專利名稱：液體排出頭用基板、液體排出頭和其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種從排出口排出墨水等液體形成液滴的液體排出頭用基板、使用該液體排出頭用基板的液體排出頭和其制造方法。
背景技術(shù)：
過去，作為噴墨頭的主要部分的記錄元件基板如圖18所示那樣，作為記錄元件基板501在基板502上由成膜技術(shù)形成電配線和構(gòu)成充填有墨水的液室的構(gòu)件523等而構(gòu)成。作為基板502，例如使用厚0.5～1mm的Si基板。在基板502開設有用于從外部將液體接受到液室內(nèi)的、由長槽狀的貫通口構(gòu)成的多個墨水供給口503。在基板502上的位于各墨水供給口503兩側(cè)的位置分別各1列地以交錯狀排列電熱變換元件504。
液室與各墨水供給口503連通，內(nèi)含形成于各墨水供給口503的兩側(cè)的電熱變換元件504地形成。在液室內(nèi)形成從墨水供給口503通到各電熱變換元件504上的位置的墨水流路的墨水流路壁507，在各電熱變換元件504的上方開設有排出口508。另外，在基板502上形成用于將電力供給到各電熱變換元件504的由Al等構(gòu)成的電配線(圖中未示出)。該電配線連接到與外部的電力供給源相連的電極部分505。電極部分505設在基板502上的縱向的兩端附近并具有排列多個形成的由Au等制成的被稱為凸點的連接構(gòu)件506。
隨著近年的以光級為代表的那樣的記錄圖像的多色化、高畫質(zhì)化，作為噴墨頭實現(xiàn)了噴嘴(墨水排出口)數(shù)量的增加、噴嘴密度的窄節(jié)距化等。因此，形成于記錄元件基板上的電熱變換元件也實現(xiàn)了數(shù)量的增加、窄節(jié)距化。此外，隨著電熱變換元件的高功能化，設于電極部分505的電極片上的凸點506也實現(xiàn)了數(shù)量的增加、窄節(jié)距化。
為此，出于將從頭外部供給的電力引導至電熱變換元件的電配線也實現(xiàn)低電阻化的需要，討論了在基板上的厚膜化。
然而，在上述已有技術(shù)中，如凸點等連接構(gòu)件506的形成在作為記錄元件基板501的記錄頭芯片的上層形成本次討論厚膜化的電配線后作為別的工序進行，則厚膜化的電配線的形成本身需要時間，此外，噴墨頭的制造工序數(shù)增加，存在成本變高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述已有技術(shù)存在的未解決的問題而作出的，其目的在于提供一種液體排出頭用基板、使用該液體排出頭用基板的液體排出頭和其制造方法，該液體排出頭用基板、使用該液體排出頭用基板的液體排出頭和其制造方法作為用于進行具有排出能量發(fā)生部分的基板與外部配線之間的電連接的電極片，使用由與排出能量發(fā)生部分的驅(qū)動回路的共用配線相同的成膜工序成膜的相同材料的金屬膜，從而可實現(xiàn)制造成本的降低等。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種液體排出頭用基板，該液體排出頭用基板作為由從排出能量發(fā)生部分發(fā)生的排出能量排出液體的液體排出頭用基板，包含作為由電鍍法形成的金屬膜的用于將電力供給到排出能量發(fā)生部分的電配線和由電鍍法使用與電配線相同金屬材料形成、用于接受從液體排出頭用基板的外部供給到電配線的電力的電極片。


圖1為作為本發(fā)明的實施例的噴墨記錄頭用基板的示意的透視圖。
圖2A-2B為圖1的噴墨記錄頭用基板的示意截面圖。
圖3A-3B為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖4為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖5為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖6為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖7為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖8為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖9A-9B為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖10A-10B為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖11為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖12為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖13為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖14為說明制作本實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖15為說明制作本發(fā)明另一實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖16為說明制作另一實施例的噴墨記錄頭用基板的工序的示意圖。
圖17為另一實施例的噴墨記錄頭用基板的示意截面圖。
圖18為已有技術(shù)的噴墨記錄頭用基板的示意透視圖。
具體實施例方式
圖1為作為本發(fā)明的液體排出頭用基板的實施例的噴墨記錄頭用基板的示意透視圖，在硅基板101形成墨水供給口115、用于供給記錄頭驅(qū)動用電力的厚膜的金屬膜110a、110b。在該圖中，沿2A-2A的截面中的墨水排出口113近旁的截面示于圖2A，另外，沿2B-2B的截面中的1個電極片近旁的截面示于圖2B。
在圖2A中，符號102為在硅基板101上由SiO2制成的蓄熱層，符號103為發(fā)熱電阻體層，符號104A為個別鋁配線，符號104b為電極用鋁配線，符號106為作為發(fā)生排出墨水所用的能量的排出能量發(fā)生部分的發(fā)熱部分，符號110a為將驅(qū)動電力供給到個別鋁配線104a的由厚膜的金屬膜形成的共用配線，符號107為兼有個別鋁配線104a與共用配線110a的緊貼性提高和耐腐蝕性的由高熔點金屬材料制成的緊貼提高層，符號114為墨水流路，符號113為墨水排出口，符號112為形成墨水流路114和墨水排出口113的流路形成層，符號111為實現(xiàn)共用配線110a與流路形成層112的緊貼并兼作絕緣膜的樹脂層。另外，在圖2B中，符號110b為與共用配線110a電導通將從外部供給的電力用于發(fā)熱部分106的發(fā)熱的電極片。
在本實施例中，以使用墨水作為由本發(fā)明的排出頭排出的液體的排出頭為例，所以，例如墨水排出口為液體排出口的一實施例，墨水流路為液體流路的一實施例。
在本實施例中，對應于各發(fā)熱部分106設置排出墨水的多個墨水排出口113，在噴墨記錄頭用基板上，由厚膜的金屬膜形成的共用配線110a沿由多個墨水排出口113形成的墨水排出口列和與各墨水排出口113連通的墨水供給口115形成。共用配線110a也可平行于墨水排出口列或墨水供給口115形成，或?qū)?者形成為與墨水排出口列和墨水供給口115雙方平行的關(guān)系。通過采用這樣的任一構(gòu)成，可提高涂覆到用于形成后述的那樣的墨水流路114的后除的型材的上層的噴嘴材料112的平坦性。
在本實施例的噴墨記錄頭用基板的形式中，在用于將驅(qū)動電力供給到發(fā)熱部分106的個別鋁配線104a的由厚膜的金屬膜形成的共用配線110a的形成中使用金(Au)作為兼有緊貼性提高和耐腐蝕性的緊貼提高層107和在該緊貼性提高層上形成的金屬材料。另外，在電連接用于將驅(qū)動電力供給到發(fā)熱部分106的個別鋁配線104a的共用配線110a與外部的電極片110b的形成中也同樣使用金(Au)作為金屬材料。然后，形成于硅基板101的無機金屬層的最上層、共用配線110a的下層的緊貼提高層107的寬度比由厚膜的金屬膜形成的共用配線110a的線寬大地形成。
此時，共用配線110a與電極片110b在同一工序由電鍍法同時形成。為此，可應對伴隨著墨水排出口的多數(shù)化的基板上構(gòu)造的高集成化帶來的電配線的低電阻化的要求，可實現(xiàn)共用配線110a的厚膜化，同時，還可形成電極片，所以，可實現(xiàn)制造工序的短縮化和成本降低。
下面參照圖3A～圖13詳細說明用于將驅(qū)動電力供給到其發(fā)熱部分106的個別鋁配線104a的共用配線110a和電極片110b的形成和使用其電鍍法的制造方法。
在硅基板101由真空成膜法等形成由SiO2構(gòu)成的蓄熱層102、發(fā)熱電阻體層103、個別鋁配線104a、電極用鋁配線104b、及保護膜105。然后，由光刻技術(shù)形成圖案，形成用于獲得共用配線110a與個別鋁配線104a之間和電極片110b與電極用鋁配線104b之間的電導通的通孔100(圖3A和圖3B)。最好在個別鋁配線104a和電極用鋁配線104b與保護膜105間形成SiO2等的層間絕緣膜。另外，在處于電極片110b下方的蓄熱層102與電極用鋁配線104b之間未層積發(fā)熱電阻體層103(圖3B)。在這里，在共用配線110a的與發(fā)熱部側(cè)端部相反側(cè)的圖中未示出的端部的下方存在未形成個別鋁配線104a的區(qū)域，因此，電極用鋁配線104b與共用配線110a電導通。這樣，從電極片110b供給的電力通過電極用鋁配線104b、共用配線110a、個別鋁配線104a在發(fā)熱部分106的發(fā)熱電阻體層103的部位變換成熱。
然后，作為高熔點金屬材料例如由真空成膜裝置等按預定的厚度全面成膜形成例如TiW等緊貼提高層(勢壘金屬)107(圖4)。
然后，由真空成膜裝置等按預定的厚度作為配線用金屬全面成膜形成優(yōu)良的電鍍用導體的金(Au)層108(圖5)。
此后，在電鍍用導體的金層108的表面由旋涂法涂覆正型的光刻膠109(圖6)。此時，比共用配線110a在基板上的高度高地涂覆較厚的光刻膠109。
然后，為了由光刻法進行光刻膠曝光·顯影以露出形成共用配線110a和電極片110b的部位的電鍍用導體的金層108地除去光刻膠109，進行成為電鍍用的型材的光刻膠的形成(圖7)。
此后，由電解電鍍法在亞硫酸金鹽的電解液中使預定的電流流到電鍍用導體的金層108，使金在未由光刻膠109覆蓋的預定的區(qū)域析出(圖8)，從而同時形成共用配線110a(圖8)和電極片110b(圖中未示出)。
然后，由光刻法僅在共用配線110a的下層的由高熔點金屬材料形成的緊貼提高層107的、希望比共用配線110a的寬度更寬地留下的區(qū)域相對成為電鍍用型材的正型的光刻膠109進行曝光·顯影，將成為緊貼提高層107的掩模的光刻膠109僅留下預定區(qū)域(圖9A)。此時，除去用于電極片110b的形成的光刻膠109(圖9B)。
然后，通過使電鍍用導體的金層108在含氮系有機化合物、碘、及碘化鉀的腐蝕液中浸漬預定時間，從而將共用配線110a的最表層、電極片110b的最表層、及電鍍用導體的金層108腐蝕除去(圖10A和圖10B)。這樣，使由TiW等高熔點金屬材料構(gòu)成的緊貼提高層(勢壘金屬)107露出。
然后，在光刻膠109的剝離液中浸漬預定的時間，從而進行光刻膠109的除去，僅在共用配線110a的下層的緊貼提高層107的、希望比共用配線110a的寬度大地留下的區(qū)域使電鍍用導體的金層108露出(圖11)。
此后，將從共用配線110a的下端伸出的電鍍用導體的金層108的一部分作為掩模，使由TiW等高熔點金屬材料構(gòu)成的緊貼提高膜(勢壘金屬)107在H2O2系的腐蝕液中浸漬預定時間，從而除去露出的高熔點金屬材料(圖12)。此時，緊貼提高層107的端部比其上的金層108更加受到過腐蝕，但使該部分不處于共用配線110a的下側(cè)地在圖11所示工序中余留下緊貼提高層107。此時，處于電極片110b的下端周邊的緊貼提高層107也被除去。此時，雖然位于電極片110b下端的緊貼提高層107的一部分被過腐蝕(參照圖2B)，但該部位在后面的工程中由密封用樹脂完全地覆蓋包含電極片110b的電連接部分整體，所以，不對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響，相反可能減小電極片110b的節(jié)距間隔。
然后，使不需要的作為掩模使用的電鍍用導體的金層108的部位浸漬到含氮系有機化合物、碘、及碘化鉀的腐蝕液中預定時間將其除去，從而可使共用配線110a的下層的緊貼提高層107留下得比共用配線110a的寬度大(圖13)。此時，由金(Au)形成的共用配線110a和電極片110b的表層多少有些溶解并不成為制造上的問題。
此后，由旋涂法按任意的厚度涂覆用于提高共用配線110a與流路形成層112的緊貼并兼作絕緣膜的成為樹脂層111的例如聚醚-酰胺樹脂。
此后，在樹脂層111上按任意的厚度由旋涂法從與墨水流路114相當?shù)暮蟪男筒纳贤扛灿糜谛纬闪髀沸纬蓪?12的材料，用光刻法進行曝光·顯影，形成排出墨水的多個墨水排出口113和與該墨水排出口113連通的墨水流路114，獲得圖1和圖2所示那樣的噴墨記錄頭用基板。
在這樣寬度不比共用配線110a的線寬大地形成緊貼提高層107的已有構(gòu)成的場合，存在發(fā)生由共用配線110a下端的緊貼提高層107的過腐蝕產(chǎn)生的空間引起的氣泡聚集的危險，但由于如本實施例那樣在作為共用配線110a形成的厚膜的金屬膜的下層具有比共用配線110a的線寬大的寬度地形成由高熔點金屬材料制成的緊貼提高層107，所以，即使涂覆兼作共用配線110a的表層的絕緣膜的樹脂層111，也不會在共用配線110a的下層發(fā)生氣泡聚集。為此，相對形成與墨水排出口113連通的墨水流路114的流路形成層112的剝離的問題等可提高可靠性。
在圖7所示工序中，由光刻法進行光刻膠的曝光·顯影，除去形成共用配線110a的部位的光刻膠109，進行成為電鍍用的型材的光刻膠的形成，但在已有的電鍍技術(shù)中，電鍍過程途中的光刻膠膜的截面形狀成為朝下端稍擴展的那樣的梯形。為此，形成的共用配線110a的截面形狀多成為朝上側(cè)稍伸出成房檐狀的那樣的倒梯形。為此，在由共用配線110a的房檐狀下部和電鍍用導體的金層108的上部形成的空間形成流路形成層112的材料不能充分地充填，存在墨水流路114與共用配線110a的分離不良的危險。
以下說明用于事先更確實地防止這樣的問題發(fā)生的實施例。
在與上述圖7相當?shù)墓ば蛑校ㄟ^沿光刻膠109的膜厚方向逐漸調(diào)整曝光裝置的聚焦條件和顯影條件，將顯影后的光刻膠109的截面形狀形成具有隨著遠離硅基板101而覆蓋硅基板101那樣的傾斜面的房檐狀的端部(圖15)。
此后，在與上述圖8相當?shù)墓ば蛑?，通過由電鍍法形成由金(Au)制成的厚膜的金屬膜，從而獲得具有朝下方(硅基板側(cè))擴展的斜面的梯形截面的共用配線110a(圖16)。
經(jīng)過與上述圖9～圖14所示各工序相當?shù)墓ば?，可獲得具有圖17所示那樣的截面形狀的記錄頭基板。按照該構(gòu)成，可沿朝下變寬的共用配線110a的端部的斜面相對共用配線110a不產(chǎn)生間隙地形成樹脂層111，可更確實地防止產(chǎn)生上述那樣的問題。即，用于提高流路形成層112與共用配線110a的緊貼性的樹脂層111即使在越過由厚膜的金屬膜形成的共用配線110a的端部的場合也可獲得穩(wěn)定的覆蓋性。另外，在樹脂層111上按任意的厚度由旋涂法涂覆用于形成流路形成層112的材料，由光刻法進行曝光·顯影，形成排出墨水的多個墨水排出口113和與該墨水排出口113連通的墨水流路114，但在此時，由共用配線110a的端部的向上斜面可更平坦地形成處于墨水流路114與共用配線110a間的流路形成層112的最表面。
權(quán)利要求
1.一種液體排出頭用基板，由從排出能量發(fā)生部分發(fā)生的排出能量從液體排出口排出液體；其特征在于包含用于將電力供給到上述排出能量發(fā)生部分的電配線，該電配線為由電鍍法形成的金屬膜；及接受從上述液體排出頭用基板的外部供給到上述電配線的電力的電極片，該電極片使用與上述電配線相同的金屬材料由電鍍法形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭用基板，其特征在于當電鍍形成上述電配線時，上述電極片也由電鍍形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭用基板，其特征在于在上述電配線的下層形成緊貼提高層，該緊貼提高層的寬度比上述電配線的線寬度寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭用基板，其特征在于在上述電極片的下層形成緊貼提高層，該電極片的寬度比上述電配線的線寬度窄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭用基板，其特征在于上述電配線沿由多個上述液體排出口形成的液體排出口列設置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭用基板，其特征在于上述電配線沿向上述液體排出口供給的液體供給口設置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭用基板，其特征在于上述電配線的截面形狀為具有朝下方變寬的斜面的梯形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體排出頭用基板，其特征在于經(jīng)由覆蓋上述電配線上方的樹脂層設置液路形成層，該液路形成層用于形成上述液體排出口和將液體引導至該液體排出口的液體流路。
9.一種液體排出頭，由從排出能量發(fā)生部分發(fā)生的排出能量從液體排出口排出液體；其特征在于包含用于將電力供給到上述排出能量發(fā)生部分的電配線，該電配線為由電鍍法形成的金屬膜；接受從上述液體排出頭用基板的外部供給到上述電配線的電力的電極片，該電極片使用與上述電配線相同的金屬材料用電鍍法形成；及流路形成層，該流路形成層經(jīng)由覆蓋上述電配線上方的樹脂設置，并形成上述液體排出口和將液體引導至該液體排出口的液體流路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體排出頭，其特征在于當電鍍形成上述電配線時上述電極片也由電鍍形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體排出頭，其特征在于在上述電配線的下層形成緊貼提高層，該緊貼提高層的寬度比上述電配線的線寬度寬。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體排出頭，其特征在于在上述電極片的下層形成緊貼提高層，該電極片的寬度比上述電配線的線寬度窄。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體排出頭，其特征在于上述電配線沿由多個上述液體排出口形成的液體排出口列設置。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體排出頭，其特征在于上述電配線沿向上述液體排出口供給的液體供給口設置。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體排出頭，其特征在于上述電配線的截面形狀為具有朝下方變寬的斜面的梯形。
16.一種液體排出頭用基板的制造方法，該液體排出頭用基板由從排出能量發(fā)生部分發(fā)生的排出能量從液體排出口排出液體；其特征在于包含由電鍍法形成用于將電力供給到上述排出能量發(fā)生部分的作為電配線的金屬膜的工序；及用電鍍法使用與上述電配線相同的金屬材料形成用于接受從上述液體排出頭用基板的外部供給到上述電配線的電力的電極片的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液體排出頭用基板的制造方法，其特征在于在與用電鍍形成上述電配線的工序相同的工序中，上述電極片也由電鍍形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液體排出頭用基板的制造方法，其特征在于在形成上述電配線的工序之前具有在該電配線的下層形成緊貼提高層的工序，在形成上述電配線的工序之后具有比上述電配線的線寬度寬地留下該緊貼提高層的寬度的工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液體排出頭用基板的制造方法，其特征在于在形成上述電極片的工序之前具有在該電極片的下層形成緊貼提高層的工序，在形成上述電極片的工序之后具有比上述電極片的線寬度窄地留下該緊貼提高層的寬度的工序。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液體排出頭用基板的制造方法，其特征在于上述電配線沿由多個上述液體排出口形成的液體排出口列形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液體排出頭用基板的制造方法，其特征在于上述電配線沿向上述液體排出口供給的液體供給口形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液體排出頭用基板的制造方法，其特征在于上述電配線的截面形狀為具有朝下方變寬的斜面的梯形。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的液體排出頭用基板的制造方法，其特征在于在形成上述電配線的工序之后，具有形成覆蓋該電配線上方的樹脂層的工序和經(jīng)由該樹脂層形成用于形成上述液體排出口和將液體引導至該液體排出口的液體流路的液路形成層的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供液體排出頭用基板、液體排出頭和其制造方法。在與用于將電力供給到排出能量發(fā)生部分的共用配線相同的工序制作將液體排出頭連接到外部配線的電極片，從而減少工時。對于具有將電力供給到排出能量發(fā)生部分的電極片和共用配線的液體排出頭用基板，在對金屬膜的共用配線進行電鍍成膜的工序中作為相同材料的金屬膜對電極片進行電鍍成膜，從而可減少液體排出頭制造工時。
文檔編號B41J2/05GK1628984SQ2004101022
公開日2005年6月22日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者伊部智, 尾崎照夫, 今仲良行, 初井琢也, 小野賢二, 齊藤一郎, 橫山宇, 坂井稔康, 柴田和昭 申請人:佳能株式會社