒化層47は接着面にな
る。前記米国特許第4,678,529号に記載されているよう
に、窒化層47上に、接着剤、例えば熱硬化性エポキシ樹
脂の膜を、溝48及びその他の凹部に流れ込まないように
塗布する。

前記米国特許第4,638,337号に記載されているよう
に、例えば真空チャック式マスク・アライナーを用い
て、チャンネル・ウェーハ39の整合穴40を発熱体基板
（図示せず）上の整合マークに合わせる。ウェーハと基
板を正確に整合した後、接着剤を部分硬化させて両者を
粘着させる。チャンネル溝48は自動的に位置決めされる
ので、各溝48の内部に、インク・チャンネル板31の端面
29にあるノズル27すなわちチャンネル溝48の開端から所
定の距離の所に、発熱体が置かれる（第８図と第９図参
照）。オーブンまたは貼合せ機の中でチャンネル・ウェ
ーハ39と基板を硬化させて両者をしっかり接着した後、
チャンネル・ウェーハ39を個々の上部基板に切り分け
る。

第４図は、複数の個々のインク・チャンネル板31を作
った後、複数組の発熱体とアドレッシング電極を有する
基板28に整合し接着したウェーハ39の拡大断面を示す。
第４図は第１図の線４−４に沿った断面図である。第４
図には、厚膜層58を示してあるが、前記米国特許第4,63
8,337号に記載されているように、より低い滴速度が許
されるならば、この層を設けるかどうかは自由である。
凹部46は、アドレッシング電極33の接触パッドすなわち
端子32の上方の逃げを与える。インク・マニホルド45と
インク供給孔25とノズル27は、この図では見えないの
で、点線でしてある。点線で示したダイシング刃54で基
板28を個々の印字ヘッドに切り分ける前に、ウェーハ39
から不要なシリコン材料をどのように除去するかを明ら
かにするため、ダイシング刃50を点線で示してある。こ
の不要なシリコン材料は、右側の場所23から除去して示
してある。ウェーハのチャンネル板31の各列の各組のチ
ャンネル溝48に直角に切断すると、第８図と第９図に示
した端面29が生じる。第１図と第２図に点線で示した平
面49は、ダイサーで切断してノズル端面29を作る箇所を
示す。ダイシング刃50による切断で、平行な側壁55と、
発熱体基板28との境界に傾斜面部分56が生じる。傾斜面
部分56は、シリコン・ウェーハの｛111｝面に沿って形
成されるので、ウェーハの表面42,44に対し54.7゜の角
度をなしている。

第１図に類似した第５図は、本発明による複数のチャ
ンネル板21を示す。より簡単なより丈夫なチャンネル板
21は、インク・マニホルドとして機能する凹部45とイン
ク供給孔として機能する凹部25を有するだけである。各
凹部は、インク供給孔25を含む床45Aと交差する細長い
側壁52と端壁51を有する。点線で示したチャンネル溝48
は、ダイシング加工で削り出すことができる。点線で示
した平面49は、ダイシング加工により、適当な流さのチ
ャンネルと、切断面29にノズル27を形成する箇所を示
す。

次に第６図と第７図を参照して、本発明の構造方法を
説明する。第６図は、発熱体基板28の上に整合した接着
したエッチング済みのチャンネル・ウェーハ39を示す。
両者の間にある厚膜層58では、写真平版法を用いてパタ
ーニングが施され、発熱体をおおう厚膜層部分（図示せ
ず）と、アドレッシング電極32および共通リターンの端
子27をおおう厚膜層の一部60が除去されている。本明細
書では、アドレッシング電極32と共通リターンの端子27
を覆う厚膜層58における除去部分60（窪み）を「大形ト
ラフ」と呼ぶ。チャンネル・ウェーハ39と発熱体基板28
の間に電極端子32が置かれる空間が形成されることを明
らかにするために、エッチングされたマニホルド45とイ
ンク供給孔25とノズル27を点線で示してある。第７図
は、電極端子の上方の不要シリコン材料を除去する位置
にあるダイシング刃50を示す。ダイシング加工によって
生じたチャンネル板21は垂直壁57を有する。不要シリコ
ンを完全に除去するため、ダイシング刃50は厚膜層58の
隅の一部も切除する。この結果、第９図に示すように、
厚膜層58の隅に段59が生じる。

本発明の好ましい実施例では、両面研磨（100）シリ
コン・ウェーハ39を使用して、印字ヘッドの複数のイン
ク・チャンネル板21を製作する。ウェーハ39を化学洗浄
した後、熱分解CVDシリコン窒化層（図示せず）を両面
に蒸着する。複数の各チャンネル板21のインク供給孔25
のための開孔を写真平版法で印刷する。ウェーハ面42の
所定の場所に、第５図に示すように、整合穴40のための
少なくとも２っの開孔を写真平版法で印刷する。インク
供給孔25と整合穴40を表す開孔内のシリコン窒化層を、
プラズマ・エッチングで除去する。次に、第１図〜第３
図について説明した従来の印字ヘッド製造方法と同様
に、KOH異方性エッチング剤を用いてインク供給孔25と
整合穴40をエッチングする。インク供給孔と整合穴は従
来とほぼ同じサイズを有する。したがって、インク供給
孔25は、ウェーハの厚さの約3/4の所までエッチングさ
れ、頂点で終わっている。整合穴40は、20ミルの厚さの
ウェーハを貫通してエッチングされる。次に、既にエッ
チングした整合穴の基準として使用し、ウェーハ39の反
対面に写真平版法でパターニングを施して、最終的に印
字ヘッドのインク・マニホルドとなる比較的大きな長方
形凹部45を作る。基版28をシリコン・ウェーハにするか
どうかは自由であるが、前に挙げた米国特許に記載され
ているように、基板28の一面に、複数組の気泡発生用発
熱体（図示せず）とそれらのアドレッシング電極33をパ
ターニングして作る。厚膜絶縁層58たとえばRiton（登
録商標）、Vacrel（登録商標）、Probimer52（登録商
標）又はポリイミドなどを５〜100ミクロン（15〜50ミ
クロンが好ましい）の厚さで、発熱体基板のパッシベー
ション層の上に形成する。次に、絶縁層58を写真平版法
でパターニングして、各発熱体の上方の絶縁層部分と電
極端子23,37を覆っている所定の領域内の絶縁層部分を
エッチングして除去する。次に、第７図に示すように、
ダイシング刃50で、電極端子の上方のシリコン材料を除
去した後、点線で示したダイシング刃54で発熱体基板28
を個々の印字ヘッドに切り分ける。

第９図は、印字ヘッド10の前面の拡大斜視図で、滴噴
射ノズル27の配列を示す。発熱体基板28の表面30には、
発熱体（図示せず）とアドレッシング電極33のパターン
が作られている。他方のチャンネル基板21は、一方向に
伸びた前面29を貫通する平行なチャンネル溝を有する。
平行なチャンネル溝と他端は、第６図、第７図及び第５
図に点線で示した共通の内部凹部45に通じている。内部
凹部45の床45Aには、インク共通孔25として使用する開
口があいている。前に述べたように、チャンネル溝のあ
る上部基板21の面を発熱体のある下部基板28の面に整合
し接着するので、チャンネル溝と下部基板によって形成
された各チャンネルの中には、発熱体が１個づつ設置さ
れる。インクは凹部45と下部基板28によって形成された
マニホルドに入り、インク供給孔25を通って、毛管作用
でインク・チャンネルを満たす。インクは、各ノズルの
所でメニスカスを形成し、その表面張力によりノズルか
らインクがにじみ出ることはない。下部基板28上のアド
レッシング電極33は端子すなわち接触パッド32で終わっ
ており、共通の電極リターン35も端子すなわち接触パッ
ド37で終わっている。電極端子32,37を露出させ、印字
ヘッド10を永久的に取り付ける娘基板19の電極にワイヤ
ボンディングすることができるように、上部基板21のサ
イズは下部基板28よりも小さい。上部基板すなわちチャ
ンネル基板と下部基板すなわち発熱体基板の間にはさま
れた層58は、前に述べたように、厚膜パッシベーション
層である。この厚膜層58は、前記米国特許第4,638,337
号に記載されているように、発熱体を露出させ凹部の中
に置くためエッチングされ、さらに、第６図と第７図で
説明したように、ダイシング刃50でチャンネル基板21間
の不要なシリコン材料を除去し平行な側壁57を形成する
ことができるようにエッチングされている。この厚膜層
58の厚みを利用してチャンネル基板21を発熱体基板28の
上方に間隔をあけて置くことができるので、異方性エッ
チングによる逃げ溝は必要ない。したがって、より丈夫
なチャンネル・ウェーハが得られる。前に挙げた米国特
許に開示された印字ヘッド製造方法は、チャンネル・ウ
ェーハが非常にこわれやすく、取扱い中に相当な割合で
破損するので、生産性の点で重大な問題があった。厚膜
層58によってクリアランスすなわち間隔が与えられるの
で、より簡単な、より丈夫なチャンネル・ウェーハがで
きる。

第10図に示した本発明の好ましい実施例の別の製造方
法では、すべてのエッチングをウェーハ63の片側からの
み行う。したがって、前記米国特許第4,601,777号に開
示されているように、（100）ウェーハ63の研磨は片面
のみでよい。化学洗浄した片面研磨面に熱分解CVDシリ
コン窒化層47を蒸着する。そのシリコン窒化層47の上
に、通常の写真平版法を用いて、複数のマニホルドと整
合穴のためのマスクを印刷する。ウェーハ面上のマスク
の印刷した領域から、シリコン窒化層47をプラズマ・エ
ッチングする。次に、KOH異方性エッチング剤を用いて
ウェーハを完全にエッチングする。これには約２時間か
かるが、多数のウェーハを同時に処理することが可能で
ある。エッチングの深さはエッチング剤にさらされるウ
ェーハの表面積によって決まる。エッチング剤がウェー
ハを貫通するまで腐食するように、整合穴40とマニホル
ド65の大きさが決められる。点線で示したチャンネル溝
48は、後で、フライス削り、又は米国特許第4,601,777
号に記載されているように、エッチングにより形成する
ことができる。マニホルド凹部は、｛111｝面にある壁5
1,52によって取り囲まれている。その他の点について
は、この代替製造方法は第５図〜第７図について説明し
た両面研磨ウェーハの製造方法と同じである。

シリコン窒化層47を有するウェーハ63の表面は、ウェ
ーハ63を発熱体基板28に接着するための接着面の役目を
する。ウェーハ63は複数組のインク・チャンネルと関連
マニホルドを有し、基板28（シリコン・ウェーハでもよ
い）は複数組の発熱体とアドレッシング電極を有してい
る。接着面に熱硬化性エポキシ樹脂を塗布した後、赤外
線整合貼合せ機を用いてウェーハ63と発熱体機板28をぴ
ったり貼り合わせる。ウェーハ63の整合穴40を使用する
代わりに、赤外線を通さないウェーハの整合マーク（図
示せず）を使用することができる。複数組の発熱体（図
示せず）を有する基板28上の整合マーク（図示せず）
は、同様に赤外線を通さないアルミニウム・パターンに
することができる。したがって、整合する各基板上の赤
外線を通さないマークと赤外線顕微鏡を使用してウェー
ハ63と発熱体基板28を整合する方法は、前に述べた整合
穴に代わる別の整合方法である。

整合前に、ウェーハ63の上面に接着剤の層を塗布する
とき、接着剤がチャンネル48に流れ込まないようにす
る。

ウェーハ63と基板28を互いに接着した後、貼合せ機の
中で硬化させる。次に、第６図と第７図に示すように、
ウェーハの一部分をフライス削り加工して、印字ヘッド
の電極端子を露出させる。続いて、発熱体機板28を複数
の個々の印字ヘッドに切り分けると、新しい切断面29に
ノズル27が生じる。第９図は完成した印字ヘッドの拡大
斜視図であるが、この実施例の場合は、マニホルド65が
チャンネル板61を貫通するようにエッチングされるの
で、インク供給孔は細長い溝穴（図示せず）を有するこ
とになろう。第９図には、チャンネル板21には、第５図
の２段階エッチング・プロセスで形成されたインク供給
孔25が図示されていることに留意されたい。各印字ヘッ
ドを娘基板に永久的に取り付けた後、それぞれの電極を
ワイヤボンディングする。ワイヤボンド（図示せず）と
接触パッドすなわち端子32,37をカプセル封じシリコン
・コンパウンド、例えばDow Corning3−6550RTVのパッ
シベーション層で被覆する。この層により電極とワイヤ
ボンドは電気的に隔離される。

以上の説明から多くの修正や変更を思い浮かべるであ
ろうが、それらの修正や変更はすべて本発明の範囲に含
まれるべきものと考える。

【図面の簡単な説明】

第1A〜1C図は、この分野では周知の異方性エッチングに
よって作った複数のインク・マニホルド凹部とダイシン
グ逃げ溝を有するウェーハの略正面図と、マニホルド凹
部と整合穴の拡大図、 第２図は、第１図の線２−２に沿った、第２エッチング
工程後のマニホルド凹部の拡大断面図、 第３図は、第１エッチング工程で生じた整合穴と、後で
インク供給孔として使用する凹部を示す、第１図の線３
−３に沿ったウェーハと拡大断面図、 第４図は、電極端子を覆っている不要シリコンを除去す
る従来の方法を示すため、点線で示したダイシング刃
と、整合し接着した後のチャンネル板と発熱体基板の断
面図、 第5A〜5C図は、本発明による複数のインク・マニホルド
凹部を有するウェーハの略正面図と、マニホルド凹部と
整合穴の拡大図、 第６図は、整合し接着した後のチャンネル・ウェーハと
発熱体基板、及び電極端子にクリアランスを与えるため
の厚膜層と逃げ空間を示す拡大断面図（明確にするた
め、アドレッシング電極は省略してある）、 第７図は、電極端子の上方の不要シリコン材料を除去す
るダイシング刃の位置を示すため、整合し接着したチャ
ンネル・ウェーハと発熱体基板の拡大断面図（明確にす
るため、アドレッシング電極は省略してある）、 第８図は、チャンネル・ウェーハを発熱体基板に整合し
接着する前に、第５図のマニホルド凹部壁の１っに削り
出した１組のチャンネル溝の拡大斜視図、 第９図は、娘基板に取り付けた印字ヘッドの拡大部分斜
視図、 第10A〜10C図は、本発明の別の実施例による複数のマニ
ホルド凹部を有するウェーハの略正面図と、マニホルド
凹部と整合穴の拡大図である。 符号の説明 10……印字ヘッド、19……娘基板、 21……チャンネル板、23……シリコン除去箇所、 25……インク供給孔、27……ノズル、 28……発熱体基板、29……端面、 30……発熱体基板表面、31……チャンネル板、 32……電極端子、33……アドレッシング電極、 35……電極リターン、 37……端子（接触パッド）、 39……両面研磨（100）シリコン・ウェーハ、 40……整合穴、42……ウェーハ面、 43……頂点、44……ウェーハ面、 45……マニホルド凹部、45A……床、 46……逃げ凹部、47……シリコン窒化層、 47A……上面、48……チャンネル溝、 49……切断平面、50……ダイシング刃、 51……短壁、52……長壁、 53……細長い平行溝、54……ダイシング刃、 55……平行側壁、56……傾斜面部分、 57……平行側壁、58……厚膜層、 59……段、60……厚膜層部分、 61……チャンネル板、 63……片面研磨（100）シリコン・ウェーハ、 65……マニホルド凹部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド ジェイ ドレイク アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14618 ロチェスター フレンチ ロード 480 (56)参考文献 特開 昭62−33648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−230954（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェット印字装置において使用でき
   各々インク滴を記録媒体に向けて噴射するための複数の
   印字ヘッドを製造する方法において、 （ａ） 実質的に平行な第１表面と第２表面を持つ（10
   0）シリコンウエーハと、実質的に平行な第１表面と第
   ２表面を持つ同様のサイズの基板とを洗浄し、 （ｂ） 前記シリコンウエーハの少なくとも第１表面に
   エッチングレジスト材料の層を形成し、 （ｃ） 前記基板の第１表面に、発熱体の組として使用
   する抵抗材料を等間隔に直線的に配置した配列体の複数
   組を形成し、前記基板の同じ第１表面に、各発熱体を電
   流パルスで個別にアドレスするための複数組のアドレッ
   シング電極を、接触パッドで終わるようにして形成し、 （ｄ） 前記基板の第１表面上と、その上の発熱体およ
   び電極組上に、厚さが５〜100ミクロンの厚膜絶縁層を
   付与し、 （ｅ） 前記厚膜絶縁層にパターニングを施して、各発
   熱体の上方に１つの開孔を、そして接触パッドを有する
   各組の電極端部の上方に１つの大形開孔を生じさせ、こ
   れらの開孔にさらされた厚膜絶縁層の部分をエッチング
   剤で除去して、各発熱体の上方に凹部を形成し、かつ各
   組の電極接触パッドへのアクセスを与えるための少なく
   とも一つの大形トラフを形成し、 （ｆ） 前記シリコンウエーハの第１表面上のエッチン
   グレジスト層に写真平版法でパターニングを施し、所定
   の場所に、所定の大きさの複数組の開孔を生じさせ、 （ｇ） 前記シリコンウエーハを異方性エッチングし
   て、前記シリコンウエーハの第１表面に、それぞれが
   ｛111｝面の側壁で囲まれた複数組の凹部を生じさせ、 （ｈ） 前記シリコンウエーハの第１表面とそのエッチ
   ングレジスト層を貫いて等間隔に配置され、所定の深さ
   を有し第１端を前記凹部に通じ第２端を開いた複数組の
   平行な溝を形成し、 （ｉ） 前記シリコンウエーハと前記基板のそれぞれの
   第１表面を互いに突き合わせ、両者の間に前記厚膜絶縁
   層をはさんだ状態で、前記シリコンウエーハと前記基板
   を整合して結合させ、この整合により、各溝の中に１個
   の発熱体が開いた第２端から所定の距離に配置されるよ
   うにし、この結合により、前記シリコンウエーハと前記
   基板とが固着され、各組の溝と通じている各凹部はイン
   ク供給マニホルドとして機能し、各組の溝はインクチャ
   ンネルとして機能し、各溝の開いた第２端はノズルとし
   て機能するようにし、 （ｊ） 前記厚膜絶縁層の各大形トラフと整列した前記
   シリコンウエーハのシリコン材料を、ダイシング加工で
   除去して複数組の接触パッドを露出させ、このシリコン
   除去工程中において接触パッドの損傷を防止するに必要
   な逃げが前記厚膜絶縁層の厚さにより与えられるように
   しており、 （ｋ） 前記結合されたシリコンウエーハおよび基板を
   複数個の個々の印字ヘッドにダイシングし、各印字ヘッ
   ドは、それぞれ、マニホルドと、一端が該マニホルドに
   通じ他端がノズルから所定の距離に置かれた発熱体に通
   じている１組のインクチャンネルと、発熱体を選択的に
   アドレッシングするためのアドレッシング電極とを有す
   るようにする、 ことを特徴とする製造方法。
2. 【請求項２】前記基板は、シリコンである請求項１記載
   の製造方法。
3. 【請求項３】前記（ｇ）項の工程にて形成された凹部
   は、｛111｝面によって取り囲まれた孔を通して細長く
   されており、該孔は、その後、インクマニホルドとして
   機能し、開いた底部は、その後、インク充填孔として機
   能する請求項１記載の製造方法。
4. 【請求項４】前記（ｈ）項の工程にて形成された複数組
   の平行な溝は、ダイシングによって形成され、前記
   （ｉ）項の工程における結合は、前記シリコンウエーハ
   と整合させて組み合わす前に、前記厚膜絶縁層の上に所
   定の厚みの接着剤層を、前記接触パッドを覆わないよう
   にして付与することによって行われる請求項３記載の製
   造方法。