專利名稱：用于液體噴射頭的基板和液體噴射頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液體噴射頭的基板的制造方法和液體噴射頭的制造方法。
背景技術(shù)：
作為用于液體噴射裝置中的典型的液體噴射頭，可以提到具有用于液體噴射頭的基板和噴射口部件的液體噴射頭，該用于液體噴射頭的基板具有產(chǎn)生要用于噴射液體的熱能的多個能量產(chǎn)生元件，該噴射口部件具有液體噴射口。對于能量產(chǎn)生元件，使用通過通電而產(chǎn)生熱的生熱電阻層。由生熱電阻層產(chǎn)生的熱導(dǎo)致在液體中產(chǎn)生氣泡，并且，通過氣泡的壓力從噴射口噴射液體。能量產(chǎn)生元件被覆蓋有包含絕緣材料的絕緣層，并且，在絕緣層上設(shè)置包含諸如鉭、銥或釕的金屬材料的保護(hù)層，以便保護(hù)能量產(chǎn)生元件免受與氣泡的消失相關(guān)的氣蝕 (cavitation)沖擊或由液體導(dǎo)致的化學(xué)作用。當(dāng)液體噴射頭的絕緣層具有孔(針孔)時，能量產(chǎn)生元件和保護(hù)層進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，這引起如下的擔(dān)心不能獲得希望的生熱性能，或者在保護(hù)層和液體之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，并因此保護(hù)層劣化以降低耐久性或者被洗脫(elute)。 因此，要求在用于液體噴射頭的基板的制造階段中檢查能量產(chǎn)生元件和保護(hù)層之間的絕緣性(insulation)。日本專利公開No. 2004-50646公開了通過使用與保護(hù)層連接的檢查端子和與多個能量產(chǎn)生元件共同連接的檢查端子來檢查絕緣性的方法，該保護(hù)層以共同保護(hù)多個能量產(chǎn)生元件的這樣的方式以帶狀設(shè)置。根據(jù)該方法，可對于絕緣層的絕緣性集體地檢查多個能量產(chǎn)生元件。但是，在日本專利公開No. 2004-50646中公開的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)由于記錄等期間的氣蝕的影響在與一個能量產(chǎn)生元件對應(yīng)的絕緣層中形成孔以使得保護(hù)層和能量產(chǎn)生元件進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時，電流也流到覆蓋其它的能量產(chǎn)生元件的保護(hù)層。因此，整個的保護(hù)層導(dǎo)致與液體的電化學(xué)反應(yīng)，這導(dǎo)致多個能量產(chǎn)生元件上的保護(hù)層共同劣化。為了克服該問題，考慮對于每個能量產(chǎn)生元件而言保護(hù)層相互電斷開并且被獨立設(shè)置。但是，在這種情況下，需要對于每個能量產(chǎn)生元件執(zhí)行用于確認(rèn)保護(hù)部分和能量產(chǎn)生元件之間的絕緣性的檢查，這需要巨量的檢查端子和巨量的檢查時間。因此，效率不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于液體噴射頭的基板的制造方法，所述用于液體噴射頭的基板包括多個能量產(chǎn)生元件；被設(shè)置以覆蓋所述多個能量產(chǎn)生元件的絕緣層；以及用于保護(hù)所述多個能量產(chǎn)生元件的多個保護(hù)部分，所述多個保護(hù)部分包含金屬材料，并且對應(yīng)于所述多個能量產(chǎn)生元件中的每一個以覆蓋絕緣層的這樣的方式被設(shè)置，該方法包括以下的步驟制備具有用于檢查所述多個能量產(chǎn)生元件和所述多個保護(hù)部分之間的絕緣性的檢查端子以及電連接檢查端子和所述多個保護(hù)部分的連接部分的基體；檢查在檢查端子和所述多個能量產(chǎn)生元件之間的導(dǎo)通性(conduction)，以便檢查所述絕緣性；以及在去除連接部分的至少一部分的同時使所述多個保護(hù)部分相互電斷開。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種用于液體噴射頭的基板的制造方法，其中，即使當(dāng)能量產(chǎn)生元件中的一個及其保護(hù)層進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時，保護(hù)層的電化學(xué)反應(yīng)也不被傳播到其它的多個能量產(chǎn)生元件。并且，可以有效地確認(rèn)保護(hù)部分和能量產(chǎn)生元件之間的絕緣性。從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得明顯。


圖IA和IB是示出能夠使用液體噴射頭的液體噴射裝置和液體噴射頭單元的例子的視圖。圖2A至2C是液體噴射頭的透視圖和截面圖。圖3A和;3B是示意性地示出液體噴射頭的頂視圖的視圖。圖4A至4G是示出液體噴射頭的制造方法的視圖。圖5A至5C是示出液體噴射頭的制造方法的視圖。圖6A至6C是示出液體噴射頭的制造方法的視圖。圖7A至7D是示意性地示出液體噴射頭的頂視圖的視圖。圖8A至8C是示出液體噴射頭的制造方法的視圖。圖9A和9B是示意性地示出液體噴射頭的頂視圖的視圖。
具體實施例方式液體噴射頭可被安裝在諸如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、具有通信系統(tǒng)的傳真機(jī)和具有打印機(jī)的字處理器的設(shè)備上，并進(jìn)一步可被安裝在與各種處理設(shè)備一體地組合的工業(yè)記錄設(shè)備上。液體噴射頭的使用允許在諸如紙、線、纖維、紡織品、皮革、金屬、塑料、玻璃、木材和陶瓷的各種類型的記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄。如本說明書中使用的術(shù)語“記錄”不僅包含在目標(biāo)記錄介質(zhì)上形成諸如文字或圖形的具有含義的圖像，而且包含形成諸如圖案的不具有含義的圖像。“墨”應(yīng)被廣義地解釋，并且指的是被賦予目標(biāo)記錄介質(zhì)并由此經(jīng)受圖像、設(shè)計和圖案等的形成，目標(biāo)記錄介質(zhì)的加工，或者墨或目標(biāo)記錄介質(zhì)的處理的液體。這里，墨或目標(biāo)記錄介質(zhì)的處理指的是由于施加于目標(biāo)記錄介質(zhì)的墨中的著色材料的凝固或不溶性所導(dǎo)致的定影性(fixability)的改善、記錄質(zhì)量和顏色顯影性(developability)的改善和圖像耐久性的改善等。以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。在以下的描述中，具有相同功能的組件由相同的附圖標(biāo)記指定，并且其描述可被省略。液體噴射裝置圖IA是示出其上可安裝根據(jù)本發(fā)明的液體噴射頭的液體噴射裝置的示意圖。如圖IA所示，導(dǎo)螺桿5004同步于驅(qū)動馬達(dá)5013的正規(guī)和可逆旋轉(zhuǎn)(regular and reversible rotation)通過驅(qū)動力傳送齒輪5011和5009而旋轉(zhuǎn)?；蹾C允許在其上安裝頭單元，并具有與導(dǎo)螺桿5004的螺旋槽5005嚙合的銷釘(未示出)，使得滑架HC通過導(dǎo)螺桿5004的旋轉(zhuǎn)沿由箭頭“a”和“b”指示的方向往復(fù)運動。在滑架HC上，安裝頭單元 40。
頭單元圖IB是可安裝在如圖IA所示的液體噴射裝置上的頭單元40的透視圖。液體噴射頭41 (以下也稱為“頭”)通過柔性(flexible)電路板43與連接到液體噴射裝置的接觸焊盤(pad)44導(dǎo)通。頭41與墨容器(ink tank)42接合以被一體化，由此構(gòu)成頭單元40。 這里作為例子示出的頭單元40是其中墨容器42和頭41被一體化的頭單元，但也可以是其中墨容器可被分離的分離型。液體噴射頭圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的液體噴射頭41的透視圖。圖2B是示意性地示出沿圖2A 的IIB-IIB'線垂直于基板5切割液體噴射頭41時的切割表面的狀態(tài)的截面圖。圖2C是示出從基體1的頂部觀看基體1的表面上的能量產(chǎn)生元件12及其周邊時的基體1的表面狀態(tài)的示意圖。液體噴射頭41具有用于液體噴射頭的基板5和設(shè)置在用于液體噴射頭的基板5上的流路壁部件14，該用于液體噴射頭的基板5具有產(chǎn)生要用于噴射液體的熱能的能量產(chǎn)生元件12。能量產(chǎn)生元件的布置密度約為1200dpi。流路壁部件14可用諸如環(huán)氧樹脂的熱固性樹脂的固化物形成，并且具有用于噴射液體的噴射口 13和與噴射口 13連通的流路46的壁14a。由于流路壁部件14以壁1 在內(nèi)側(cè)的狀態(tài)觸及用于液體噴射頭的基板5的事實，因此，提供流路46。設(shè)置在流路壁部件14中的噴射口 13以沿供給口 45形成具有給定的節(jié)距(Pitch)的線的這樣的方式被設(shè)置。從供給口 45供給的液體被傳輸?shù)搅髀?6，并且，液體通過從能量產(chǎn)生元件12產(chǎn)生的熱能而沸騰，以由此產(chǎn)生氣泡。液體由于這時產(chǎn)生的壓力從噴射口 13被噴射，并由此執(zhí)行記錄操作。液體噴射頭41還具有為了將液體供給至流路46而貫通(penetrating)用于液體噴射頭的基板5設(shè)置的供給口 45、以及與例如液體噴射裝置的外部電連接的端子17。如圖2B所示，在其上設(shè)置諸如晶體管的驅(qū)動元件的包含硅的基體1上，設(shè)置通過使基體1部分熱氧化而設(shè)置的熱氧化層2和包含硅化合物的蓄熱層4。在蓄熱層4上，設(shè)置包含通過通電而產(chǎn)生熱的材料(例如，TaSiN或WSiN)的生熱電阻層6，并且，以與生熱電阻層6接觸的這樣的方式設(shè)置包含其電阻比生熱電阻層的電阻低的鋁作為主要成分的電極對7。通過在電極對7之間施加電壓以使生熱電阻層6的電極對7之間的部分產(chǎn)生熱，生熱電阻層6的該部分被用作能量產(chǎn)生元件12。為了實現(xiàn)與要被噴射的諸如墨的液體的絕緣，生熱電阻層6和電極對7被覆蓋有包含諸如硅化合物(諸如SiN)的絕緣材料的絕緣層 8。并且，為了保護(hù)能量產(chǎn)生元件12免受由用于噴射的液體的發(fā)泡和收縮所導(dǎo)致的氣蝕沖擊等，在與每一個能量產(chǎn)生元件12的部分對應(yīng)的絕緣層8上設(shè)置被用作抗氣蝕層的保護(hù)部分10。具體而言，對于保護(hù)部分10，可以使用諸如鉭、銥或釕的金屬材料。并且，在絕緣層8 上設(shè)置流路壁部件14。為了增加絕緣層8和流路壁部件14之間的粘接性，也可在絕緣層8 和流路壁部件14之間設(shè)置包含聚醚酰胺樹脂等的粘接層。在基體1的與其上設(shè)置能量產(chǎn)生元件12的表面相反的表面上，留下在用于形成供給口 45的蝕刻過程期間被用作掩模的熱氧化層22。如圖2C所示，對于每個能量產(chǎn)生元件12獨立地設(shè)置保護(hù)部分10。通過如上所述設(shè)置保護(hù)部分10，即使當(dāng)在記錄操作期間由于一定因素在絕緣層中形成孔以使得能量產(chǎn)生元件12的電勢和保護(hù)部分10的電勢變?yōu)橄嗤碾妱輹r，也只有覆蓋一個能量產(chǎn)生元件12的保護(hù)部分10導(dǎo)致諸如氧化或溶解的電化學(xué)反應(yīng)。具體而言，當(dāng)使用鉭作為保護(hù)部分10時，保護(hù)部分10被氧化，并且，當(dāng)使用銥或釕時，保護(hù)部分10被溶解。覆蓋相鄰的能量產(chǎn)生元件12的保護(hù)部分10被電斷開，因此，電化學(xué)反應(yīng)不被傳播到相鄰的能量產(chǎn)生元件 12。相對照地，在制造期間，設(shè)置與設(shè)置在多個能量產(chǎn)生元件12之上的多個保護(hù)部分 10電連接的連接部分。連接部分與檢查端子連接。通過使用檢查端子確認(rèn)多個能量產(chǎn)生元件之間的導(dǎo)通性，可以容易地確認(rèn)位于多個能量產(chǎn)生元件12和保護(hù)部分10之間的絕緣層的絕緣性。更具體而言，連接部分被用于電連接多個保護(hù)部分10中的每一個和檢查端子 16。在完成這種檢查過程之后，連接部分被切斷以由此對于每個能量產(chǎn)生元件12將保護(hù)部分10分離。因此，可以有效地確認(rèn)保護(hù)部分10和能量產(chǎn)生元件12之間的絕緣性。并且，可以提供一種用于液體噴射頭的基板，其中，即使當(dāng)能量產(chǎn)生元件12中的一個和保護(hù)部分10進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時，也可以防止保護(hù)部分的電化學(xué)反應(yīng)傳播到多個能量產(chǎn)生元件。以下將參照附圖具體描述本發(fā)明實施例的液體噴射頭的制造方法的制造過程。第一實施例在本實施例中，為了規(guī)定供給口 45的開口寬度而使用的犧牲層被用作連接部分。 圖3A和;3B是各示意性地示出制造期間的液體噴射頭41的能量產(chǎn)生元件12及其附近的部分的頂視圖。圖4A至4G是示意性地示出沿圖2A的IIB-IIB'線垂直于基板5切割液體噴射頭41時的各過程中的切割表面的狀態(tài)的截面圖。如圖4A所示，制備具有前表面和后表面的包含硅的基體1，在該前表面上設(shè)置用作用于諸如晶體管的驅(qū)動元件的分離層的熱氧化層2，在該后表面上設(shè)置用作用于設(shè)置供給口 45的掩模的熱氧化層22。在前表面的要使供給口 45開口(open)的部分處，通過使用被用于使供給口 45開口的蝕刻溶液迅速蝕刻并具有導(dǎo)電性的材料，設(shè)置具有約200nm至500nm的膜厚度的犧牲層3?？梢酝ㄟ^濺射方法和干蝕刻方法使用例如包含鋁作為主要成分的材料(例如，Al-Si合金)或多晶硅在與供給口 45的位置對應(yīng)的位置處形成犧牲層3。在犧牲層3上，設(shè)置包含硅氧化物(SiO2)并且使用CVD方法等以約500nm至1 μ m的膜厚度形成的蓄熱層4。接下來，通過濺射方法在蓄熱層4上形成電阻層6和電極對7的導(dǎo)電層。用作生熱電阻層6的材料包含TaSiN或WSiN，并且，生熱電阻層具有約IOnm至50nm的膜厚度。導(dǎo)電層包含鋁作為主要成分，導(dǎo)電層具有約IOOnm至Ιμπι的膜厚度，用作電極對7。然后，使用干蝕刻方法來加工生熱電阻層6和導(dǎo)電層，并進(jìn)一步通過濕蝕刻方法部分去除導(dǎo)電層， 由此設(shè)置電極對7。與去除導(dǎo)電層的部分對應(yīng)的生熱電阻層6被用作能量產(chǎn)生元件12。接下來，以覆蓋生熱電阻層6或電極對7的這樣的方式，使用CVD方法等在基板的整個表面上設(shè)置包含硅氮化物(SiN)等并具有絕緣性能的膜厚度約為IOOnm至1 μ m的絕緣層8。由此，實現(xiàn)圖4B所示的狀態(tài)。接下來，以露出犧牲層3的這樣的方式，在絕緣層8的一部分和蓄熱層4的一部分中使用干蝕刻方法形成通孔9。對于每個能量產(chǎn)生元件與能量產(chǎn)生元件12的數(shù)量對應(yīng)地形成通孔9 (圖4C)。接下來，通過使用具有導(dǎo)電性和能夠保護(hù)免受由液體的發(fā)泡和收縮所導(dǎo)致的氣蝕沖撞等的耐久性的材料，在絕緣層8和通孔9上使用濺射方法形成具有50nm至500nm的膜厚度的導(dǎo)電層。具體而言，可以使用諸如鉭、銥、釕或鉻的金屬材料。隨后，導(dǎo)電層被圖案化以由此形成保護(hù)部分10，從而獲得圖4D所示的狀態(tài)中的用于液體噴射頭的基板5。圖3A示出從頂部觀看基板的前表面?zhèn)葧r的狀態(tài)。對應(yīng)于每個能量產(chǎn)生元件12分離設(shè)置的多個保護(hù)部分10通過通孔9與犧牲層3電連接。另一方面，保護(hù)部分10與設(shè)置在基板端部處用于檢查絕緣層8的絕緣性能的檢查端子16電連接。因此，在基體1上，犧牲層3用作用于電連接多個保護(hù)部分10中的每一個和檢查端子16的連接部分?？赏ㄟ^將用作保護(hù)部分10的導(dǎo)電層的一部分圖案化或者使用干蝕刻方法去除位于犧牲層3之上的絕緣層8和蓄熱層4以由此露出犧牲層3，設(shè)置檢查端子。如圖3B所示，可以在犧牲層3上設(shè)置端子16。接下來，在檢查端子16和與多個能量產(chǎn)生元件12電連接的端子17 (這里未示出) 之間施加電壓，檢查生熱電阻層6和保護(hù)部分10之間的導(dǎo)通性，由此確認(rèn)絕緣層的絕緣性 (檢查過程)。當(dāng)能夠確認(rèn)生熱電阻層6和保護(hù)部分10不導(dǎo)通時，發(fā)現(xiàn)絕緣層8的絕緣性得以確保。因此，通過以與一個檢查端子16連接的這樣的方式設(shè)置多個保護(hù)部分10來執(zhí)行檢查，能夠通過一次導(dǎo)通性檢查來確認(rèn)多個保護(hù)部分是否導(dǎo)通，由此，可以有效地執(zhí)行覆蓋多個能量產(chǎn)生元件12的絕緣層8的檢查。并且，由于不需要在基體1上設(shè)置多個檢查端子， 因此可以抑制芯片面積的增加，并且可以降低用于液體噴射頭的基板5的制造成本。使用旋涂方法在完成檢查過程之后在用于液體噴射頭的基板5的表面上形成可溶解的樹脂層，并然后使用光刻技術(shù)將其圖案化，以由此在用作流路46的部分處形成型材(die material) 26.并且，使用旋涂方法在型材沈上形成陽離子聚合(cationic polymerization)環(huán)氧樹脂層，并然后使用熱板(hot plate)將其烘焙以使樹脂固化，由此形成流路壁部件14。之后，使用光刻技術(shù)去除用作噴射口 13的部分處的流路壁部件14。接下來，用環(huán)化橡膠層15保護(hù)流路壁部件14 (圖4E)。接下來，以用作用于形成供給口 45的掩模的這樣的方式，使得在基體1的與其上設(shè)置能量產(chǎn)生元件12的表面相反的表面上的熱氧化層22開口。并且，使用氫氧化四甲銨溶液(TMAH溶液)或氫氧化鉀溶液(Κ0Η溶液)等從基體1的后表面執(zhí)行濕蝕刻方法，以由此形成作為供給口 45設(shè)置的貫通孔(供給口形成過程)。通過使用在(100)面中具有表面晶體方向的硅單晶基板作為基體1，可通過使用堿溶液(例如，TMAH溶液或KOH溶液)的晶體各向異性蝕刻來設(shè)置供給口 45。在這種情況下，(111)面中的蝕刻速率與其它晶面的蝕刻速率相比極低，因此，可以提供關(guān)于硅基板面具有約54. 7°的角度的供給口 45。當(dāng)在去除犧牲層3時終止蝕刻時，可減小由用于液體噴射頭的基板5的其上設(shè)置能量產(chǎn)生元件12的表面的硅蝕刻變動所導(dǎo)致的供給口 45的寬度變動。因此，可以容易地規(guī)定用于液體噴射頭的基板5的其上設(shè)置能量產(chǎn)生元件12并且接觸流路壁部件14的表面的供給口 45的開口寬度。通過用于使供給口 45開口的蝕刻溶液迅速地蝕刻犧牲層3。因此，當(dāng)蝕刻進(jìn)展直到露出犧牲層3時，犧牲層3被迅速去除。因此，可以規(guī)定供給口的開口寬度，并由此可形成具有有利的精度的供給口 45(圖4F)。通過去除作為用于電連接多個保護(hù)部分10的連接部分的犧牲層3，與多個能量產(chǎn)生元件12對應(yīng)的多個保護(hù)部分10被各自地(individually)電分離((圖2C)分離過程)。 因此，即使當(dāng)記錄操作期間由于一定的因素在絕緣層8中形成孔時，也僅一個能量產(chǎn)生元件12及其保護(hù)部分10是導(dǎo)通的，因此，可以防止該保護(hù)部分10的諸如氧化或洗脫的電化學(xué)反應(yīng)傳播到保護(hù)其它的能量產(chǎn)生元件的保護(hù)部分。上述的結(jié)構(gòu)可增大液體噴射頭的可靠性。在本實施例中，通過在這種情況下在要使供給口 45開口的位置處設(shè)置連接部分 30，可以集體地執(zhí)行供給口 45的形成和連接部分30的去除，這簡化了制造過程。并且，使用干蝕刻方法去除位于供給口 45之上的蓄熱層4和絕緣層8。在這種情況下，埋入保護(hù)部分10的通孔中的端部IOa和檢查端子16在過蝕刻量小時不被去除并且保留下來。但是，也可通過增大過蝕刻量來去除端部IOa和檢查端子16。通過使用僅選擇性蝕刻保護(hù)部分10的氣體執(zhí)行蝕刻，可以以位于使供給口 45開口的位置(端部)內(nèi)側(cè)的這樣的方式設(shè)置保護(hù)部分。因此，可以防止保護(hù)部分10突出到從供給口 45供給的液體流動的部分，并由此可以防止保護(hù)部分10由于液體的流動而分離。之后，環(huán)化橡膠層15和型材沈被去除，由此完成液體噴射頭41 (圖4G)。第二實施例在第一實施例中，使用濕蝕刻方法形成供給口 45，但是，如本實施例中描述的那樣，也可通過使用干蝕刻方法蝕刻基體1來形成供給口 45。除以上之外的結(jié)構(gòu)與第一實施例的相同。首先，從圖4A至4E，以與第一實施例中相同的方式形成層，由此制備基體1。接下來，使用諸如Bosch工藝的干蝕刻方法來蝕刻硅的基體1，直到露出犧牲層3 (圖5A)。通過使用硅的蝕刻速率高但用于犧牲層3中的材料的蝕刻速率低的蝕刻氣體作為用于蝕刻中的蝕刻氣體，可以使用犧牲層3作為蝕刻停止層。通過使用干蝕刻方法設(shè)置供給口 45，基體 1的表面和供給口 45之間的角度可基本為直角，并且，與第一實施例中相比，可以減小設(shè)置供給口 45所需要的基板的面積。接下來，使用氫氧化四甲銨溶液(TMAH)或氫氧化鉀溶液(KOH)等去除犧牲層 3 (圖5B)。因此，可以規(guī)定供給口的開口寬度，并且，可以以有利的精度形成供給口 45。之后，環(huán)化橡膠層15和型材沈被去除，由此完成液體噴射頭41 (圖5C)。也可通過組合激光加工、濕蝕刻方法和干蝕刻方法來設(shè)置供給口 45。第三實施例將參照圖6和7描述第三實施例。圖6A至6C是與圖4A至4G同樣的截面圖，并且，圖7A至7D是示意性地示出制造期間的液體噴射頭41的能量產(chǎn)生元件12及其附近的部分的頂視圖。第一和第二實施例描述了其中使用犧牲層3作為連接部分30并且用不同的材料形成連接部分30和保護(hù)部分10的不同形式的方面。本實施例描述其中使用與保護(hù)部分10 中相同的材料在絕緣層8上設(shè)置連接部分30的方面。從圖4A至4B，以與第一實施例中相同的方式在基體1上設(shè)置各疊層膜。接下來，使用具有導(dǎo)電性并具有能夠保護(hù)免受由液體的發(fā)泡和收縮所導(dǎo)致的氣蝕沖擊等的耐久性的材料，在絕緣層8上通過濺射方法形成具有50nm至500nm的膜厚度的金屬材料層。具體而言，可以使用諸如鉭、銥、釕、鉻和鉬的金屬材料。金屬材料層通過使用蝕刻技術(shù)被加工成各以位于多個能量產(chǎn)生元件12中的每一個之上的這樣的方式被設(shè)置的保護(hù)部分、以及作為位于使供給口 45開口的區(qū)域45a內(nèi)部并且與多個保護(hù)部分連接的連接部分的連接部分30。以下，保護(hù)部分和連接部分30被稱為金屬層300(圖6A)。如圖7A和7B所示，由金屬材料層形成的保護(hù)部分被各自地設(shè)置在與能量產(chǎn)生元件12中的每一個對應(yīng)的多個部分中。保護(hù)部分以與連接到用于執(zhí)行導(dǎo)通性檢查的檢查端子16的連接部分30連續(xù)的這樣的方式被設(shè)置，并且共同與連接部分30電連接。如圖7C 所示，檢查端子16也可被設(shè)置在使供給口開口的區(qū)域4 上。接下來，在檢查端子16和與多個能量產(chǎn)生元件12電連接的端子17之間施加電壓，以由此確認(rèn)能量產(chǎn)生元件12和保護(hù)部分10之間的絕緣層8的絕緣性(檢查過程)。當(dāng)確認(rèn)它們不導(dǎo)通時，可以確認(rèn)絕緣層8的絕緣性得以確保。并且，在本實施例中，通過以與一個檢查端子16連接的這樣的方式設(shè)置與多個保護(hù)部分對應(yīng)的保護(hù)部分10并且使用檢查端子16執(zhí)行檢查，可通過一次導(dǎo)通性檢查來集體地執(zhí)行與多個能量產(chǎn)生元件12對應(yīng)的絕緣層的檢查。因此，可以有效地執(zhí)行覆蓋多個能量產(chǎn)生元件12的多個絕緣層8的檢查。在本實施例中，通過提供形成連接部分30和保護(hù)部分10的部分的共同化，可以簡化構(gòu)成連接部分30的專用層和保護(hù)部分10的電連接。接下來，金屬層300的連接部分30通過蝕刻被去除，并被加工成各位于能量產(chǎn)生元件12中的每一個之上并且相互電斷開的多個保護(hù)部分10(圖6B)。當(dāng)如圖7C所示的那樣設(shè)置檢查端子和連接部分30時，如圖7D所示，檢查端子和連接部分被去除，并且，與多個保護(hù)部分對應(yīng)的保護(hù)部分10相互電斷開。因此，可以實現(xiàn)具有高可靠性的液體噴射頭，其中，即使當(dāng)記錄操作期間由于一定的因素在絕緣層中形成孔時，也只有一對的一個能量產(chǎn)生元件12及其保護(hù)層是導(dǎo)通的，并且，可以防止保護(hù)部分10的諸如氧化或洗脫的電化學(xué)反應(yīng)傳播到其它的保護(hù)部分。絕緣層8上的連接部分30可以以被充分地去除的這樣的方式被適當(dāng)?shù)馗晌g刻，并且被適當(dāng)?shù)剡^蝕刻，直到絕緣層8的表面部分被去除。通過執(zhí)行這種過蝕刻，在絕緣層8的表面部分中出現(xiàn)幾個納米的高度差(level difference)。但是，在能量產(chǎn)生元件12的部分上不出現(xiàn)高度差，因此，噴射操作不受影響。并且，通過以不突出到使供給口 45開口的位置 (端部)的這樣的方式去除連接部分30，可以防止保護(hù)部分10由于液體流動阻力而分離。然后，以與第一實施例中相同的方式形成流路壁部件14、噴射口 13和供給口 45 (圖 6C)。如第二實施例中描述的那樣，可使用干蝕刻方法形成供給口 45。第四實施例如在與圖2A中相同的截面的位置處觀看的那樣，將參照圖8描述第四實施例。在第三實施例中，在設(shè)置流路壁部件14之前去除連接部分30。與第三實施例不同，第四實施例描述用于在設(shè)置流路壁部件14之后去除連接部分30的方法。以與第三實施例中相同的方式制備具有金屬層300的基體，該金屬層300具有保護(hù)部分10和連接部分30 (圖8A)。接下來，以與第三實施例中相同的方式在檢查端子16和與多個能量產(chǎn)生元件12 電連接的端子17之間施加電壓，以由此確認(rèn)能量產(chǎn)生元件12和保護(hù)部分之間的部分的絕緣層的絕緣性(檢查過程)。接下來，以與第三實施例中相同的方式，設(shè)置流路壁部件14和噴射口 13，并且用環(huán)化橡膠層15保護(hù)流路壁部件14 (圖8B)。接下來，形成供給口 45，并且進(jìn)一步使用干蝕刻方法去除位于供給口 45之上的蓄熱層4和絕緣層8。這也可以以與第三實施例中相同的方式被執(zhí)行。隨后，通過使用能夠選擇性地蝕刻金屬層300的材料的氣體的蝕刻來去除金屬層 300的連接部分30，并然后以形成位于能量產(chǎn)生元件12中的每一個之上并且相互電斷開的多個保護(hù)部分10的這樣的方式來加工金屬層300。在該蝕刻中，不設(shè)置專用的蝕刻掩模，并且，供給口 45的內(nèi)壁、蓄熱層4和絕緣層8的開口中的任一個或多個被用作蝕刻掩模。之后，環(huán)化橡膠層15和型材沈被去除，由此完成液體噴射頭41 (圖8C)。通過從液體噴射頭41的基體1的后表面通過供給口 45蝕刻金屬層300的連接部分30，不需要形成在去除連接部分30時專用的蝕刻掩模，并由此可以減少制造過程。并且，在第三實施例和第四實施例中，也可通過干蝕刻方法或激光加工或?qū)⑺鼈兘M合來設(shè)置供給口 45。并且，在所有的實施例中，如圖9A和9B所示，可以使用與保護(hù)部分10中相同的金屬材料，在能量產(chǎn)生元件12之上的部分以外的部分處設(shè)置另一保護(hù)層20。通過當(dāng)在絕緣層 8中形成孔等時在液體噴射頭41變得有缺陷的部分處設(shè)置保護(hù)層20并且在保護(hù)層20和下層之間執(zhí)行導(dǎo)通性檢查，可以確保液體噴射頭41的可靠性。作為設(shè)置保護(hù)層20的部分而提到的是輸出用于驅(qū)動或不驅(qū)動能量產(chǎn)生元件12的0N/0FF的開關(guān)元件、或者諸如向其輸出驅(qū)動信號的AND電路或連接AND電路和端子17的線的驅(qū)動電路。通過以與保護(hù)部分10所連接至的檢查端子16連接的這樣的方式來設(shè)置保護(hù)層20 并且執(zhí)行導(dǎo)通性檢查，不僅能量產(chǎn)生元件12上的絕緣層8的可靠性、而且開關(guān)元件或驅(qū)動電路上的絕緣層8的可靠性可通過一次導(dǎo)通性檢查被確認(rèn)。通過由同一金屬材料層設(shè)置保護(hù)層20和保護(hù)部分10，不必增加另一制造過程，并且，可以簡單地設(shè)置保護(hù)部分。并且，在具有多個供給口 45的液體噴射頭的情況下，可通過將各連接部分30連接至一個檢查端子16，通過一次導(dǎo)通性檢查來執(zhí)行檢查。雖然已參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但要理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。所附的權(quán)利要求的范圍要被賦予最寬的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種制造用于液體噴射頭的基板的方法，所述用于液體噴射頭的基板包括多個能量產(chǎn)生元件，所述多個能量產(chǎn)生元件包含通過通電而產(chǎn)生熱的材料，并且產(chǎn)生用于噴射液體的熱能；絕緣層，所述絕緣層包含絕緣材料，并被設(shè)置以覆蓋所述多個能量產(chǎn)生元件；以及多個保護(hù)部件，所述多個保護(hù)部件用于保護(hù)所述多個能量產(chǎn)生元件，所述多個保護(hù)部件包含金屬材料，并且保護(hù)部件中的每一個以覆蓋絕緣層的方式對應(yīng)于能量產(chǎn)生元件中的一個而被設(shè)置，所述方法包括制備其上依次層疊所述多個能量產(chǎn)生元件、絕緣層和所述多個保護(hù)部件的基體，所述基體包含用于檢查所述多個能量產(chǎn)生元件和所述多個保護(hù)部件之間的絕緣性的檢查端子以及電連接檢查端子和所述多個保護(hù)部件的連接部分；檢查在檢查端子和所述多個能量產(chǎn)生元件之間的導(dǎo)通性，以便檢查所述絕緣性；以及在檢查的步驟之后，去除連接部分的至少一部分，以使所述多個保護(hù)部件相互電斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中保護(hù)部件包含鉭、銥和釕中的任一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中在設(shè)置用作供給液體的供給口并且貫通基體的貫通孔的位置處的基體之上設(shè)置連接部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中在去除的步驟中，在基體中形成貫通孔，并且還將所述多個保護(hù)部件相互電斷開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中所述多個保護(hù)部件和連接部分由不同的層形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中在去除的步驟中，通過使用堿溶液的濕蝕刻方法去除連接部分的所述至少一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中堿溶液蝕刻連接部分的蝕刻速率比堿溶液蝕刻基體的蝕刻速率大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中連接部分包含含有鋁的材料或多晶硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于液體噴射頭的基板的方法，其中所述多個保護(hù)部件和連接部分由包含金屬材料的同一層形成。
10.一種制造液體噴射頭的方法，包括使用根據(jù)權(quán)利要求ι至9中任一項的方法來制備用于液體噴射頭的基板；以及在用于液體噴射頭的基板上設(shè)置流路壁部件，所述流路壁部件具有與噴射液體的噴射口連通的流路壁，并且接觸用于液體噴射頭的基板，以由此構(gòu)成流路。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于液體噴射頭的基板和液體噴射頭的制造方法。當(dāng)對于每個能量產(chǎn)生元件獨立地設(shè)置保護(hù)部分時，不能一次執(zhí)行保護(hù)部分和能量產(chǎn)生元件之間的泄漏電流檢查。因此，存在制造用于液體噴射頭的基板時的檢查需要時間的擔(dān)心。因此，通過在與多個保護(hù)部分電連接的連接部分和多個能量產(chǎn)生元件所連接至的端子之間執(zhí)行泄漏電流檢查并且之后去除連接部分，制造用于液體噴射頭的基板。
文檔編號B41J2/16GK102398422SQ201110248470
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者久保康祐, 今仲良行, 初井琢也, 大橋亮治, 安田建, 小俁好一, 柴田和昭, 田丸勇治, 田村秀男, 石田讓 申請人:佳能株式會社