液體噴出頭的制造方法
液體噴出頭的制造方法
【專利摘要】一種液體噴出頭的制造方法，包括：制備包括第一層的基板的步驟；由第一層形成流路型模和構件的步驟，其中流路型模用于形成流路，構件以在型模與構件之間具有間隙的方式位于型模的外側；以如下方式設置第二層的步驟：使得間隙被第二層填充，第二層覆蓋型模和以型模與構件之間具有間隙的方式位于型模的外側的構件；由第二層形成噴出口形成構件的步驟，其中噴出口形成構件用于形成噴出口；去除以在型模與構件之間具有間隙的方式位于型模的外側的構件的步驟；以及形成壁構件的步驟，其中壁構件以在噴出口形成構件與壁構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于噴出口形成構件的外側。
【專利說明】碧，并且在覆蓋層面向能量產(chǎn)生元件的位置莫以形成待成為流路的空間，以便制造液體勾件，使得能夠改善覆蓋層在流路的型模的
造工序中的耐熱性和使用頭時的耐墨性的去除外周型模構件。在通過從開口去除外于驅(qū)動能量產(chǎn)生元件的電路單元。因此，需6。
且墨可能附著在噴出口開口所在的噴出口I拭刮板等的擦拭機構擦拭掉附著的墨。這切)不同的部分或者噴出口面上沒有凹部，能從噴出口周圍的區(qū)域被去除。去除了外I拭掉的墨的功能。在去除部中收集的墨通1011回收。[0012]因此，本發(fā)明提供一種液體噴出頭的制造方法，該液體噴出頭實現(xiàn)噴出口面的平坦性和對基板上電路的保護。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]通過以下說明的本發(fā)明解決上述問題。具體地，本發(fā)明是一種液體噴出頭的制造方法，所述液體噴出頭包括連接到噴出液體的噴出口的流路。所述制造方法順次包括以下步驟:制備包括第一層的基板的步驟；由所述第一層形成流路型模和構件的步驟，其中所述流路型模用于形成所述流路，所述構件以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側；以如下方式設置第二層的步驟:使得所述間隙被所述第二層填充，所述第二層覆蓋所述型模和以所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件；由所述第二層形成噴出口形成構件的步驟，其中所述噴出口形成構件用于形成噴出口 ；去除以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件的步驟；以及形成壁構件的步驟，其中所述壁構件以在所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于所述噴出口形成構件的外側。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠制造一種液體噴出頭，該液體噴出頭實現(xiàn)噴出口面的平坦性和對基板上電路的保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是示出通過本發(fā)明制造的液體噴出頭的示例的圖。
[0016]圖2A是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0017]圖2B是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0018]圖2C是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0019]圖2D是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0020]圖2E是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0021]圖2F是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0022]圖2G是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0023]圖2H是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0024]圖21是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0025]圖2J是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0026]圖3A是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0027]圖3B是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0028]圖3C是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0029]圖3D是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0030]圖4A是用于說明本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0031]圖4B是用于說明本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0032]圖5A是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0033]圖5B是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0034]圖5C是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0035]圖是示出液體噴出頭的制造方法的圖。[0036]圖5E是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0037]圖5F是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下將參考【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明。
[0039]液體噴出頭能夠安裝于諸如打印機、復印機、具有通訊系統(tǒng)的傳真機、文字處理機等具有打印單元的裝置，以及與各種處理裝置復合地組合的工業(yè)記錄裝置。例如，液體噴出頭能夠用于制造生物芯片、印刷電路以及噴出霧狀藥物。
[0040]圖1是示出通過本發(fā)明制造的液體噴出頭的示例的圖。圖1中示出的液體噴出頭包括基板1，在基板I上以預定間距形成產(chǎn)生噴出諸如墨等的液體用的能量的能量產(chǎn)生元件2。供給液體的供給口 3設置在基板I上的兩列能量產(chǎn)生元件2之間。在基板I上形成在能量產(chǎn)生元件2上方開口的噴出口 5和均從供給口 3連接到一個噴出口 3的液體流路6。由噴出口形成構件覆蓋流路6，以在噴出口形成構件和位于噴出口形成構件周圍的壁構件4之間具有間隙的方式形成壁構件4。
[0041][第一實施方式]
[0042]將參考圖2說明本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的第一實施方式。圖2A至圖2E是示出在垂直于基板I的方向上沿圖1中的A-A線截取的各工序的截面的圖。雖然，在以下說明中示出并且說明了一個液體噴出頭(一個芯片)，但是6英寸至12英寸的晶圓可以用作基板1，所以能夠在一個晶圓上制造多個液體噴出頭。因此，通過切分晶圓能夠得到一個液體噴出頭。
[0043]首先，如圖2A所示，制備包括第一層7的基板I。第一層7在其表面包括能量產(chǎn)生元件2。通過在基板I上涂覆諸如正型感光性樹脂等的樹脂材料或在基板I上層壓樹脂材料的膜來設置第一層7。因為在后面的工序中從基板I去除第一層，所以第一層可以通過諸如溶劑等的溶液溶解。因此，第一層可以包括正型感光性樹脂。例如，能夠使用聚甲基異丙烯基酮、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的共聚物等。這是因為這些化合物能夠通過溶劑容易地去除并且具有單純的組成，使得構成成分不會過多地影響后面說明的第二層10。
[0044]接著，如圖2B所示，從第一層7去除第一層7的一部分，以便形成流路型模8和構件(A) 9，流路型模8用于形成液體的流路，構件(A) 9以構件(A) 9與型模8之間具有間隙30的方式位于型模8的外側。如上所述，在型模8與構件(A) 9之間存在間隙(寬度為L)。如果第一層7是平坦狀，則型模8和構件(A)9的高度相同。當感光性樹脂用作第一層7時，通過使第一層7曝光和顯影并且去除第一層7的一部分來形成型模8和構件(A) 9。作為另一種方法，可以在第一層7上進行干法蝕刻。型模8的外側是指型模8的中心的外側。
[0045]圖4是在圖2B示出的狀態(tài)下從上方觀察的型模8和構件(A) 9的圖。如圖4A所示,構件(A)9設置在型模8的外側以包圍型模8。在圖4A中，構件(A)9的外廓9a對應于一個液體噴出頭的單位區(qū)域。型模8與構件(A)9之間的間隙30的寬度優(yōu)選地為大于等于10微米并且小于等于50微米，以便在后面的工序中能夠在型模8和構件(A)9上平坦地涂覆第二層10。在與基板的表面平行的方向上的長度L優(yōu)選地為小于等于50微米。另一方面，出于噴出口形成構件的強度的考慮，長度L優(yōu)選地為大于等于10微米。出于同樣的考慮，在一個液體噴出頭單元中，優(yōu)選地是，在與基板的表面平行的截面中，構件(A)的面積比型模8的面積大。此外，在與基板的表面平行的截面中，優(yōu)選地是，構件(A)的面積大于等于型模8的面積的三倍。出于設計普通液體噴出頭的考慮，優(yōu)選的是，構件(A)的面積小于等于型模8的面積的100倍。
[0046]當同時設置多個液體噴出頭單元時，如圖4B所示，構件(A)9設置在均對應于一個液體噴出頭單元的型模8a與型模Sb之間?？邕^液體噴出頭單元之間的邊界100 (虛線)設置構件(A) 9。邊界100可以是由基板上實際形成的凹凸形成的線或者可以是虛線。通過沿著邊界100切斷基板能夠取出一個液體噴出頭單元。
[0047]接著，如圖2C所示，以填充間隙30并且覆蓋型模8和構件(A) 9的方式設置第二層10。作為設置第二層10的方法,例如有旋涂(spin coating)法、簾式涂覆(curtaincoating)法和層壓法。第二層可以包括負型感光性樹脂。包含具有諸如環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基和乙烯基等的可聚合基團的樹脂以及與這種樹脂對應的聚合引發(fā)劑的負型感光性樹脂組合物被用作包含負型感光性樹脂的組合物。這是因為包含上述官能團的樹脂具有高聚合反應性，并且能夠由噴出口形成構件形成具有高機械強度的噴出口形成構件。
[0048]能夠任意設定第一層7的厚度和第二層10的厚度。當形成噴出小于IOpl的小液滴的噴出口和與該噴出口對應的液體流路時，優(yōu)選地是，第一層7的厚度為大于等于3微米并且小于等于15微米，第二層10的厚度為從型模8的上表面起大于等于3微米并且小于等于10微米。
[0049]當形成的間隙30非常小時，第二層10能夠被大致平坦地設置于型模8和構件(A)9。第二層10進入間隙30并且填充間隙30，并且間隙部變成噴出口形成構件的一部分。
[0050]接著，由第二層10形成用于形成噴出口的噴出口形成構件11。待成為噴出口的開口設置于噴出口形成構件11。能夠通過以下所述的光刻法以高位置精度精細地設置開口。
[0051]首先，如圖2D所示，在第二層10上進行圖案曝光。通過掩模201使第二層10曝光。當?shù)诙?0為負型感光性樹脂組合物時，曝光部分21硬化。這里，可以根據(jù)需要加熱第二層10以促進硬化。
[0052]接著，如圖2E所示，使第二層10顯影以去除第二層10的未曝光部分并形成噴出口形成構件11。這時，能夠同時形成部分變成噴出口的開口 22。開口 22可以形成在面向能量產(chǎn)生元件2的能量產(chǎn)生面的位置處。
[0053]以這種方式，第二層8平坦地形成于型模8和構件(A)9，以便由第二層10獲得抑制了厚度變化的噴出口形成構件11。
[0054]接著，如圖2F所示，去除以在構件(A)9與型模8之間具有間隙的方式位于型模8的外側的構件(A) 9 (E工序)。通過用溶液等溶解構件(A) 9的方法來進行構件(A) 9的去除。噴出口形成構件11被硬化，使得型模8可以和構件(A)9—起被去除。然而，期望此時不去除型模8，以便防止后面說明的第三層進入待成為流路的空間。當構件(A)9由樹脂形成時，使諸如紫外光等的光選擇性地照射到構件(A) 9，并且相對于溶液，構件(A) 9對于未被光照射的型模8的溶解選擇比是增加的，其后，構件(A)9被溶液溶解，使得能夠選擇性地去除構件(A) 9。
[0055]接著，形成壁構件，該壁構件以在壁構件與噴出口形成構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于噴出口形成構件的外側。可以通過布置圖案化構件形成壁構件，或者可以通過光刻法形成壁構件。這里，將說明實施方式。首先，如圖2G所示，以覆蓋去除了構件(A)9的基板I上的噴出口形成構件11的方式設置第三層12。第三層可以包括負型感光性樹脂。此外，第二層可以包括具有與第二層10相同組成的負型感光性樹脂。此外，第三層12和第二層10所包括的化合物可以是相同的并且第三層12和第二層10的組成可以是相同的。第三層12的上表面(正面)的厚度可以比噴出口形成構件11的上表面的厚度厚或者薄或者與噴出口形成構件11的上表面的厚度相等。換言之，第三層12的上表面(正面)的位置可以比噴出口形成構件11的上表面的位置高或者低或者與噴出口形成構件11的上表面的位置相同。圖2G示出第三層12的上表面的位置比噴出口形成構件11的上表面的位置高的狀態(tài)。這里，基板I的設置有第三層12的部分300是電路單元，電路單元設置有用于驅(qū)動電路以便驅(qū)動能量產(chǎn)生元件2的晶體管等。電路單元300由第三層12覆蓋。
[0056]接著，如圖2H所示，通過掩模202使第三層12曝光，并且使曝光部分23硬化。在第三層12中，需要去除待成為噴出口的開口 22的內(nèi)側部分和開口 22上方的部分，以便通過掩模202遮光。未曝光部分24不硬化。這里，電路單元300大致被曝光部分23覆蓋，以便保護電路單元300。此時，在噴出口形成構件11與第三層12之間形成間隙31。出于保護電路單元的考慮，間隙31的寬度(W)可以形成得小。另一方面，出于在通過擦拭噴出口表面來進行清潔時存儲墨的考慮，間隙31的寬度(W)可以大。因此，考慮液體噴出頭的墨噴出體積、噴出口的總數(shù)和墨的物理特性等適當?shù)卦O定間隙的寬度(W)。優(yōu)選地，寬度(W)被設定為大于等于噴出口的直徑并且小于等于噴出口的直徑的五倍。接著，如圖21所示，通過例如液體顯影方法去除未曝光部分24，使得能夠由第三層形成壁構件4，壁構件4以壁構件4與噴出口形成構件11之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于噴出口形成構件11的外側。間隙可以形成于噴出口形成構件11與壁構件4之間的區(qū)域的至少一部分。換言之，噴出口形成構件11和壁構件4可以彼此部分連接。然而，壁構件可以在壁構件的整個區(qū)域中在壁構件與噴出口形成構件之間設置有間隙。噴出口形成構件11的外側是指噴出口形成構件11的中心的外側。在圖2中，外側是噴出口形成構件11的左側區(qū)域和右側區(qū)域。當用溶液溶解負型感光性樹脂時，根據(jù)負型感光性樹脂的組成，諸如二甲苯等的適當?shù)娜軇┛梢杂米魅芤?。型?經(jīng)由開口 22露出。
[0057]接著，如圖2J所示，通過干法蝕刻、濕法蝕刻等在基板I中形成供給口 3，使得型模8從基板的背面連接到外側。接著，通過適當?shù)娜芤喝芙獠⑶胰コ湍?，形成連接到噴出口 5的液體流路6。
[0058]在形成噴出口形成構件11后，噴出口形成構件11的平坦性沒有被后面的工序損壞，使得基板I的能量產(chǎn)生面與噴出口 5 (噴出口面14)之間的距離D變得均一。因此，從多個噴出口噴出的液體的量能夠恒定。此外，電路單元形成于基板與壁構件之間，使得電路單元能夠被適當?shù)乇Ｗo。
[0059][第二實施方式]
[0060]將參考圖3說明本發(fā)明的第二實施方式。圖3A至圖3D是示出各工序的截面的截面圖。圖3A至圖3D是沿著與圖2A至圖2J相同的線截取的截面圖。
[0061]在本實施方式中，從圖2C所示的工序(C工序)開始，進行與第一實施方式中的那些工序相同的工序。然而，在設置第二層的工序之后，為第二層的表面賦予防液性材料。具體地，如圖3A所示，為第二層10的表面賦予防液性材料15，以為第二層10的表面賦予防液性。防液性材料15的至少一部分可以滲透到第二層10中。當待噴出的液體為水基墨或油基墨時，被賦予防液性的部分在豎直方向上的厚度可以為2微米。當防液性材料堆疊在第二層上時，防液性材料15以與第一層7和第二層10相同的方式平坦地形成在基板上。使用含氟的化合物作為防液性材料15。例如，使用感光性的含氟環(huán)氧樹脂膜、包含含氟硅烷與含可聚合基團的硅烷的濃縮物的組合物等。
[0062]接著，如圖3B所示，通過掩模201使第二層10和防液性材料15曝光，以形成噴出口形成構件11。可以通過光刻法使防液性材料15和第二層10同時圖案化。此外，使曝光部分硬化并且接著顯影，并且去除第二層10的未曝光部分和防液性材料15的未曝光部分。由此，如圖3C所示，可以在噴出口形成構件11的待成為噴出口的開口 22的周圍設置進行防液處理的防液部17。去除位于開口 22周圍的區(qū)域以外的區(qū)域(例如，第二層10的未曝光部分的區(qū)域)的防液性材料，使得這些區(qū)域不被賦予防液性。
[0063]然后，進行與第一實施方式中圖2F至圖21的那些工序相同的工序。例如，首先去除構件(A)9，接著以覆蓋噴出口形成構件11的方式設置第三層12。在噴出口形成構件11的防液部17上，第三層12可以防液。然而，在噴出口形成構件11與第三層12之間存在具有寬度(W)的間隙31。由此，能夠防止第三層12附于壁構件4。之后，使第三層12的必要部分硬化并去除未硬化部分。接著，在基板I中形成供給口 3并去除型模8，以形成液體流路6。以此方式，得到圖3D所示的液體噴出頭。優(yōu)選的尺寸與第一實施方式中的尺寸相同。
[0064]如圖3D所示，在通過第二實施方式制造的液體噴出頭中，防液部17存在于噴出口形成構件11的噴出口 5開口所在的開口面。換言之，在噴出口形成構件上進行防液處理。因此，存儲在流路中的待噴出的液體不會滯留在開口面上，并且能夠在與噴出口 5大致相同的位置處形成彎液面。即使當噴出的液體的一部分成霧狀流動并且附著于噴出口面時，也能夠防止霧固定到噴出口面，并能夠通過使用設置在液體噴出裝置中的擦拭刮板等進行清潔而使霧移動到間隙31中。另一方面，在壁構件4上沒有防液部。具體地，在壁構件上不進行防液處理，使得在清潔之后，噴出的液體的霧容易移動到間隙31中并且移動到壁構件4上。因而，之后，通過設置在記錄裝置中的吸引機構的吸引恢復操作能夠容易地去除移動的液體。如上所述，在本發(fā)明中，通過不同的工序制造噴出口形成構件和壁構件，使得能夠制造在噴出口形成構件上進行防液處理而在壁構件上不進行防液處理的液體噴出頭。
[0065][實施例]
[0066]以下將對實施例進行說明，以更詳細地說明本發(fā)明。下面，“pbw”是以質(zhì)量為基礎。
[0067][實施例1]
[0068]將參考圖2A至圖2J說明實施例1。首先，制備設置有第一層7的基板I (6英寸晶圓)(圖2A)。通過利用旋涂法在基板I上涂覆作為負型感光性樹脂的0DUR-1010 (由Tokyo Ohka Kogyo有限公司制造)并且在120攝氏度干燥0DUR-1010來形成第一層7。形成的第一層7的平均厚度為7微米，基板I (6英寸晶圓)中的第一層7的厚度的標準偏差為0.1微米以下(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0069]接著，使用掩模曝光第一層7并且去除曝光部分，以形成型模8和構件(A)9，構件(A) 9以型模8與構件(A) 9之間具有間隙30的方式位于型模8的外側(圖2B)。此時，間隙30的寬度為30微米。
[0070]接著，通過旋涂法涂覆包括以下表I中所示的成分的組合物，使得間隙30被填充并且構件(A)9和型模8被覆蓋。接著，在90攝氏度干燥組合物3分鐘，形成第二層10 (圖2C)。第二層10的從型模8的上表面起的平均厚度為5微米，厚度的標準偏差為0.2微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0071][表I]
[0072]
組合物重量份
EHPE-3150 (由 Daicel Chemical Industries 有限公司制造)IOOpbw
A-187 (由 Nippon Unicar 有限公司制造)5pbw
三氟甲燒磺酸銅0.5pbw
SP-170 (由 Asahi Denka Kogyo k.k.制造)0.5pbw
甲基異丁基酮IOOpbw
二甲苯IOOpbw
[0073]接著使用MPA_600Super (產(chǎn)品名稱，由佳能公司制造)使第二層10曝光。此外，在第二層10上進行后烘(post-back)和顯影，由第二層10形成設置有開口 22的噴出口形成構件11 (圖2E)。曝光量為lj/cm2。使用甲基異丁基酮/ 二甲苯=2/3的混合液作為顯影溶液。使用二甲苯作為加工后的沖洗液。開口 22的直徑為12微米。
[0074]接著，通過使用掩模對準器UX-3000SC (產(chǎn)品名稱，由Ushio公司制造)，將深紫外光(波長為220nm?400nm)在10J/cm2的條件下照射到構件(A)9,之后,通過甲基異丁基酮溶解并且去除構件(A) 9 (圖2F)。
[0075]接著，以覆蓋噴出口形成構件11的方式涂覆表I中所示的組合物并且以使得從基板I的表面到噴出口形成構件11上的第三層12的上表面的厚度為18微米的方式形成第三層12 (圖2G)。
[0076]接著，通過MPA_600Super (產(chǎn)品名稱，由佳能公司制造)曝光第三層12 (曝光量為lj/cm2)(圖2H)，進行后烘、顯影和沖洗，以在第三層12的曝光部分23與噴出口形成構件11之間形成間隙31。間隙31的寬度W為30微米。曝光部分23變成壁構件4。由此，由第三層形成壁構件4，壁構件4以壁構件4與噴出口形成構件之間具有間隙的方式位于噴出口形成構件的外側(圖21)。間隙形成于噴出口形成構件與壁構件之間的整個區(qū)域。使用甲基異丁基酮/ 二甲苯=2/3的混合液作為顯影溶液。使用二甲苯作為加工后的沖洗液。
[0077]接著，通過在80攝氏度使用羥化四甲基銨溶液作為蝕刻溶液，在硅基板I上進行各向異性刻蝕以形成供給口 3。之后，通過乳酸甲酯溶解并去除型模8，形成具有12微米直徑的噴出口 5 (圖2J)。
[0078]在基板I (6英寸晶圓)中，距離D的平均值為12微米，距離D的標準偏差為0.25微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0079]最后，通過切割鋸切斷6英寸晶圓，制造出液體噴出頭。
[0080][實施例2][0081]在設置實施例1中的第二層的工序之后，具體地，在圖2C所示的工序之后，為第二層10的表面賦予防液性材料。使用通過如下方式獲得的材料作為防液性材料:將28克(0.1摩爾)的縮水甘油基丙基三乙氧基硅烷、18克(0.1摩爾)的甲基三乙氧基硅烷、6.6克(0.013摩爾)的十三氟-1，I, 2，2-四氫辛基三乙氧基硅烷、17.3克的水和37克的乙醇在室溫下攪拌，然后使這些材料回流24小時。除了上述的以外，以與實施例1相同的方式制造液體噴出頭。
[0082]在基板I (6英寸晶圓)中，距離D的平均值為12微米，距離D的標準偏差為0.25微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0083][比較例I]
[0084]將參考圖5A至圖5F說明比較例的液體噴出頭的制造方法。圖5A至圖5F示出制造比較例的液體噴出頭的各工序的截面。
[0085]在包括能量產(chǎn)生元件102的硅基板101 (6英寸晶圓)上涂覆0DUR-1010 (產(chǎn)品名稱，由Tokyo Ohka Kogyo有限公司制造)并且干燥0DUR-1010,以形成具有7微米厚度的負型感光性樹脂層103 (圖5A)。
[0086]接著，在負型感光性樹脂層103上進行曝光和顯影，形成流路型模104 (圖5B)。
[0087]接著，通過旋涂法將表I所示的組合物涂覆在型模104上并且在90攝氏度干燥組合物3分鐘，以使得覆蓋層105的設置在型模104上的部分的厚度為7微米的方式形成覆蓋層105 (圖5C)。
[0088]接著，使用掩模110曝光覆蓋層105，曝光部分106被硬化(圖OT)。進行顯影并且去除覆蓋層105的未曝光部分，以形成構件111和噴出口 107 (圖5E)，其中構件111形成流路的壁，噴出口 107具有12微米的直徑。
[0089]接著，在基板101中形成供給口 109，之后，去除型模104，形成流路108 (圖5F)。
[0090]在基板(6英寸晶圓)中，從能量產(chǎn)生元件102的能量產(chǎn)生面到噴出口 107的距離h的平均值為12微米，距離h的標準偏差為0.60微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。[0091 ] 最后，通過切割鋸切斷6英寸晶圓，制造出液體噴出頭。
[0092][評價]
[0093]如上所述，已知實施例1和實施例2的液體噴出頭的距離D的標準偏差與比較例I的液體噴出頭的距離h的標準偏差之間存在大的差異。
[0094]實施例1和實施例2的距離D的標準偏差之所以小到0.25微米的原因是因為:假定能夠由形成為平坦狀的第二層10獲得厚度變化非常小的噴出口形成構件11。
[0095]另一方面，距離h的標準偏差之所以大到0.60微米的原因之一是因為:假定在在覆蓋層105下方存在型模104的部分與在覆蓋層105下方不存在型模104的部分之間，覆蓋層105的上表面具有高度差。此外，在比較例I中，設置于6英寸晶圓的最外側區(qū)域的型模104的外側沒有型模104，使得晶圓的外側區(qū)域的覆蓋層105的上表面的高度形成得比晶圓的中央部分的覆蓋層105的上表面的高度低。因此，這也被認為是上述原因之一。
[0096]接著，在實施例1和實施例2以及比較例I的液體噴出頭上進行保存耐久性測試。在121攝氏度的溫度和2個大氣壓下將液體噴出頭浸在佳能制造的墨BC1-6C中并且放置100小時。之后，從墨中取出液體噴出頭。當觀察各液體噴出頭的基板I與壁構件之間的界面時，在實施例1和實施例2以及比較例I的所有液體噴出頭中沒有觀察到基板I與壁構件4之間的分離或變形。
[0097]接著，使用實施例1和實施例2以及比較例I的液體噴出頭進行打印耐久性測試。使用從6英寸晶圓切出的多個液體噴出頭進行打印記錄。使用由佳能制造的墨BC1-6C作為液體。包括與實際打印操作中進行的頭清潔操作相同的頭清潔操作地、進行噴出體積Vd=lpl、噴出頻率f=15kHz并且噴出次數(shù)為3X IO8條件下的記錄。當目視地觀察通過記錄獲得的圖像時，在使用實施例1和實施例2的液體噴出頭進行記錄時得到非常高品質(zhì)的記錄圖像。即使在使用從一個6英寸晶圓獲得的多個液體噴出頭中的任意一個時也能得到同樣高品質(zhì)的圖像。另一方面，與實施例1和實施例2的記錄圖像相比，在使用比較例I的液體噴出頭進行記錄時，在記錄圖像中觀察到不均勻。此外，對于通過使用從同一 6英寸晶圓獲得的多個液體噴出頭得到的各記錄圖像，不均勻狀態(tài)略微不同。
[0098]能想到的是，因為距離D的標準偏差比距離h的標準偏差小，所以從根據(jù)實施例1和實施例2的液體噴出頭噴出的墨的體積的變化比從根據(jù)比較例的液體噴出頭噴出的墨的體積變化小。歸因于電路單元等中的配線的斷開，實施例1和實施例2以及比較例I的所有液體噴出頭為不引起記錄不均勻的充分可靠的液體噴出頭。
[0099]雖然已經(jīng)參照示例性實施方式說明了本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施方式。所附權利要求書的范圍應符合最寬泛的解釋，以包括所有這種變型、等同結構和功能。
[0100]本申請要求2011年9月29日提交的日本專利申請N0.2011-215334和2012年7月26日提交的日本專利申請N0.2012-165879的優(yōu)先權，二者的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
【權利要求】
1.一種液體噴出頭的制造方法，所述液體噴出頭包括連接到噴出液體的噴出口的流路，所述制造方法順次包括以下步驟: 制備包括第一層的基板的步驟； 由所述第一層形成流路型模和構件的步驟，其中所述流路型模用于形成所述流路，所述構件以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側； 以如下方式設置第二層的步驟:使得所述間隙被所述第二層填充，所述第二層覆蓋所述型模和以所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件；由所述第二層形成噴出口形成構件的步驟，其中所述噴出口形成構件用于形成噴出口； 去除以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件的步驟；以及 形成壁構件的步驟，其中所述壁構件以在所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于所述噴出口形成構件的外側。
2.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，形成所述壁構件的步驟還包括: 以使得所述第三層覆蓋所述噴出口形成構件的方式形成第三層的步驟，以及 由所述第三層形成所述壁構件的步驟。
3.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述第一層包括正型感光性樹脂。
4.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述第二層包括負型感光性樹脂。
5.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述第三層包括負型感光性樹脂。
6.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在與所述基板的表面平行的截面中，所述構件的面積比所述型模的面積大。
7.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在與所述基板的表面平行的截面中，所述構件的面積大于等于所述型模的面積的3倍并且小于等于所述型模的面積的100 倍。
8.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述型模與所述構件之間的間隙的寬度大于等于10微米并且小于等于50微米。
9.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的間隙的寬度大于等于所述噴出口的直徑并且小于等于所述噴出口的直徑的5倍。
10.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在設置所述第二層的步驟之后，為所述第二層的表面賦予防液性材料。
11.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在所述基板與所述壁構件之間形成電路單元。
12.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述壁構件在所述壁構件的全部區(qū)域中在所述壁構件與所述噴出口形成構件之間設置有間隙。
13.—種液體噴出頭,其包括: 基板； 位于所述基板上的噴出口形成構件；以及 壁構件，其位于所述基板上，并且以在所述壁構件與所述噴出口形成構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于所述噴出口形成構件的外側， 其中，在所述噴出口形成構件上進行防液處理，在所述壁構件上不進行防液處理。
14.根據(jù)權利要求13所述的液體噴出頭，其中，所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的間隙的寬度大于等于噴出口的直徑并且小于等于所述噴出口的直徑的5倍。
15.根據(jù)權利要求13所述的液體噴出頭，其中，在所述基板與所述壁構件之間形成電路單元。
16.根據(jù)權利要求13所述的液體噴出頭，其中，所述壁構件在所述壁構件的全部區(qū)域中在所述壁構件與所述噴出口形成構件之間設置有間隙。
【文檔編號】B41J2/16GK103842179SQ201280047285
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權日:2011年9月29日
【發(fā)明者】佐藤環(huán)樹, 森末將文, 石川哲史, 米山寬乃 申請人:佳能株式會社
【專利摘要】一種液體噴出頭的制造方法，包括：制備包括第一層的基板的步驟；由第一層形成流路型模和構件的步驟，其中流路型模用于形成流路，構件以在型模與構件之間具有間隙的方式位于型模的外側；以如下方式設置第二層的步驟：使得間隙被第二層填充，第二層覆蓋型模和以型模與構件之間具有間隙的方式位于型模的外側的構件；由第二層形成噴出口形成構件的步驟，其中噴出口形成構件用于形成噴出口；去除以在型模與構件之間具有間隙的方式位于型模的外側的構件的步驟；以及形成壁構件的步驟，其中壁構件以在噴出口形成構件與壁構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于噴出口形成構件的外側。
【專利說明】碧，并且在覆蓋層面向能量產(chǎn)生元件的位置莫以形成待成為流路的空間，以便制造液體勾件，使得能夠改善覆蓋層在流路的型模的
造工序中的耐熱性和使用頭時的耐墨性的去除外周型模構件。在通過從開口去除外于驅(qū)動能量產(chǎn)生元件的電路單元。因此，需6。
且墨可能附著在噴出口開口所在的噴出口I拭刮板等的擦拭機構擦拭掉附著的墨。這切)不同的部分或者噴出口面上沒有凹部，能從噴出口周圍的區(qū)域被去除。去除了外I拭掉的墨的功能。在去除部中收集的墨通1011回收。[0012]因此，本發(fā)明提供一種液體噴出頭的制造方法，該液體噴出頭實現(xiàn)噴出口面的平坦性和對基板上電路的保護。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]通過以下說明的本發(fā)明解決上述問題。具體地，本發(fā)明是一種液體噴出頭的制造方法，所述液體噴出頭包括連接到噴出液體的噴出口的流路。所述制造方法順次包括以下步驟:制備包括第一層的基板的步驟；由所述第一層形成流路型模和構件的步驟，其中所述流路型模用于形成所述流路，所述構件以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側；以如下方式設置第二層的步驟:使得所述間隙被所述第二層填充，所述第二層覆蓋所述型模和以所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件；由所述第二層形成噴出口形成構件的步驟，其中所述噴出口形成構件用于形成噴出口 ；去除以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件的步驟；以及形成壁構件的步驟，其中所述壁構件以在所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于所述噴出口形成構件的外側。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠制造一種液體噴出頭，該液體噴出頭實現(xiàn)噴出口面的平坦性和對基板上電路的保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是示出通過本發(fā)明制造的液體噴出頭的示例的圖。
[0016]圖2A是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0017]圖2B是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0018]圖2C是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0019]圖2D是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0020]圖2E是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0021]圖2F是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0022]圖2G是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0023]圖2H是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0024]圖21是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0025]圖2J是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0026]圖3A是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0027]圖3B是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0028]圖3C是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0029]圖3D是示出本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0030]圖4A是用于說明本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0031]圖4B是用于說明本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的示例的圖。
[0032]圖5A是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0033]圖5B是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0034]圖5C是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0035]圖是示出液體噴出頭的制造方法的圖。[0036]圖5E是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
[0037]圖5F是示出液體噴出頭的制造方法的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下將參考【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明。
[0039]液體噴出頭能夠安裝于諸如打印機、復印機、具有通訊系統(tǒng)的傳真機、文字處理機等具有打印單元的裝置，以及與各種處理裝置復合地組合的工業(yè)記錄裝置。例如，液體噴出頭能夠用于制造生物芯片、印刷電路以及噴出霧狀藥物。
[0040]圖1是示出通過本發(fā)明制造的液體噴出頭的示例的圖。圖1中示出的液體噴出頭包括基板1，在基板I上以預定間距形成產(chǎn)生噴出諸如墨等的液體用的能量的能量產(chǎn)生元件2。供給液體的供給口 3設置在基板I上的兩列能量產(chǎn)生元件2之間。在基板I上形成在能量產(chǎn)生元件2上方開口的噴出口 5和均從供給口 3連接到一個噴出口 3的液體流路6。由噴出口形成構件覆蓋流路6，以在噴出口形成構件和位于噴出口形成構件周圍的壁構件4之間具有間隙的方式形成壁構件4。
[0041][第一實施方式]
[0042]將參考圖2說明本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法的第一實施方式。圖2A至圖2E是示出在垂直于基板I的方向上沿圖1中的A-A線截取的各工序的截面的圖。雖然，在以下說明中示出并且說明了一個液體噴出頭(一個芯片)，但是6英寸至12英寸的晶圓可以用作基板1，所以能夠在一個晶圓上制造多個液體噴出頭。因此，通過切分晶圓能夠得到一個液體噴出頭。
[0043]首先，如圖2A所示，制備包括第一層7的基板I。第一層7在其表面包括能量產(chǎn)生元件2。通過在基板I上涂覆諸如正型感光性樹脂等的樹脂材料或在基板I上層壓樹脂材料的膜來設置第一層7。因為在后面的工序中從基板I去除第一層，所以第一層可以通過諸如溶劑等的溶液溶解。因此，第一層可以包括正型感光性樹脂。例如，能夠使用聚甲基異丙烯基酮、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的共聚物等。這是因為這些化合物能夠通過溶劑容易地去除并且具有單純的組成，使得構成成分不會過多地影響后面說明的第二層10。
[0044]接著，如圖2B所示，從第一層7去除第一層7的一部分，以便形成流路型模8和構件(A) 9，流路型模8用于形成液體的流路，構件(A) 9以構件(A) 9與型模8之間具有間隙30的方式位于型模8的外側。如上所述，在型模8與構件(A) 9之間存在間隙(寬度為L)。如果第一層7是平坦狀，則型模8和構件(A)9的高度相同。當感光性樹脂用作第一層7時，通過使第一層7曝光和顯影并且去除第一層7的一部分來形成型模8和構件(A) 9。作為另一種方法，可以在第一層7上進行干法蝕刻。型模8的外側是指型模8的中心的外側。
[0045]圖4是在圖2B示出的狀態(tài)下從上方觀察的型模8和構件(A) 9的圖。如圖4A所示,構件(A)9設置在型模8的外側以包圍型模8。在圖4A中，構件(A)9的外廓9a對應于一個液體噴出頭的單位區(qū)域。型模8與構件(A)9之間的間隙30的寬度優(yōu)選地為大于等于10微米并且小于等于50微米，以便在后面的工序中能夠在型模8和構件(A)9上平坦地涂覆第二層10。在與基板的表面平行的方向上的長度L優(yōu)選地為小于等于50微米。另一方面，出于噴出口形成構件的強度的考慮，長度L優(yōu)選地為大于等于10微米。出于同樣的考慮，在一個液體噴出頭單元中，優(yōu)選地是，在與基板的表面平行的截面中，構件(A)的面積比型模8的面積大。此外，在與基板的表面平行的截面中，優(yōu)選地是，構件(A)的面積大于等于型模8的面積的三倍。出于設計普通液體噴出頭的考慮，優(yōu)選的是，構件(A)的面積小于等于型模8的面積的100倍。
[0046]當同時設置多個液體噴出頭單元時，如圖4B所示，構件(A)9設置在均對應于一個液體噴出頭單元的型模8a與型模Sb之間?？邕^液體噴出頭單元之間的邊界100 (虛線)設置構件(A) 9。邊界100可以是由基板上實際形成的凹凸形成的線或者可以是虛線。通過沿著邊界100切斷基板能夠取出一個液體噴出頭單元。
[0047]接著，如圖2C所示，以填充間隙30并且覆蓋型模8和構件(A) 9的方式設置第二層10。作為設置第二層10的方法,例如有旋涂(spin coating)法、簾式涂覆(curtaincoating)法和層壓法。第二層可以包括負型感光性樹脂。包含具有諸如環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基和乙烯基等的可聚合基團的樹脂以及與這種樹脂對應的聚合引發(fā)劑的負型感光性樹脂組合物被用作包含負型感光性樹脂的組合物。這是因為包含上述官能團的樹脂具有高聚合反應性，并且能夠由噴出口形成構件形成具有高機械強度的噴出口形成構件。
[0048]能夠任意設定第一層7的厚度和第二層10的厚度。當形成噴出小于IOpl的小液滴的噴出口和與該噴出口對應的液體流路時，優(yōu)選地是，第一層7的厚度為大于等于3微米并且小于等于15微米，第二層10的厚度為從型模8的上表面起大于等于3微米并且小于等于10微米。
[0049]當形成的間隙30非常小時，第二層10能夠被大致平坦地設置于型模8和構件(A)9。第二層10進入間隙30并且填充間隙30，并且間隙部變成噴出口形成構件的一部分。
[0050]接著，由第二層10形成用于形成噴出口的噴出口形成構件11。待成為噴出口的開口設置于噴出口形成構件11。能夠通過以下所述的光刻法以高位置精度精細地設置開口。
[0051]首先，如圖2D所示，在第二層10上進行圖案曝光。通過掩模201使第二層10曝光。當?shù)诙?0為負型感光性樹脂組合物時，曝光部分21硬化。這里，可以根據(jù)需要加熱第二層10以促進硬化。
[0052]接著，如圖2E所示，使第二層10顯影以去除第二層10的未曝光部分并形成噴出口形成構件11。這時，能夠同時形成部分變成噴出口的開口 22。開口 22可以形成在面向能量產(chǎn)生元件2的能量產(chǎn)生面的位置處。
[0053]以這種方式，第二層8平坦地形成于型模8和構件(A)9，以便由第二層10獲得抑制了厚度變化的噴出口形成構件11。
[0054]接著，如圖2F所示，去除以在構件(A)9與型模8之間具有間隙的方式位于型模8的外側的構件(A) 9 (E工序)。通過用溶液等溶解構件(A) 9的方法來進行構件(A) 9的去除。噴出口形成構件11被硬化，使得型模8可以和構件(A)9—起被去除。然而，期望此時不去除型模8，以便防止后面說明的第三層進入待成為流路的空間。當構件(A)9由樹脂形成時，使諸如紫外光等的光選擇性地照射到構件(A) 9，并且相對于溶液，構件(A) 9對于未被光照射的型模8的溶解選擇比是增加的，其后，構件(A)9被溶液溶解，使得能夠選擇性地去除構件(A) 9。
[0055]接著，形成壁構件，該壁構件以在壁構件與噴出口形成構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于噴出口形成構件的外側。可以通過布置圖案化構件形成壁構件，或者可以通過光刻法形成壁構件。這里，將說明實施方式。首先，如圖2G所示，以覆蓋去除了構件(A)9的基板I上的噴出口形成構件11的方式設置第三層12。第三層可以包括負型感光性樹脂。此外，第二層可以包括具有與第二層10相同組成的負型感光性樹脂。此外，第三層12和第二層10所包括的化合物可以是相同的并且第三層12和第二層10的組成可以是相同的。第三層12的上表面(正面)的厚度可以比噴出口形成構件11的上表面的厚度厚或者薄或者與噴出口形成構件11的上表面的厚度相等。換言之，第三層12的上表面(正面)的位置可以比噴出口形成構件11的上表面的位置高或者低或者與噴出口形成構件11的上表面的位置相同。圖2G示出第三層12的上表面的位置比噴出口形成構件11的上表面的位置高的狀態(tài)。這里，基板I的設置有第三層12的部分300是電路單元，電路單元設置有用于驅(qū)動電路以便驅(qū)動能量產(chǎn)生元件2的晶體管等。電路單元300由第三層12覆蓋。
[0056]接著，如圖2H所示，通過掩模202使第三層12曝光，并且使曝光部分23硬化。在第三層12中，需要去除待成為噴出口的開口 22的內(nèi)側部分和開口 22上方的部分，以便通過掩模202遮光。未曝光部分24不硬化。這里，電路單元300大致被曝光部分23覆蓋，以便保護電路單元300。此時，在噴出口形成構件11與第三層12之間形成間隙31。出于保護電路單元的考慮，間隙31的寬度(W)可以形成得小。另一方面，出于在通過擦拭噴出口表面來進行清潔時存儲墨的考慮，間隙31的寬度(W)可以大。因此，考慮液體噴出頭的墨噴出體積、噴出口的總數(shù)和墨的物理特性等適當?shù)卦O定間隙的寬度(W)。優(yōu)選地，寬度(W)被設定為大于等于噴出口的直徑并且小于等于噴出口的直徑的五倍。接著，如圖21所示，通過例如液體顯影方法去除未曝光部分24，使得能夠由第三層形成壁構件4，壁構件4以壁構件4與噴出口形成構件11之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于噴出口形成構件11的外側。間隙可以形成于噴出口形成構件11與壁構件4之間的區(qū)域的至少一部分。換言之，噴出口形成構件11和壁構件4可以彼此部分連接。然而，壁構件可以在壁構件的整個區(qū)域中在壁構件與噴出口形成構件之間設置有間隙。噴出口形成構件11的外側是指噴出口形成構件11的中心的外側。在圖2中，外側是噴出口形成構件11的左側區(qū)域和右側區(qū)域。當用溶液溶解負型感光性樹脂時，根據(jù)負型感光性樹脂的組成，諸如二甲苯等的適當?shù)娜軇┛梢杂米魅芤?。型?經(jīng)由開口 22露出。
[0057]接著，如圖2J所示，通過干法蝕刻、濕法蝕刻等在基板I中形成供給口 3，使得型模8從基板的背面連接到外側。接著，通過適當?shù)娜芤喝芙獠⑶胰コ湍?，形成連接到噴出口 5的液體流路6。
[0058]在形成噴出口形成構件11后，噴出口形成構件11的平坦性沒有被后面的工序損壞，使得基板I的能量產(chǎn)生面與噴出口 5 (噴出口面14)之間的距離D變得均一。因此，從多個噴出口噴出的液體的量能夠恒定。此外，電路單元形成于基板與壁構件之間，使得電路單元能夠被適當?shù)乇Ｗo。
[0059][第二實施方式]
[0060]將參考圖3說明本發(fā)明的第二實施方式。圖3A至圖3D是示出各工序的截面的截面圖。圖3A至圖3D是沿著與圖2A至圖2J相同的線截取的截面圖。
[0061]在本實施方式中，從圖2C所示的工序(C工序)開始，進行與第一實施方式中的那些工序相同的工序。然而，在設置第二層的工序之后，為第二層的表面賦予防液性材料。具體地，如圖3A所示，為第二層10的表面賦予防液性材料15，以為第二層10的表面賦予防液性。防液性材料15的至少一部分可以滲透到第二層10中。當待噴出的液體為水基墨或油基墨時，被賦予防液性的部分在豎直方向上的厚度可以為2微米。當防液性材料堆疊在第二層上時，防液性材料15以與第一層7和第二層10相同的方式平坦地形成在基板上。使用含氟的化合物作為防液性材料15。例如，使用感光性的含氟環(huán)氧樹脂膜、包含含氟硅烷與含可聚合基團的硅烷的濃縮物的組合物等。
[0062]接著，如圖3B所示，通過掩模201使第二層10和防液性材料15曝光，以形成噴出口形成構件11。可以通過光刻法使防液性材料15和第二層10同時圖案化。此外，使曝光部分硬化并且接著顯影，并且去除第二層10的未曝光部分和防液性材料15的未曝光部分。由此，如圖3C所示，可以在噴出口形成構件11的待成為噴出口的開口 22的周圍設置進行防液處理的防液部17。去除位于開口 22周圍的區(qū)域以外的區(qū)域(例如，第二層10的未曝光部分的區(qū)域)的防液性材料，使得這些區(qū)域不被賦予防液性。
[0063]然后，進行與第一實施方式中圖2F至圖21的那些工序相同的工序。例如，首先去除構件(A)9，接著以覆蓋噴出口形成構件11的方式設置第三層12。在噴出口形成構件11的防液部17上，第三層12可以防液。然而，在噴出口形成構件11與第三層12之間存在具有寬度(W)的間隙31。由此，能夠防止第三層12附于壁構件4。之后，使第三層12的必要部分硬化并去除未硬化部分。接著，在基板I中形成供給口 3并去除型模8，以形成液體流路6。以此方式，得到圖3D所示的液體噴出頭。優(yōu)選的尺寸與第一實施方式中的尺寸相同。
[0064]如圖3D所示，在通過第二實施方式制造的液體噴出頭中，防液部17存在于噴出口形成構件11的噴出口 5開口所在的開口面。換言之，在噴出口形成構件上進行防液處理。因此，存儲在流路中的待噴出的液體不會滯留在開口面上，并且能夠在與噴出口 5大致相同的位置處形成彎液面。即使當噴出的液體的一部分成霧狀流動并且附著于噴出口面時，也能夠防止霧固定到噴出口面，并能夠通過使用設置在液體噴出裝置中的擦拭刮板等進行清潔而使霧移動到間隙31中。另一方面，在壁構件4上沒有防液部。具體地，在壁構件上不進行防液處理，使得在清潔之后，噴出的液體的霧容易移動到間隙31中并且移動到壁構件4上。因而，之后，通過設置在記錄裝置中的吸引機構的吸引恢復操作能夠容易地去除移動的液體。如上所述，在本發(fā)明中，通過不同的工序制造噴出口形成構件和壁構件，使得能夠制造在噴出口形成構件上進行防液處理而在壁構件上不進行防液處理的液體噴出頭。
[0065][實施例]
[0066]以下將對實施例進行說明，以更詳細地說明本發(fā)明。下面，“pbw”是以質(zhì)量為基礎。
[0067][實施例1]
[0068]將參考圖2A至圖2J說明實施例1。首先，制備設置有第一層7的基板I (6英寸晶圓)(圖2A)。通過利用旋涂法在基板I上涂覆作為負型感光性樹脂的0DUR-1010 (由Tokyo Ohka Kogyo有限公司制造)并且在120攝氏度干燥0DUR-1010來形成第一層7。形成的第一層7的平均厚度為7微米，基板I (6英寸晶圓)中的第一層7的厚度的標準偏差為0.1微米以下(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0069]接著，使用掩模曝光第一層7并且去除曝光部分，以形成型模8和構件(A)9，構件(A) 9以型模8與構件(A) 9之間具有間隙30的方式位于型模8的外側(圖2B)。此時，間隙30的寬度為30微米。
[0070]接著，通過旋涂法涂覆包括以下表I中所示的成分的組合物，使得間隙30被填充并且構件(A)9和型模8被覆蓋。接著，在90攝氏度干燥組合物3分鐘，形成第二層10 (圖2C)。第二層10的從型模8的上表面起的平均厚度為5微米，厚度的標準偏差為0.2微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0071][表I]
[0072]
組合物重量份
EHPE-3150 (由 Daicel Chemical Industries 有限公司制造)IOOpbw
A-187 (由 Nippon Unicar 有限公司制造)5pbw
三氟甲燒磺酸銅0.5pbw
SP-170 (由 Asahi Denka Kogyo k.k.制造)0.5pbw
甲基異丁基酮IOOpbw
二甲苯IOOpbw
[0073]接著使用MPA_600Super (產(chǎn)品名稱，由佳能公司制造)使第二層10曝光。此外，在第二層10上進行后烘(post-back)和顯影，由第二層10形成設置有開口 22的噴出口形成構件11 (圖2E)。曝光量為lj/cm2。使用甲基異丁基酮/ 二甲苯=2/3的混合液作為顯影溶液。使用二甲苯作為加工后的沖洗液。開口 22的直徑為12微米。
[0074]接著，通過使用掩模對準器UX-3000SC (產(chǎn)品名稱，由Ushio公司制造)，將深紫外光(波長為220nm?400nm)在10J/cm2的條件下照射到構件(A)9,之后,通過甲基異丁基酮溶解并且去除構件(A) 9 (圖2F)。
[0075]接著，以覆蓋噴出口形成構件11的方式涂覆表I中所示的組合物并且以使得從基板I的表面到噴出口形成構件11上的第三層12的上表面的厚度為18微米的方式形成第三層12 (圖2G)。
[0076]接著，通過MPA_600Super (產(chǎn)品名稱，由佳能公司制造)曝光第三層12 (曝光量為lj/cm2)(圖2H)，進行后烘、顯影和沖洗，以在第三層12的曝光部分23與噴出口形成構件11之間形成間隙31。間隙31的寬度W為30微米。曝光部分23變成壁構件4。由此，由第三層形成壁構件4，壁構件4以壁構件4與噴出口形成構件之間具有間隙的方式位于噴出口形成構件的外側(圖21)。間隙形成于噴出口形成構件與壁構件之間的整個區(qū)域。使用甲基異丁基酮/ 二甲苯=2/3的混合液作為顯影溶液。使用二甲苯作為加工后的沖洗液。
[0077]接著，通過在80攝氏度使用羥化四甲基銨溶液作為蝕刻溶液，在硅基板I上進行各向異性刻蝕以形成供給口 3。之后，通過乳酸甲酯溶解并去除型模8，形成具有12微米直徑的噴出口 5 (圖2J)。
[0078]在基板I (6英寸晶圓)中，距離D的平均值為12微米，距離D的標準偏差為0.25微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0079]最后，通過切割鋸切斷6英寸晶圓，制造出液體噴出頭。
[0080][實施例2][0081]在設置實施例1中的第二層的工序之后，具體地，在圖2C所示的工序之后，為第二層10的表面賦予防液性材料。使用通過如下方式獲得的材料作為防液性材料:將28克(0.1摩爾)的縮水甘油基丙基三乙氧基硅烷、18克(0.1摩爾)的甲基三乙氧基硅烷、6.6克(0.013摩爾)的十三氟-1，I, 2，2-四氫辛基三乙氧基硅烷、17.3克的水和37克的乙醇在室溫下攪拌，然后使這些材料回流24小時。除了上述的以外，以與實施例1相同的方式制造液體噴出頭。
[0082]在基板I (6英寸晶圓)中，距離D的平均值為12微米，距離D的標準偏差為0.25微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。
[0083][比較例I]
[0084]將參考圖5A至圖5F說明比較例的液體噴出頭的制造方法。圖5A至圖5F示出制造比較例的液體噴出頭的各工序的截面。
[0085]在包括能量產(chǎn)生元件102的硅基板101 (6英寸晶圓)上涂覆0DUR-1010 (產(chǎn)品名稱，由Tokyo Ohka Kogyo有限公司制造)并且干燥0DUR-1010,以形成具有7微米厚度的負型感光性樹脂層103 (圖5A)。
[0086]接著，在負型感光性樹脂層103上進行曝光和顯影，形成流路型模104 (圖5B)。
[0087]接著，通過旋涂法將表I所示的組合物涂覆在型模104上并且在90攝氏度干燥組合物3分鐘，以使得覆蓋層105的設置在型模104上的部分的厚度為7微米的方式形成覆蓋層105 (圖5C)。
[0088]接著，使用掩模110曝光覆蓋層105，曝光部分106被硬化(圖OT)。進行顯影并且去除覆蓋層105的未曝光部分，以形成構件111和噴出口 107 (圖5E)，其中構件111形成流路的壁，噴出口 107具有12微米的直徑。
[0089]接著，在基板101中形成供給口 109，之后，去除型模104，形成流路108 (圖5F)。
[0090]在基板(6英寸晶圓)中，從能量產(chǎn)生元件102的能量產(chǎn)生面到噴出口 107的距離h的平均值為12微米，距離h的標準偏差為0.60微米(在6英寸晶圓的350個點處測量)。[0091 ] 最后，通過切割鋸切斷6英寸晶圓，制造出液體噴出頭。
[0092][評價]
[0093]如上所述，已知實施例1和實施例2的液體噴出頭的距離D的標準偏差與比較例I的液體噴出頭的距離h的標準偏差之間存在大的差異。
[0094]實施例1和實施例2的距離D的標準偏差之所以小到0.25微米的原因是因為:假定能夠由形成為平坦狀的第二層10獲得厚度變化非常小的噴出口形成構件11。
[0095]另一方面，距離h的標準偏差之所以大到0.60微米的原因之一是因為:假定在在覆蓋層105下方存在型模104的部分與在覆蓋層105下方不存在型模104的部分之間，覆蓋層105的上表面具有高度差。此外，在比較例I中，設置于6英寸晶圓的最外側區(qū)域的型模104的外側沒有型模104，使得晶圓的外側區(qū)域的覆蓋層105的上表面的高度形成得比晶圓的中央部分的覆蓋層105的上表面的高度低。因此，這也被認為是上述原因之一。
[0096]接著，在實施例1和實施例2以及比較例I的液體噴出頭上進行保存耐久性測試。在121攝氏度的溫度和2個大氣壓下將液體噴出頭浸在佳能制造的墨BC1-6C中并且放置100小時。之后，從墨中取出液體噴出頭。當觀察各液體噴出頭的基板I與壁構件之間的界面時，在實施例1和實施例2以及比較例I的所有液體噴出頭中沒有觀察到基板I與壁構件4之間的分離或變形。
[0097]接著，使用實施例1和實施例2以及比較例I的液體噴出頭進行打印耐久性測試。使用從6英寸晶圓切出的多個液體噴出頭進行打印記錄。使用由佳能制造的墨BC1-6C作為液體。包括與實際打印操作中進行的頭清潔操作相同的頭清潔操作地、進行噴出體積Vd=lpl、噴出頻率f=15kHz并且噴出次數(shù)為3X IO8條件下的記錄。當目視地觀察通過記錄獲得的圖像時，在使用實施例1和實施例2的液體噴出頭進行記錄時得到非常高品質(zhì)的記錄圖像。即使在使用從一個6英寸晶圓獲得的多個液體噴出頭中的任意一個時也能得到同樣高品質(zhì)的圖像。另一方面，與實施例1和實施例2的記錄圖像相比，在使用比較例I的液體噴出頭進行記錄時，在記錄圖像中觀察到不均勻。此外，對于通過使用從同一 6英寸晶圓獲得的多個液體噴出頭得到的各記錄圖像，不均勻狀態(tài)略微不同。
[0098]能想到的是，因為距離D的標準偏差比距離h的標準偏差小，所以從根據(jù)實施例1和實施例2的液體噴出頭噴出的墨的體積的變化比從根據(jù)比較例的液體噴出頭噴出的墨的體積變化小。歸因于電路單元等中的配線的斷開，實施例1和實施例2以及比較例I的所有液體噴出頭為不引起記錄不均勻的充分可靠的液體噴出頭。
[0099]雖然已經(jīng)參照示例性實施方式說明了本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施方式。所附權利要求書的范圍應符合最寬泛的解釋，以包括所有這種變型、等同結構和功能。
[0100]本申請要求2011年9月29日提交的日本專利申請N0.2011-215334和2012年7月26日提交的日本專利申請N0.2012-165879的優(yōu)先權，二者的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
【權利要求】
1.一種液體噴出頭的制造方法，所述液體噴出頭包括連接到噴出液體的噴出口的流路，所述制造方法順次包括以下步驟: 制備包括第一層的基板的步驟； 由所述第一層形成流路型模和構件的步驟，其中所述流路型模用于形成所述流路，所述構件以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側； 以如下方式設置第二層的步驟:使得所述間隙被所述第二層填充，所述第二層覆蓋所述型模和以所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件；由所述第二層形成噴出口形成構件的步驟，其中所述噴出口形成構件用于形成噴出口； 去除以在所述型模與所述構件之間具有間隙的方式位于所述型模的外側的所述構件的步驟；以及 形成壁構件的步驟，其中所述壁構件以在所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于所述噴出口形成構件的外側。
2.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，形成所述壁構件的步驟還包括: 以使得所述第三層覆蓋所述噴出口形成構件的方式形成第三層的步驟，以及 由所述第三層形成所述壁構件的步驟。
3.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述第一層包括正型感光性樹脂。
4.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述第二層包括負型感光性樹脂。
5.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述第三層包括負型感光性樹脂。
6.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在與所述基板的表面平行的截面中，所述構件的面積比所述型模的面積大。
7.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在與所述基板的表面平行的截面中，所述構件的面積大于等于所述型模的面積的3倍并且小于等于所述型模的面積的100 倍。
8.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述型模與所述構件之間的間隙的寬度大于等于10微米并且小于等于50微米。
9.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的間隙的寬度大于等于所述噴出口的直徑并且小于等于所述噴出口的直徑的5倍。
10.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在設置所述第二層的步驟之后，為所述第二層的表面賦予防液性材料。
11.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在所述基板與所述壁構件之間形成電路單元。
12.根據(jù)權利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，所述壁構件在所述壁構件的全部區(qū)域中在所述壁構件與所述噴出口形成構件之間設置有間隙。
13.—種液體噴出頭,其包括: 基板； 位于所述基板上的噴出口形成構件；以及 壁構件，其位于所述基板上，并且以在所述壁構件與所述噴出口形成構件之間的區(qū)域的至少一部分具有間隙的方式位于所述噴出口形成構件的外側， 其中，在所述噴出口形成構件上進行防液處理，在所述壁構件上不進行防液處理。
14.根據(jù)權利要求13所述的液體噴出頭，其中，所述噴出口形成構件與所述壁構件之間的間隙的寬度大于等于噴出口的直徑并且小于等于所述噴出口的直徑的5倍。
15.根據(jù)權利要求13所述的液體噴出頭，其中，在所述基板與所述壁構件之間形成電路單元。
16.根據(jù)權利要求13所述的液體噴出頭，其中，所述壁構件在所述壁構件的全部區(qū)域中在所述壁構件與所述噴出口形成構件之間設置有間隙。
【文檔編號】B41J2/16GK103842179SQ201280047285
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權日:2011年9月29日
【發(fā)明者】佐藤環(huán)樹, 森末將文, 石川哲史, 米山寬乃 申請人:佳能株式會社
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