專利名稱：液體排出頭及其制造方法、基片元件、以及打印裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作例如噴墨打印機的打印頭(printer head)等的液體排出頭(liquid discharge head)和一種液體排出頭制造方法、用于該液體排出頭的基片元件(chip element)、以及打印裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，熱打印頭被公知為液體排出頭的例子。打印頭在襯底上包括沿一個方向布置的多個加熱元件、其中布置有與各個加熱元件相對的多個排出口(discharge port)的涂層、以及用于向各個加熱元件供墨的單獨通道。在打印頭中，通過驅(qū)動加熱元件使墨從排出口排出，從而進(jìn)行打印。
圖12是側(cè)剖視圖，示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的打印頭30。
如圖12所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的打印頭30包括供墨構(gòu)件41和粘接到供墨構(gòu)件41上的基片31?；?1包括布置在半導(dǎo)體襯底32上的加熱元件33，并提供有涂層35從而使排出口34定位在加熱元件33上方。此外，用于墨的每個單獨通道36形成在加熱元件33上方的區(qū)域。與單獨通道36連通的通孔36形成在半導(dǎo)體襯底32中。
另一方面，供墨構(gòu)件41采用鋁、不銹鋼、樹脂等通過機械加工形成。此外，在圖12中，供墨構(gòu)件41具有在其下表面?zhèn)仍O(shè)置的供墨口。公共通道43形成為與供墨口42相通并穿透供墨構(gòu)件41的基體(base)。這樣墨從外部墨盒等(未示出)經(jīng)由供墨口42提供到公共通道43中。墨經(jīng)過基片31的通孔37進(jìn)入到單獨通道36，然后填充加熱元件33上方的區(qū)域。
當(dāng)加熱元件33在此狀態(tài)下被驅(qū)動且墨被快速加熱時，在加熱元件33上生成泡沫(bubble)。由于在泡沫生成時產(chǎn)生的壓力變化，加熱元件33上的墨以墨滴形式從排出口34排出。此外，排出的墨滴撞擊在打印紙等上，由此形成像素。
附帶地，如下制造圖12所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的打印頭30的基片31。
即，首先，在采用半導(dǎo)體加工技術(shù)由硅等制成的襯底(半導(dǎo)體襯底32)上形成加熱元件33。然后，通過構(gòu)圖可溶樹脂，例如通過光刻構(gòu)圖光敏樹脂諸如光致抗蝕劑，在加熱元件33上方形成與單獨通道36對應(yīng)的犧牲層。此外，例如利用旋涂等通過將樹脂涂覆到犧牲層上，形成成為離散結(jié)構(gòu)的涂層35。
隨后，排出口34通過干蝕刻或者當(dāng)涂層35由光敏樹脂制成時通過例如光刻形成在涂層35中。之后，通孔37通過濕蝕刻等從半導(dǎo)體襯底32的背面鉆孔而形成，且用于犧牲層的溶解性液體(當(dāng)犧牲層由光敏樹脂制成時，為其顯影液)從通孔37注入，從而洗脫并除去犧牲層。形成在半導(dǎo)體襯底32上的具有單獨通道36的基片31如此制成(見例如日本專利No.3343875)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)日本專利No.3343875公開的上述技術(shù)，當(dāng)洗脫犧牲層從而形成單獨通道36時，通孔37從半導(dǎo)體襯底32背面被鉆成。關(guān)于此點，在半導(dǎo)體襯底32中鉆通孔37的步驟一般可通過各向異性濕蝕刻和干蝕刻中的一種或兩種來進(jìn)行。
然而，使用各向異性濕蝕刻存在如下問題。
即，首先，由于極慢的蝕刻速度(約0.5-1.0μm/min)，在例如600μm厚的半導(dǎo)體襯底32中鉆出通孔37最少需要約10小時，這意味需要太多加工時間。
第二，在鉆通孔37時，需要在通孔37之外的區(qū)域形成一構(gòu)件作為蝕刻掩模，這增加了工藝復(fù)雜性。
第三，當(dāng)例如鋁端子(PAD)等存在于半導(dǎo)體襯底32的表面上時，蝕刻液蔓延到半導(dǎo)體襯底32的表面上時鋁端子會被腐蝕。因此，需要設(shè)法阻止蝕刻液蔓延到表面上或提供保護(hù)層從而即便當(dāng)蝕刻液蔓延到表面上時也不會產(chǎn)生問題。
另一方面，使用干蝕刻也存在如下問題。
即，首先，蝕刻速度甚至慢于各向異性濕蝕刻情況下的蝕刻速度。
第二，與上述和各向異性濕蝕刻的使用相關(guān)的第二問題類似，需要形成蝕刻掩模。
如上所述，當(dāng)在半導(dǎo)體襯底32的背表面中鉆通孔37來實現(xiàn)犧牲層的洗脫時使用了各向異性濕蝕刻或干蝕刻。結(jié)果，制造工藝變得復(fù)雜且加工時間也增大。這導(dǎo)致打印頭30的低產(chǎn)率和高成本。
期望能洗脫犧牲層而無需在半導(dǎo)體襯底中鉆通孔，從而廉價和高產(chǎn)地制造液體排出頭。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，提供一種液體排出頭，包括在襯底上沿一個方向布置的多個能量生成元件；形成在襯底上且在其中已形成與所述能量生成元件相對的多個排出口的涂層；以及形成在該襯底上且沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸的單獨通道(individual passage)，該液體排出頭適用于通過該能量生成元件從每個排出口排出提供給該單獨通道的液體，其中該單獨通道上的所述涂層具有形成在其中的開口。
在本發(fā)明的上述實施例中，除了排出口之外，開口形成在形成于該襯底上的所述涂層中。因此，當(dāng)用溶解液溶解所述犧牲層時，該犧牲層可從該排出口和該開口洗脫而不需在襯底中鉆通孔。即，該液體排出頭的每個單獨通道通過從該排出口和該開口洗脫所述犧牲層來形成。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，在該涂層中形成開口，通過從該排出口和該開口洗脫犧牲層來形成單獨通道。這樣可以獲得在所述襯底中未形成通孔的液體排出頭。此外，不考慮犧牲層的洗脫，單獨通道上方的開口還用作去除存在于單獨通道中液體中的泡沫的開口，從而可以獲得具有穩(wěn)定的液體排出特性的液體排出頭。注意，當(dāng)擔(dān)心從開口泄漏液體時，關(guān)閉開口，從而可以獲得能可靠地防止液體泄漏的液體排出頭。
此外，根據(jù)本發(fā)明一實施例，提供一種液體排出頭制造方法，包括第一步驟，用可溶樹脂在襯底上形成犧牲層，用于排出液體的多個能量生成元件沿一個方向布置在該襯底上；第二步驟，在該犧牲層上形成涂層；第三步驟，在該涂層中形成與該能量生成元件相對的多個排出口，該第三步可與該第二步驟同時實施或在其之后實施；第四步驟，通過洗脫該犧牲層來形成單獨通道，該單獨通道沿與布置該能量生成元件的方向直交的方向延伸；以及開口形成步驟，在該單獨通道上所述涂層中形成開口，該開口形成步驟可以與該第三步驟同時實施或在其之后實施。
在本發(fā)明的上述實施例中，該液體排出頭通過包括第一至第四步驟的工藝制造。此外，用于該液體排出頭的制造工藝包括所述開口形成步驟。因此，當(dāng)用溶解液溶解該犧牲層從而形成所述單獨通道時，可以從該排出口和開口洗脫該犧牲層而不必在所述襯底中鉆通孔。
這樣，在襯底中鉆通孔的步驟變得不必需，由此能夠廉價和高產(chǎn)地制造液體排出頭。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，提供一種液體排出頭，包括在襯底上沿一個方向布置的多個能量生成元件；形成在該襯底上且沿與布置該能量生成元件的方向直交的方向延伸的單獨通道；以及覆蓋該單獨通道且其中形成有與該能量生成元件相對的多個排出口的涂層，該液體排出頭適于通過該能量生成元件從每個排出口排出被供給到該單獨通道的液體，其中該涂層具有形成在跨過該單獨通道與該排出口相反一側(cè)的部分所述涂層中的凹陷部分，該凹陷部分朝向該單獨通道凹進(jìn)。
在本發(fā)明的上述實施例中，朝向該單獨通道凹進(jìn)的凹陷部分形成在該涂層中。因此，當(dāng)用切割器切劃該襯底時，水流可以從該涂層的凹陷部分釋放。這樣，在該涂層的冠罩部分(canopy portion)不會產(chǎn)生諸如破裂或剝落的缺陷。因此，能獲得可以可靠地防止液體泄漏的液體排出頭。此外，所獲得的液體排出頭沒有形成在襯底中的通孔。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，提供一種液體排出頭制造方法，包括第一步驟，用可溶樹脂在襯底上形成犧牲層，用于排出液體的多個能量生成元件沿一個方向布置在該襯底上；第二步驟，在該犧牲層上形成涂層；第三步驟，在該涂層中形成與該能量生成元件相對的多個排出口，該第三步可與該第二步驟同時實施或在其之后實施；第四步驟，通過洗脫該犧牲層來形成單獨通道，該單獨通道沿與布置該能量生成元件的方向直交的方向延伸；以及開口形成步驟，在所述涂層中形成開口，使得該涂層具有形成在跨過該單獨通道與該排出口相反一側(cè)的部分所述涂層中的凹陷部分，該凹陷部分朝向該單獨通道凹進(jìn)，該開口形成步驟與該第三步驟同時進(jìn)行或在其后進(jìn)行；以及在開口內(nèi)切劃該襯底的切劃步驟。
在本發(fā)明的上述實施例中，液體排出頭通過包括所述第一至第四步驟的工藝制造。此外，該液體排出頭的制造工藝包括在該涂層中形成開口的開口形成步驟，使得該涂層具有形成在跨過該單獨通道與該排出口相反一側(cè)的部分所述涂層中的凹陷部分，該凹陷部分朝向該單獨通道凹進(jìn)。因此，當(dāng)用溶解液溶解犧牲層來形成單獨通道時，可以從排出口和開口洗脫犧牲層而不用在襯底中鉆通孔。此外，該液體排出頭的制造工藝包括在該開口內(nèi)切劃該襯底的切劃步驟。在這點上，由于該涂層具有朝向該單獨通道凹進(jìn)的凹陷部分，所以可以切劃該襯底而不會在該涂層的冠罩部分引起破裂或剝落等缺陷。因此，可以廉價和高產(chǎn)地制造該液體排出頭。
此外，根據(jù)本發(fā)明一實施例，采用一種結(jié)構(gòu)，其中，從與用于液體的公共通道接觸的半導(dǎo)體基片的側(cè)表面端部向布置墨腔(ink chamber)的一側(cè)順序布置驅(qū)動元件區(qū)域、加熱元件區(qū)域和控制電路區(qū)域。
在根據(jù)本發(fā)明的上述實施例的基片元件的情況下，不需提供帶有用于連接到公共通道的通孔的半導(dǎo)體襯底。因此，基片元件的制造時間顯著減小，減小量對應(yīng)于其它情況下機械加工這樣的通孔所需的時間。此外，在上述基片元件的情況下，因為驅(qū)動元件區(qū)域位于與公共通道接觸的基片元件的側(cè)端部面上，所以其上表面部分可以用作密封公共通道的開口的密封構(gòu)件的粘接區(qū)。因此，可以使用于粘接密封構(gòu)件的區(qū)域(交迭寬度部分)不再必需，從而實現(xiàn)基片元件的表面面積的減小。因此可以實現(xiàn)制造成本的減小。


圖1是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭；圖2是平面剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭；圖3A和3B是側(cè)剖視圖，順序顯示在制造根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭的方法中實施的中間步驟；圖4A和4B是側(cè)剖視圖，顯示圖3A和3B所示步驟之后的步驟；圖5A和5B是側(cè)剖視圖，顯示圖4A和4B所示步驟之后的步驟；圖6是側(cè)剖視圖，顯示圖5A和5B所示步驟之后的步驟；圖7是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的打印頭；圖8是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的打印頭；圖9是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的示例1的打印頭；圖10是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的示例2的打印頭；圖11是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的示例3的打印頭；圖12是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的打印頭；圖13A和13B是側(cè)剖視圖，順序示出在制造根據(jù)本發(fā)明第四實施例的方法中實施的中間步驟；圖14A和14B是側(cè)剖視圖，顯示圖13A和13B所示步驟之后的步驟；圖15是平面圖，顯示直到圖14A和14B所示的那些步驟完成后的情形；
圖16A和16B分別是透視圖和側(cè)剖視圖，顯示圖14A和14B所示步驟之后的步驟；圖17A和17B分別是平面圖和側(cè)剖視圖，顯示圖16A和16B所示的步驟；圖18是側(cè)剖視圖，顯示圖16A和16B所示步驟之后的步驟；圖19是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)第四實施例的打印頭；圖20A和20B分別是平面圖和側(cè)剖視圖，顯示在制造根據(jù)本發(fā)明第五實施例的打印頭的方法中實施的中間步驟；圖21是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的打印頭；圖22是平面圖，顯示在制造根據(jù)本發(fā)明第六實施例的打印頭的方法中直到已完成中間步驟時的情形；圖23是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的打印頭；圖24A和24B分別是側(cè)剖視圖和透視圖，顯示改進(jìn)的基片制造方法的部分；圖25A和25B分別是平面圖和側(cè)剖視圖，顯示改進(jìn)的基片制造方法中出現(xiàn)的缺陷；圖26是顯示打印頭制造工藝(第一至第四步驟)的示例的視圖；圖27是顯示打印頭制造工藝(第五步驟)的示例的視圖；圖28是顯示打印頭制造工藝(第六步驟)的示例的視圖；圖29是顯示打印頭制造工藝(第七步驟)的示例的視圖；圖30是顯示打印頭制造工藝(第八步驟)的示例的視圖；圖31是顯示基片元件的電路圖案的示例的視圖；圖32是顯示打印頭的截面結(jié)構(gòu)的示例的視圖；圖33是顯示打印頭的平剖結(jié)構(gòu)的示例的視圖；圖34是顯示基片元件的電路圖案的另一示例的視圖；圖35是顯示單層型布線圖案的布置示例的視圖；圖36是顯示單層型布線圖案的布置示例的視圖；圖37是單層型布線圖案的等效電路圖；圖38是顯示雙層型布線圖案的布置示例的視圖；圖39是雙層型布線圖案的等效電路圖；圖40是顯示第二層布線圖案的示例的視圖；
圖41是顯示第一層布線圖案的示例的視圖；圖42是顯示控制布線圖案的示例的視圖；圖43是以交迭方式顯示圖40至42所示的布線圖案的視圖；圖44是顯示適于偏轉(zhuǎn)排出的加熱元件的布置示例的視圖；圖45是顯示用于偏轉(zhuǎn)排出的布線圖案的示例的視圖；以及圖46A到46C是顯示所施加應(yīng)能量和偏轉(zhuǎn)排出的方向之間的關(guān)系的視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考

本發(fā)明的實施例。注意，在下文關(guān)于本發(fā)明實施例的描述中，根據(jù)本發(fā)明的液體排出頭和液體排出頭制造方法將描述為應(yīng)用于熱型噴墨打印機(下文簡稱為“打印頭”)用于排出作為液體的墨，以及用于該打印頭的制造方法。
(第一實施例)圖1是側(cè)剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭10。
此外，圖2是平面剖視圖，顯示根據(jù)第一實施例的打印頭10。
如圖1所示，在根據(jù)第一實施例的打印頭10中，一個基片20粘接到供墨構(gòu)件21(與本發(fā)明中提及的“液體供給構(gòu)件”相對應(yīng))，頂板24粘附于適當(dāng)位置從而跨接基片20的上表面和供墨構(gòu)件21的上表面。
如圖1和2所示，基片20在半導(dǎo)體襯底11(與本發(fā)明中提及的“襯底”對應(yīng))上包括沿一方向布置的多個加熱元件12(與本發(fā)明中提及的“能量生成元件”對應(yīng))；涂層14，設(shè)置有與各加熱元件12相對的多個排出口15；以及單獨通道18，其沿與加熱元件12的排列方向直交的方向延伸。此外，每個加熱元件12上方的與每個單獨通道18相通的區(qū)域作為液體腔19。另一方面，如圖1所示，供墨口22和公共通道23形成在供墨構(gòu)件21中。公共通道23與單獨通道18相通。
此外，頂板24密封供墨構(gòu)件21的被穿透的部分以形成公共通道23，且覆蓋單獨通道18上方的形成在涂層14中的開口17。因此，當(dāng)墨從供墨口22進(jìn)入供墨構(gòu)件21時，墨經(jīng)過公共通道23并進(jìn)入基片20的單獨通道18和液體腔19。當(dāng)加熱元件12在此狀態(tài)下被加熱時，在加熱元件12上的墨中產(chǎn)生泡沫。由于產(chǎn)生泡沫時的壓力變化(泡沫的膨脹和收縮)，部分墨以墨滴形式從每個排出口15排出。
圖3A到6是側(cè)剖視圖，順序示出在制造根據(jù)圖1和2所示的第一實施例的打印頭10的方法中實施的中間步驟。
首先，圖3A和3B是分別顯示在半導(dǎo)體襯底11上形成犧牲層13的第一步驟和在犧牲層13上形成涂層14的第二步驟的視圖。即，如圖3A所示，加熱元件12形成在半導(dǎo)體襯底11上，半導(dǎo)體襯底11通過例如用于制造半導(dǎo)體或電子器件的微加工技術(shù)由硅、玻璃、陶瓷等制成。此處，加熱元件12關(guān)于垂直于圖3A平面的方向以預(yù)定節(jié)距(pitch)沿一方向連續(xù)布置。在打印頭10例如具有600DPI的分辨率的情況下，加熱元件之間的節(jié)距為42.3μm。
此外，犧牲層13形成在作為單獨通道且至少包括加熱元件12上方的作為墨腔的區(qū)域的區(qū)域中(第一步驟)。通過旋涂等將可溶樹脂例如諸如光致抗蝕劑的光敏樹脂施加到半導(dǎo)體襯底11和加熱元件12上來形成犧牲層13，以形成墨腔和單獨通道，然后通過光刻形成墨腔和單獨通道的圖案。
下一步，如圖3B所示，例如將光敏抗蝕劑通過旋涂等施加到犧牲層13上，從而在包括形成犧牲層13的區(qū)域的區(qū)域中形成涂層14(第二步驟)。涂層14是用作公共使用的噴嘴片(nozzle sheet)或阻擋層(barrier layer)的層。
圖4A和4B分別是顯示在圖3B所示的第二步驟中形成的涂層14中形成排出口15的第三步驟、形成切割開口16的切割開口形成步驟、以及形成開口17的開口形成步驟的視圖，以及顯示洗脫犧牲層13從而形成單獨通道18的第四步驟的視圖。雖然在第一實施例中排出口15、切割開口16和開口17同時形成，但是它們可在第四步驟之前的工藝期間分別形成。
如圖4A所示，排出口15形成在涂層14的位于每個加熱元件12正上方的部分處(第三步驟)。此時，例如當(dāng)涂層14由光敏樹脂制成時，排出口15通過光刻構(gòu)圖形成從而到達(dá)犧牲層13，也就是說，從而穿透涂層14。
此外，同時且以相似方式，用于切劃(dicing)的切割開口(cutting opening)16形成于半導(dǎo)體襯底11將沿其被切割的切劃線11a上(切割開口形成步驟)。即，涂層14的切割線11a上方的部分被去除，從而暴露位于涂層14下方的犧牲層13，由此形成切割開口16。此外，同時且以相似方式，形成用于將犧牲層13洗脫出去的開口(開口形成步驟)。注意，對于排出口15、切割開口16和開口17的同時形成，使用允許同時形成這些部分的光掩模。
在這里，開口17形成在排出口15和切割開口16的中間，從而在下一步驟(第四步驟)中洗脫犧牲層13時，犧牲層13被有效地從包括排出口15和切割開口16的三個位置洗脫。即，通過使從排出口15、切割開口16和開口17洗脫犧牲層13的量基本均勻，洗脫犧牲層13所需的時間可以被縮短。
針對這點將給出更詳細(xì)的說明。當(dāng)洗脫犧牲層13需要長時間時，涂層14被用于犧牲層13的溶解液侵蝕，導(dǎo)致材料缺陷諸如由于膨脹而引起的變形或剝落。因此，優(yōu)選快速地洗脫犧牲層13?？紤]到這點，形成開口17充當(dāng)用于洗脫犧牲層13的開口，此外，開口17形成在排出口15和切割開口16中間，因而使得能夠在盡可能短的時間內(nèi)洗脫犧牲層13。
此外，優(yōu)選在犧牲層13被洗脫的表面上形成大的開口17。開口17的形狀可以是矩形、圓形等。然而，當(dāng)開口17形成為與排出口15具有相同的尺寸和形狀時，在檢查完成的形狀時僅與排出口15對應(yīng)的抽樣檢查就已足夠，對開口17的檢查可以省略。因此，為簡化檢查步驟，在第一實施例中開口17的尺寸和形狀與排出口15的相同。
注意，在第一實施例中，在后面執(zhí)行的密封步驟中開口17被頂板封閉，以防止墨從開口17泄漏。因此，開口17設(shè)置在用于頂板的粘接邊緣(bondingmargin)的區(qū)域(頂板粘接邊區(qū)域)內(nèi)的位置。在此情況下，當(dāng)所形成的開口17的尺寸很大時，就會引起涂層14和頂板間粘接表面面積的相應(yīng)減小。然而，因為在第一實施例中開口17形成為與排出口15具有基本相同的尺寸，所以能夠確保足夠大的粘接表面面積。
接下來，半導(dǎo)體襯底11、犧牲層13和涂層14被浸入裝有用于溶解犧牲層13的溶解液的液體容器中。然后，如圖4B中箭頭所示，犧牲層13從排出口15、切割開口16和開口17中的每一個被洗脫，從而形成單獨通道18，其沿與布置加熱元件12的方向(垂直于圖4B的平面的方向)直交的方向(平行于圖4B的平面的方向)延伸，涂層14作為其通道壁(第四步驟)。當(dāng)犧牲層13是光致抗蝕劑時，其顯影液可被用作溶解液。
當(dāng)如上所述地將半導(dǎo)體襯底11、犧牲層13和涂層14浸入溶解液中時，犧牲層13被溶解液溶解并流體化從而如圖4B所示地從排出口15、切割開口16和涂層14洗脫到涂層14外。另一方面，半導(dǎo)體襯底11和涂層14在浸入溶解液之前和之后沒有變形。因此，犧牲層13曾存在的部分變空，其又成為單獨通道18和液體腔19。這樣，在洗脫犧牲層13后，涂層14形成離散結(jié)構(gòu)，形成在涂層14中的排出口15與單獨通道18相通。此外，加熱元件12變成存在于液體腔19內(nèi)。
作為比較例，在不形成開口17的情況下，犧牲層13僅從排出口15和切割開口16洗脫，大約需要兩倍多時間來完成洗脫。就是說，在本實施例中，洗脫犧牲層13所需的時間大約是比較例所需時間的一半。因此，通過形成用于洗脫犧牲層13的開口17，可以顯著縮短洗脫的時間。此外，不用擔(dān)心涂層14被用于犧牲層13的溶解液侵蝕。
圖5A和5B顯示將半導(dǎo)體襯底11(圖5A)切割成單個獨立基片20(圖5B)的切割步驟。
在切割步驟中，如圖5A所示，用切割機50切割半導(dǎo)體襯底11。即，沿涂層14的與切割開口16(見圖4A和4B)對應(yīng)的切劃線11a切割半導(dǎo)體襯底11。如圖5B所示，這產(chǎn)生了各個獨立基片20，其中在涂層14中形成排出口15和開口17，并且在半導(dǎo)體襯底11上方形成單獨通道18和液體腔19。
圖6顯示粘接上述基片20的第五步驟。
如圖6所示，基片20以單獨通道18的開口表面?zhèn)扰c公共通道23相通的方式粘接到供墨構(gòu)件21(第五步驟)。供墨構(gòu)件21由例如通過機械加工等分別準(zhǔn)備的鋁、不銹鋼、陶瓷或樹脂等制成，且在其中形成沿圖6的垂直方向穿過供墨構(gòu)件21的基體延伸的通孔。此外，該通孔的下表面?zhèn)扔米鞴┠?2，該通孔的內(nèi)部用作公共通道23。
這里，如圖6所示，形成供墨構(gòu)件21，使得粘結(jié)基片20一側(cè)的上表面定位地低于跨公共通道23與其相對一側(cè)的上表面。粘接基片20時，基片20的涂層14的上表面和未粘接基片20一側(cè)供墨構(gòu)件21的上表面變得基本彼此平齊。因此，如圖1所示，可以粘接頂板24從而跨接基片20的涂層14的上表面和供墨構(gòu)件21的上表面(密封步驟)。
頂板24是片狀構(gòu)件，由例如諸如聚酰亞胺或PET膜的樹脂膜或諸如鎳、鋁或不銹鋼箔的金屬箔制成。如圖1所示，頂板24用粘合劑粘附到涂層14上頂板粘接邊緣區(qū)域上。注意，粘合劑預(yù)先應(yīng)用到頂板24的下表面或涂層14上的頂板粘接邊緣區(qū)域和供墨構(gòu)件21的上表面，并且粘附通過例如熱壓粘接實現(xiàn)。
因此，在供墨構(gòu)件21的上表面?zhèn)茹@的用于形成公共通道23的開口被頂板24密封。即，上表面?zhèn)鹊拈_口被頂板24覆蓋。這樣，公共通道23變成由基片20、供墨構(gòu)件21和頂板24封住的通道。此外，涂層14的開口17因為位于頂板粘接邊緣區(qū)域內(nèi)而被頂板24封閉。
這樣，通過從圖3到圖6的步驟，制造了如圖1和2所示的根據(jù)第一實施例的打印頭10。對于打印頭10的制造，如在日本專利No.3343875中描述的現(xiàn)有技術(shù)中那樣，不需要進(jìn)行在半導(dǎo)體襯底11中形成通孔的步驟。因此，根據(jù)第一實施例的打印頭10在產(chǎn)率方面很出色且可以以低成本制造。
此外，由于要求在涂層14和頂板24之間達(dá)到所需粘接強度，需要涂層14上的頂板粘接邊緣區(qū)域具有大于特定值的表面面積。另一方面，由于頂板粘接邊緣區(qū)域變大，需要更多犧牲層13，因此犧牲層13的洗脫的量變大。這導(dǎo)致洗脫犧牲層13所需時間的增加，因此，涂層14被用于溶解犧牲層13的溶解液侵蝕，引起材料缺陷。
然而，對于根據(jù)第一實施例的打印頭10，犧牲層13由于開口17而被快速洗脫，所以犧牲層13被在短時間內(nèi)洗脫，甚至當(dāng)大面積被保證用于頂板粘接邊緣區(qū)域時。因此，不用擔(dān)心涂層14被侵蝕。關(guān)于這點，根據(jù)第一實施例的打印頭10在產(chǎn)率方面也很出色并且能夠以低成本制造。
(第二實施例)圖7是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的打印頭10a。注意，在第二實施例中使用的基片20與第一實施例中相同，供墨構(gòu)件21a和頂板24a的材料也與第一實施例中相同。
如圖7所示，根據(jù)第二實施例的打印頭10a在基片20的數(shù)量和供墨構(gòu)件21a的構(gòu)造上與第一實施例中不同。即，在第一實施例中(見圖1)，基片20相對于公共通道23粘接到供墨構(gòu)件21的一側(cè)。相反，在圖7所示的第二實施例中，供墨構(gòu)件21a的上表面被制成平的，基片20相對于位于供墨構(gòu)件21a中間的公共通道23粘接到供墨構(gòu)件21a的兩側(cè)。
在如圖7所示的第二實施例中，兩個基片20的單獨通道18的開口表面?zhèn)榷济嫦蚬餐ǖ?3側(cè)，各個基片20布置地彼此相對，公共通道23位于其間。這里，由于供墨構(gòu)件21a的兩側(cè)的其上粘接有各個相對的基片20的上表面高度相等，所以即使當(dāng)兩個基片20分別粘接時，涂層14的上表面高度在兩個基片20之間也變得相等。此外，附著頂板24a從而跨接兩個基片20的各涂層14。
如第一實施例中一樣，因為不需要在半導(dǎo)體襯底11中形成通孔的步驟，如上所述根據(jù)第二實施例的打印頭10a在產(chǎn)率方面也很出色且能夠以低成本制造。此外，因為犧牲層13由于開口17而被快速洗脫，因此即使大面積被確保用于頂板粘接邊緣區(qū)域，涂層14也不會被侵蝕。因此，關(guān)于這點，根據(jù)第二實施例的打印頭10a在產(chǎn)率方面優(yōu)良且能夠以低成本制造。
(第三實施例)圖8是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的打印頭10b。注意，第三實施例中使用的供墨構(gòu)件21與第一實施例中相同，且頂板24b的材料也與第一實施例中相同。
如圖8所示，根據(jù)第三實施例的打印頭10b在形成于基片20b的涂層14中的開口17b的尺寸、以及頂板24b的長度方面與第一實施例中不同。即，在第一實施例中(見圖1)，形成與排出口15相同尺寸和構(gòu)造的開口17，且開口17被頂板24封閉。相反，在圖8所示的第三實施例中，開口17b的尺寸被制得稍微小于排出口15的尺寸，且開口17b不被頂板24b封閉。
雖然從開口17b洗脫犧牲層13所需的時間稍長于第一和第二實施例的每個中所需的時間，但是和第一和第二實施例中一樣，如上所述根據(jù)第三實施例的打印頭10b在產(chǎn)率方面優(yōu)良且能夠以低成本制造。此外，在第三實施例中，由于開口17b在洗脫犧牲層13后沒有被封閉，所以開口17b還用作去除存在于單獨通道18中的墨中的泡沫的開口。這樣墨的排出特性變得穩(wěn)定。注意，因為開口17b小于排出口15，所以由于墨的表面張力，當(dāng)墨從排出口15排出時沒有墨從開口17b泄漏。
下面，將描述本發(fā)明的示例。
(示例1)圖9是側(cè)剖視圖，示出根據(jù)示例1的打印頭10。
為了制造根據(jù)示例1的打印頭10，通過旋涂將正光致抗蝕劑PMER-LA900(來自Tokyo Ohka Kogyo Co.Ltd.)以10μm的膜厚施加到其中形成有加熱元件12的硅晶片(半導(dǎo)體襯底)上，接著利用掩模對準(zhǔn)器(mask aligner)進(jìn)行曝光。在用顯影液(3％三甲基(tramethyl)氫氧化銨溶液)顯影后，所得物用純水經(jīng)歷漂洗處理從而形成具有形成在其中的單獨通道18等的圖案的犧牲層。然后，犧牲層上的抗蝕劑圖案利用上述掩模對準(zhǔn)器進(jìn)行完全曝光，并將所得物放置在氮氣氛中保持24小時。
接著，光凝固(photosetting)負(fù)型光致抗蝕劑通過旋涂另外應(yīng)用到通過構(gòu)圖形成的犧牲層上的光致抗蝕劑上，且同時調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度，使得所獲得的膜厚為10μm，從而形成涂層14。隨后，所得物利用掩模對準(zhǔn)器經(jīng)歷曝光，接著分別用顯影液(OK73稀釋液來自Tokyo Ohka Kogyo Co.Ltd.)和漂洗溶液(IPA)進(jìn)行顯影和漂洗。此外，在加熱元件12上方形成排出口15(具有15μm的直徑)，且還在切劃線上方形成切割開口。同時，在排出口15和切割開口之間還形成開口17(其在示例1中具有與排出口15相同的直徑，15μm)。
然后，將正型光致抗蝕劑浸入對正型光致抗蝕劑具有溶解性的有機溶劑(PGMEA)中，同時施加超聲波，直到正型光致抗蝕劑被完全溶解和洗脫。隨后，用切割器進(jìn)行切割，藉此將硅晶片切割成單獨基片，從而形成各個單獨基片20。注意，所述洗脫所需的時間大約是未形成開口17的情況下所需時間的一半。此外，在洗脫后的視覺檢察中，沒有發(fā)現(xiàn)涂層14的剝落、變形或類似缺陷。
另一方面，供墨構(gòu)件21由不銹鋼通過機械加工形成。然后，如圖9所示，基片20利用硅基粘合劑以基片20的單獨通道18的入口面對公共通道23側(cè)的方式粘接到供墨構(gòu)件21上。注意，此時的粘接條件為在常溫下保持所得結(jié)構(gòu)原樣不變1個小時；預(yù)先設(shè)計在此狀態(tài)下供墨構(gòu)件21的上表面與基片20的上表面變得平齊。
接著，具有25μm的厚度并預(yù)先切割成預(yù)定形狀的聚酰亞胺膜(頂板24)粘接在供墨構(gòu)件21的上表面與基片20的上表面之間，與涂層14上的頂板粘接邊緣區(qū)域相適應(yīng)，所述兩個上表面已被制成彼此平齊。這樣，頂板24用于覆蓋上表面，包括開口17，從而防止墨泄漏。注意，膜狀粘合劑已預(yù)先粘附到頂板24上。
此后，用于驅(qū)動基片20的印刷電路板25的端子27和基片20上的端子26(PAD)通過金屬線鍵合彼此連接，隨后用密封劑(環(huán)氧基粘合劑)密封，以使墨不從此部分泄漏。
如上所述地制造根據(jù)第一實施例的打印頭10。當(dāng)用這樣制造的打印頭10進(jìn)行墨排出測試時，沒有觀察到推測由涂層14的剝落或變形導(dǎo)致的比如墨排出偏差或無墨排出這樣的問題。
(示例2)圖10是側(cè)視圖，示出根據(jù)本發(fā)明示例2的打印頭10a。
對于根據(jù)示例2的打印頭10a，兩個基片20以與上述示例1完全相同的方式制成，且兩個基片20粘接到供墨構(gòu)件21a上。即，在示例2中，如圖10所示，使用了兩個基片20，兩個基片20粘接到各供墨構(gòu)件21a上使得相對的基片20的各自單獨通道18的入口面對公共通道23側(cè)。
此處，供墨構(gòu)件21a的其上粘接各基片20的表面設(shè)計成相互平齊。此外，粘接到這些表面上的各基片20的涂層14的上表面相互平齊。因此，如在示例1中那樣，頂板24a可粘接在兩個基片20的涂層14的頂表面之間。
如上所述地制造根據(jù)示例2的打印頭10a。當(dāng)用這樣制造的打印頭10a進(jìn)行墨排出測試時，沒有觀察到推測由涂層14剝落或變形導(dǎo)致的比如墨排出偏差或無墨排出這樣的問題。
(示例3)圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明示例3的打印頭10b的側(cè)剖視圖。
對于根據(jù)示例3的打印頭10b，基片20b以與上述示例1中完全相同的方式制造，并且被粘接到供墨構(gòu)件21上。然而，在示例3中，基片20b的開口17b的尺寸小于排出口15(具有15μm直徑)，當(dāng)粘接頂板24b時，開口17b不被頂板24b封閉。注意，調(diào)節(jié)開口17b的尺寸從而不引起墨泄漏。
當(dāng)利用這樣制造的根據(jù)示例3的打印頭10b進(jìn)行墨排出測試時，沒有觀察到推測由涂層14剝落或變形導(dǎo)致的比如墨排出偏差或無墨排出這樣的問題。此外，由于存在于單獨通道18中墨中的泡沫被從開口17b去除，因此獲得了穩(wěn)定的排出特性。
如上所述，對于根據(jù)示例1至3每個的打印頭10(10a，10b)，即使當(dāng)保證了大的頂板粘接邊緣區(qū)域以增強涂層14和頂板20(20a，20b)之間的粘接強度時，犧牲層也能夠在短時間內(nèi)被洗脫，這歸因于提供了用于洗脫犧牲層的開口17(17b)。結(jié)果，不必?fù)?dān)心涂層14被用于犧牲層的溶解液所侵蝕和損壞，可制造高產(chǎn)率的打印頭10(10a、10b)。
注意，本發(fā)明不限于上述示例。例如，可以進(jìn)行諸如下面所述的各種修改。
(1)盡管在上述示例中，頂板24用于封閉形成在涂層14中的開口17，但是這不應(yīng)被理解為限制性的；替代頂板24，其它構(gòu)件也可用來封閉開口17。
(2)盡管在上述示例中，開口17形成于排出口15和切割開口16之間從而允許從開口17洗脫犧牲層13。然而，開口17的位置不限于此。即，考慮到排出口15、切割開口16和開口17的各自形狀、尺寸等，開口17可以形成在允許有效洗脫犧牲層13的位置。
(第四實施例)圖24A和24B分別是剖視圖和透視圖，示出無需鉆通孔的基片41的改進(jìn)制造方法的一部分。
如圖24A所示，根據(jù)改進(jìn)的制造方法，為了洗脫位于其上布置各加熱元件43的半導(dǎo)體襯底42與其中形成排出口44的涂層45之間的犧牲層48，附加開口47形成在切劃線42a上方，半導(dǎo)體襯底42沿其被切割。即，除了排出口44以外，通過去除涂層45的在切劃線42a上方的部分形成開口47。通過使用排出口44和開口47，犧牲層48被洗脫而沒有在半導(dǎo)體襯底42中形成通孔。
然后，在洗脫犧牲層48后，如圖24B所示，用切割器50切割半導(dǎo)體襯底42。即，在向高速旋轉(zhuǎn)的切割刀片51噴純水的同時，沿切劃線42a切割半導(dǎo)體襯底42，由此形成各單獨基片41。因此，在制作基片41中不需要在半導(dǎo)體襯底42中形成通孔。
然而，上述制造方法涉及另一問題，即當(dāng)切割半導(dǎo)體襯底42時涂層45中可能發(fā)生諸如破裂或剝落的缺陷。
圖25A和25B分別是平面圖和側(cè)剖視圖，示出當(dāng)采用用于基片41的改進(jìn)的制造方法時產(chǎn)生的缺陷。
如圖25A和25B所示，設(shè)置有排出口44的涂層45形成各單獨通道46的左和右通道壁，且還用作單獨通道46的頂壁。因此，涂層45在其接近切割面的遠(yuǎn)端部分成形為冠罩(canopy)狀(下文中此部分將被稱為“冠罩部分”)。
這里，當(dāng)用切割器50切割半導(dǎo)體襯底42時(見圖24B)，產(chǎn)生從切割表面流向單獨通道46的純水流。這樣高水壓施加在冠罩部分上。推測，如圖25A所示，這會導(dǎo)致破裂發(fā)生在冠罩部分中，因此破裂向排出口44行進(jìn)，如圖25B所示，或者會導(dǎo)致冠罩部分被水流推起，從而在涂層45中產(chǎn)生剝離。
慮及此，在此實施例以及后面的第五和下面的第六實施例中，將描述適于防止諸如破裂或剝離的缺點發(fā)生在涂層中同時允許洗脫犧牲層而不在半導(dǎo)體襯底中形成通孔的打印頭。
圖13A至18是順序顯示制造根據(jù)第四實施例的打印頭10的方法中的中間步驟的側(cè)剖視圖。此外，圖19是顯示通過包括圖13A至18所示的那些的步驟制造的根據(jù)第四實施例的打印頭10的側(cè)剖視圖。
首先，圖13A和13B是側(cè)剖視圖，分別顯示在半導(dǎo)體襯底11(與本發(fā)明中提及的“襯底”對應(yīng))上形成犧牲層13的第一步驟，和在犧牲層13上形成涂層14的第二步驟。
在制造根據(jù)第四實施例的打印頭10的方法中，如圖13A所示，多個加熱元件12(與本發(fā)明中提及的“能量生成元件”對應(yīng))形成在半導(dǎo)體襯底11上，半導(dǎo)體襯底11通過例如用于制造半導(dǎo)體或電子器件的微加工技術(shù)由硅、玻璃、陶瓷等制成。這里，各加熱元件12相關(guān)于與圖13A的平面垂直的方向沿一方向以預(yù)定節(jié)距連續(xù)布置。在打印頭10具有例如600DPI的分辨率的情況下，加熱元件之間的節(jié)距是42.3μm。注意，在第四實施例中，硅晶片用作半導(dǎo)體襯底11。
此外，犧牲層13形成在至少包括各加熱元件12上方作為墨腔的區(qū)域、作為單獨通道的區(qū)域、以及半導(dǎo)體襯底11的切劃線11a的區(qū)域之上(第一步驟)。通過旋涂等將可溶樹脂例如光敏樹脂諸如光致抗蝕劑施加到半導(dǎo)體襯底11和加熱元件12上以形成各墨腔和單獨通道，然后通過光刻形成各墨腔和單獨通道的圖案，形成犧牲層13。即，在第四實施例中，正光致抗蝕劑PMER-LA 900(來自Tokyo Ohka Kogyo Co.Ltd.)通過旋涂以10μm的膜厚施加到半導(dǎo)體襯底11上，然后用掩模對準(zhǔn)器曝光。在用顯影液(3％三甲基氫氧化銨溶液)顯影后，所得物用純水經(jīng)歷漂洗處理從而形成具有形成在其中的單獨通道等圖案的犧牲層13。然后，犧牲層13上的抗蝕劑圖案利用上述掩模對準(zhǔn)器經(jīng)歷完全曝光，并將所得物放置在氮氣氛中原樣保持24小時。
下一步，如圖13B所示，通過旋涂等將光敏抗蝕劑施加到犧牲層13上，由此在包括形成犧牲層13的區(qū)域的區(qū)域中形成涂層14(第二步驟)。特定地，光凝固負(fù)型光致抗蝕劑通過旋涂施加到通過構(gòu)圖形成的犧牲層13上，且同時調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度，使得所獲得的膜厚為10μm，由此形成涂層14。注意，涂層14是起到通常使用的噴嘴片(nozzle sheet)或阻擋層作用的層，且形成離散結(jié)構(gòu)(discrete structure)。
圖14A和14B分別是示出在圖13B所示的第二步驟中形成的涂層14中形成排出口15的第三步驟以及形成開口16的開口形成步驟的側(cè)剖視圖，和示出洗脫犧牲層13從而形成單獨通道18的第四步驟的側(cè)剖視圖。雖然排出口15和開口16在第四實施例中同時形成，但是它們可以在第四步驟之前的工藝期間單獨形成。
如圖14A所示，排出口15形成于涂層14的位于各加熱元件12正上方的部分(第三步驟)。此時，當(dāng)例如涂層14由光敏樹脂制成時，排出口15通過光刻構(gòu)圖形成從而到達(dá)犧牲層13，即，從而穿透涂層14。特別地，涂層14利用掩模對準(zhǔn)器經(jīng)歷曝光，接著分別用顯影液(OK73稀釋液來自Tokyo Ohka Kogyo Co.Ltd.)和漂洗溶液(IPA)顯影和漂洗，由此形成具有15μm直徑的排出口15。
此外，同時且以類似方式，開口16形成在將沿其切割半導(dǎo)體襯底11的切劃線11a上方(開口形成步驟)。即，涂層14的在切劃線11a上方的部分被去除，從而暴露位于涂層14下方的犧牲層13，由此形成開口16。此時所用的掩模圖案是預(yù)先設(shè)計的，使得開口16以三角形凸出(triangularprojection)的形式朝向成為單獨通道的區(qū)域突出(使得三角形凹陷形式的凹陷部分14a形成于涂層14中)。注意，為了排出口15和開口16的同時形成，可使用允許這些部分的同時形成的光掩模。
接著，半導(dǎo)體襯底11、犧牲層13和涂層14浸入裝有用于溶解犧牲層13的溶解液的液體容器中。然后，如圖14B中箭頭所示，犧牲層13從排出口15和開口16的每個洗脫。即，在對相關(guān)于正型光致抗蝕劑具有溶解性的有機溶劑(PGMEA)應(yīng)用超聲波的同時，所述浸沒持續(xù)到正型光致抗蝕劑完全溶解和洗脫。然后，形成沿與布置加熱元件12的方向(與圖14B的平面垂直的方向)直交的方向(與圖14B的平面平型的方向)延伸的單獨通道18(第四步驟)。
當(dāng)半導(dǎo)體襯底11、犧牲層13和涂層14浸入上述溶解液中時，犧牲層13被溶解液溶解且流體化從而從排出口15和開口16洗脫到涂層14以外，如圖14B所示。另一方面，半導(dǎo)體襯底11和涂層14在浸入溶解液前后形狀沒有變化。因此，犧牲層13曾存在的部分變空，其又成為單獨通道18和液體腔19。這樣，在洗脫犧牲層13后，涂層14形成離散結(jié)構(gòu)，且形成在涂層14中的排出口15與單獨通道18相通。此外，加熱元件12變?yōu)樵谝后w腔19內(nèi)。此外，以三角形向單獨通道18凹進(jìn)的凹陷部分14a形成在涂層14的跨單獨通道18與排出口15相反側(cè)的部分中。
圖15是平面圖，示出其中直到第四步驟的步驟已被完成的狀態(tài)。
如圖15所示，在洗脫犧牲層13(見圖14A和14B)后，各單獨通道18的側(cè)表面被涂層14確定，且單獨通道18的頂表面被涂層14覆蓋。此外，在涂層14中，形成排出口15與各加熱元件12相對。此外，在開口16側(cè)，向單獨通道18延伸的三角形凹陷部分14a形成于涂層14中。即，涂層14的冠罩部分由三角形凹陷部分14a形成。
圖16A和16B分別是透視圖和側(cè)剖視圖，顯示將半導(dǎo)體襯底11切割成各單獨基片20的切割步驟。此外，圖17A和17B分別是平面圖和側(cè)剖視圖，示出切割步驟。
如圖16A所示，在切割步驟中，在向高速旋轉(zhuǎn)的切割刀片51噴灑純水的同時，用切割器50切割半導(dǎo)體襯底11。即，如圖16B所示，沿通過涂層14的開口16暴露的半導(dǎo)體襯底11的切劃線11a切割半導(dǎo)體襯底11，由此獲得各單獨基片20。
此時，如圖17A所示，噴灑到切割刀片51上的純水形成流向單獨通道18的水流。關(guān)于此點，如上所述，涂層14設(shè)置有向單獨通道18凹進(jìn)的三角形凹陷部分14a。因此，施加在涂層14上的水壓(作用來從下面推起冠罩部分的水流)被三角形凹陷部分14a釋放。即，雖然在與單獨通道18的橫向中心部分對應(yīng)的部分處涂層14的強度最弱，但是水壓在該中心部分也變得最弱。因此，圖17A和17B所示的基片20免于在在涂層14中產(chǎn)生諸如破裂或剝落的缺陷。
圖18是側(cè)剖視圖，示出將如上所述地制造的各單獨基片20粘接到供墨構(gòu)件(與本發(fā)明中提及的“液體供給構(gòu)件”對應(yīng))上的第五步驟。
這里，供墨構(gòu)件21由例如鋁、不銹鋼、陶瓷或樹脂制成，其通過機械加工等與基片20分開地制備。在圖18中，供墨構(gòu)件21具有形成在其中的沿垂直方向穿透其基體的通孔。此外，此通孔的下表面?zhèn)扔米鞴┠?2，此通孔的內(nèi)部用作公共通道23。
利用硅基粘合劑進(jìn)行上述供墨構(gòu)件21與基片20的彼此粘接，使得單獨通道18的開口表面?zhèn)让嫦蚬餐ǖ?3側(cè)(第五步驟)。這樣基片20的單獨通道和供墨構(gòu)件21的公共通道23彼此連通。注意，此時的粘接條件為將所得結(jié)構(gòu)在常溫下原樣保持1小時。
此外，如圖18所示，形成供墨構(gòu)件21使得粘接基片20的一側(cè)的上表面定位地低于跨公共通道23與其相對的一側(cè)的上表面。粘接基片20時，基片20的涂層14的上表面和供墨構(gòu)件21的未粘接基片20一側(cè)的上表面變得基本相互平齊。因此，覆蓋凹陷部分14a和公共通道23上方部分的頂板24(未示出)可以被粘接從而跨接基片20的涂層14的上表面和供墨構(gòu)件21的上表面(密封步驟)。
圖19是側(cè)剖視圖，顯示頂板24已經(jīng)被粘接從而形成根據(jù)第四實施例的打印頭10的狀態(tài)。注意，當(dāng)沿箭頭方向觀察時，涂層14中凹陷部分14a的部分在平面圖中部分示出。
如圖19所示，在根據(jù)第四實施例的打印頭10中，一個基片20粘接到供墨構(gòu)件21上，且粘附頂板24以跨接基片20的上表面和供墨構(gòu)件21的上表面。
頂板24是片狀構(gòu)件，例如由諸如聚酰亞胺或PET膜的樹脂膜，或者諸如鎳、鋁或不銹鋼箔的金屬箔形成。頂板24被預(yù)先切割成想要的形狀并粘附到涂層14的頂板粘接邊緣區(qū)域上。注意，用于粘附頂板24的粘合劑被預(yù)先施加到頂板24的下表面或涂層14上的頂板粘接邊緣區(qū)域與供墨構(gòu)件21的上表面。在根據(jù)第四實施例的打印頭10中，具有25μm厚度的聚酰亞胺膜用作頂板24，膜狀粘合劑預(yù)先附著到頂板24上，接著是熱壓粘接等從而實現(xiàn)粘接。
此外，頂板粘接邊緣區(qū)域的長度(被頂板24封閉的部分的長度)是300μm。三角形凹陷部分14a的最深部位(三角形的頂點)凹進(jìn)頂板粘接邊緣區(qū)域長度的5到20％的范圍。因此，粘接頂板24時，頂板24不僅覆蓋公共通道23上方的部分，而且覆蓋凹陷部分14a。這里，當(dāng)凹陷部分14a的最深部位凹進(jìn)超過頂板粘接邊緣區(qū)域長度的20％時，頂板粘接邊緣區(qū)域會變得不夠，引起粘接力不足。另一方面，當(dāng)凹陷部分14a的最深部位凹進(jìn)少于頂板粘接邊緣區(qū)域長度的5％時，變得難以在上述切割步驟期間充分釋放施加在涂層14上的水壓，導(dǎo)致在涂層14的冠罩部分中發(fā)生諸如破裂或剝落的缺陷。
注意，用于驅(qū)動基片20的印刷電路板通過金屬線鍵合連接到打印頭10，包括基片端子(PAD)和印刷電路板端子的部分被密封劑(環(huán)氧基粘合劑)密封從而墨不接觸該部分。
這樣，通過圖13A至圖18所示的各步驟制成圖19所示的根據(jù)第四實施例的打印頭10。此外，如圖19所示，形成打印頭10的基片20在半導(dǎo)體襯底11上包括沿一方向布置的多個加熱元件12、設(shè)置有與各加熱元件12相對的多個排出口15的涂層14、以及沿與加熱元件12的排列方向直交的方向延伸的單獨通道18。各加熱元件12上方與各單獨通道18相通的區(qū)域用作液體腔19。此外，供墨構(gòu)件21設(shè)置有供墨口22和公共通道23，且公共通道23與單獨通道18相通。此外，供墨構(gòu)件21的被穿透用于形成公共通道23的部分被頂板24密封。此外，形成在涂層14中的凹陷部分14a被頂板24封閉。
因此，當(dāng)墨從供墨口22進(jìn)入供墨構(gòu)件21時，墨經(jīng)過公共通道23進(jìn)入基片20的單獨通道18和液體腔19。當(dāng)在此狀態(tài)下加熱加熱元件12時，在加熱元件12上墨中產(chǎn)生泡沫。歸因于產(chǎn)生泡沫時的的壓力改變(泡沫的膨脹和收縮)，部分墨以墨滴形式從排出口15排出。
此外，對于圖19所示的根據(jù)第四實施例的打印頭10，沒有觀察到推測由涂層14的破裂或剝離引起的諸如墨泄漏或墨排出故障的問題。即，對于根據(jù)第四實施例的打印頭10，由于形成在涂層14中的凹陷部分14a，不必?fù)?dān)心涂層14破裂或剝落，藉此所獲得的打印頭10具備高產(chǎn)量和穩(wěn)定的質(zhì)量。
(第五實施例)圖20A和20B分別是平面圖和側(cè)剖視圖，示出制造根據(jù)本發(fā)明第五實施例的打印頭10a的方法中的切割步驟。此外，圖21是顯示根據(jù)第五實施例的打印頭10a的側(cè)剖視圖。
雖然根據(jù)第五實施例的打印頭10a以與第四實施例相同的方式制造，但是如圖20A、20B和21所示，第五實施例在涂層14的凹陷部分14a的構(gòu)造方面與第四實施例不同。即，雖然在第四實施例中(見圖17A和17B)凹陷部分14a具有三角形凹陷的形狀，但是在第五實施例中，凹陷部分14a具有半圓形凹陷的形狀。
在如上所述根據(jù)第五實施例的打印頭10a的情況下，與在第四實施例中一樣，在切割步驟中噴到高速旋轉(zhuǎn)的切割刀片51(見圖16A)上的純水的水流通過半圓形凹陷部分14a釋放，所以作用在涂層14上的水壓減小。因此，不必?fù)?dān)心涂層14在切割步驟期間破裂或剝落。此外，可以獲得具有高產(chǎn)率且質(zhì)量穩(wěn)定的打印頭10a。
(第六實施例)圖22是平面圖。示出在制造根據(jù)本發(fā)明第六實施例的打印頭10b的方法中直至第四步驟的步驟已經(jīng)完成時的狀態(tài)。此外，圖23是顯示根據(jù)第六實施例的打印頭10b的側(cè)剖視圖。
如圖22所示，第六實施例與第四實施例的不同之處在于三角形凹陷部分14a形成在開口16的兩側(cè)。即，雖然在第四實施例中(見圖15)加熱元件12、涂層14、凹陷部分14a、排出口15和單獨通道18僅形成在開口16的左側(cè)，但是在第六實施例中，加熱元件12、涂層14、凹陷部分14a、排出口15和單獨通道18形成為相對于開口16對稱。
在如上所述根據(jù)第六實施例的打印頭10b的情況下，與在第四實施例中一樣，在切割步驟中噴到高速旋轉(zhuǎn)的切割刀片51(見圖16A)上的純水的水流通過設(shè)置在開口16兩側(cè)的凹陷部分14a釋放，藉此左側(cè)和右側(cè)的涂層14都不會發(fā)生破裂或剝落。此外，在切割步驟中，能從開口16的左右兩側(cè)切割基片20。
此外，如圖23所示，根據(jù)第六實施例的打印頭10b在基片20的數(shù)量和供墨構(gòu)件21的構(gòu)造方面與第四實施例不同。即，在第四實施例中(見圖19)，基片20僅粘接到相對于公共通道23位于左側(cè)的供墨構(gòu)件21。相反，在圖23所示的第六實施例中，供墨構(gòu)件21的上表面被平坦地形成，基片20粘接到相對于公共通道23對稱地定位的供墨構(gòu)件21的左側(cè)和右側(cè)的每個。
因此，在第六實施例中，兩個基片20的單獨通道18的開口表面?zhèn)榷济嫦蚬餐ǖ?3側(cè)，且各基片20布置為彼此相對，公共通道23在其間。這里，因為供墨構(gòu)件21的兩側(cè)的其上粘接各相對的基片20的在高度上相等，即使當(dāng)分別粘接兩個基片20時，涂層14的上表面的高度在兩基片20之間變得相等。此外，附著頂板24從而跨接兩基片20的各自涂層14。
在根據(jù)第六實施例的上述打印頭10b的情況下，也沒有觀察到推測由涂層14的破裂或剝落引起的諸如墨泄漏或墨排出故障的問題。即，對于根據(jù)第六實施例的打印頭10b，歸因于形成在涂層14中的凹陷部分14a，也不用擔(dān)心涂層14破裂或剝落，藉此所獲得的打印頭10b具備高產(chǎn)率和穩(wěn)定的質(zhì)量。
注意，本發(fā)明不限于上述實施例。例如，本發(fā)明可包括如下所述的各種變形。即，在此實施例中，形成為三角形或半圓形凹陷的凹陷部分14a形成在涂層14中。然而，凹陷部分14a的構(gòu)造不限于此。即，凹陷部分14a可以以任何構(gòu)造形成，只要它允許在切割步驟中施加到涂層上的水壓(作用來從下面推起冠罩部分的水流)被釋放。
(第七實施例)在此實施例中，將描述這樣的結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動元件區(qū)域、加熱元件區(qū)域和控制電路區(qū)域從半導(dǎo)體基片的接觸公共液體通道的側(cè)表面端部朝向布置墨腔一側(cè)順序布置。
注意，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的熟知或公知技術(shù)應(yīng)用于此說明書中未特別示出或描述的部分。
此外，下面描述的元件結(jié)構(gòu)或制造方法僅給出本發(fā)明的一個實施例，不應(yīng)理解為限制了本發(fā)明的范圍。
(A)液體排出頭的制造工藝這里，將描述制造一類型(熱型)的液體排出頭的情況，該類型的液體排出頭(下文中稱為“打印頭”)利用加熱元件加熱產(chǎn)生的泡沫的壓力噴射墨滴。
圖26到30每個示出用于打印頭的制造工藝的示例。注意，打印頭指的是通過將基片器件(組裝部件)安裝到基體上形成的打印頭，該基片器件具有通過在涂覆于其上集成有液體排出電路元件的基片元件的表面上的涂層中進(jìn)行機械加工形成的噴嘴。
首先，如圖26所示，電路元件形成于半導(dǎo)體襯底121上。例如，硅、玻璃、陶瓷等用作形成半導(dǎo)體襯底121的基體的材料。加熱元件123通過半導(dǎo)體加工技術(shù)形成在半導(dǎo)體襯底121的表面上半導(dǎo)體層上(第一步驟)。
這里，加熱元件123以與噴嘴節(jié)距相同的間隔沿半導(dǎo)體襯底121的縱向方向形成。在圖26的情況下，垂直于圖26的平面的方向?qū)?yīng)于半導(dǎo)體襯底121的縱向方向。當(dāng)制造例如600DPI的打印頭時，加熱元件123以42.3(μm)的間距形成。在圖26所示的半導(dǎo)體襯底的情況下，一次可從半導(dǎo)體襯底切割出六個基片元件。
在此步驟中，驅(qū)動元件和控制電路也形成在半導(dǎo)體襯底121的表面上半導(dǎo)體層上。電路元件的布置圖案將在后面說明。
下一步，通過構(gòu)圖形成犧牲層125(第二步驟)，其對應(yīng)于用于將墨引到單獨液體腔的各單獨通道。例如，可溶樹脂材料用于犧牲層125。
下一步，半導(dǎo)體襯底121的表面(包含犧牲層125)被涂覆以涂層127(第三步驟)。例如光凝固環(huán)氧樹脂用于涂層127。通過例如旋涂進(jìn)行涂層127的應(yīng)用。
下一步，在涂層127中形成噴嘴127a(第四步驟)。每個噴嘴127a形成為位于各加熱元件123的正上方。這里，形成噴嘴127a從而到達(dá)在其下端(底部)的犧牲層125。即，噴嘴127a形成為穿透涂層127。
下一步，如圖27所示，將半導(dǎo)體襯底121在切割線L的位置切割成多個基片元件(第五步驟)。半導(dǎo)體襯底121的切割利用例如切割器進(jìn)行。每條切割線L設(shè)置在相鄰加熱元件123之間的中間位置。在圖27的情況下，從單個半導(dǎo)體襯底121切割出六個基片元件。注意，在圖27的情況下，兩個相鄰基片元件的橫截面結(jié)構(gòu)是雙側(cè)對稱的。通過此切割工藝，形成具有暴露在其一側(cè)表面的犧牲層125的基片元件。
如上所述，半導(dǎo)體襯底121的切割在犧牲層125的去除之前進(jìn)行。關(guān)于此點，在半導(dǎo)體襯底121的切割之前去除犧牲層125是不適宜的，因為去除犧牲層125后形成的空隙空間變成松弛部分(relief portion)，這負(fù)面影響了機械加工的精度。
下一步，從各基片元件去除犧牲層125(第六步驟)。圖28示出這樣的去除的示例。圖28顯示了將基片元件浸入裝有溶解液131的液體容器133中的方法。根據(jù)犧牲層125的材料選擇將使用的溶解液131。
當(dāng)基片元件浸入溶解液131時，僅犧牲層125溶解且流出(洗脫)到基片元件以外。此時，涂層127在溶解液131中不溶解且因此涂層127的形狀不發(fā)生改變。結(jié)果，空隙(void)僅形成在犧牲層125曾存在的部分中。此空隙用作包括液體腔的各單獨通道135。這樣形成的單獨通道135與噴嘴127a相通。
注意，可以通過向基片元件的側(cè)表面噴溶解液131來去除犧牲層125。
通過上述工藝，完成具有形成在涂層127內(nèi)側(cè)的單獨通道135的基片元件。
下一步，如圖29所示，基片元件粘接到打印頭的基體137上(第七步驟)。例如鋁、不銹鋼、陶瓷、樹脂等用作基體137的材料。
在此實施例示例中，在基體137中形成對應(yīng)于公共通道139的通孔。基片元件粘接到形成此通孔的內(nèi)壁的部分中形成的臺階部分上。粘接利用例如粘合劑進(jìn)行?；拇嬖趩为毻ǖ?35的開口的側(cè)表面與基體137一起形成公共通道139的內(nèi)壁表面。
注意，臺階部分以一高度形成，一臺階低于相對表面?zhèn)?，使得基片元件和基體137的表面在安裝基片元件后變得相互平齊。
在這樣完成將基片元件粘接到基體137上后，如圖30所示，公共通道139的暴露于基體137上表面的開口與基片元件的上表面被整體地密封(第八步驟)。頂板141(密封構(gòu)件)用來密封該開口。
頂板141是片狀構(gòu)件。例如聚酰亞胺PET或其它這樣的樹脂膜、或者鎳、鋁、不銹鋼或其它這樣的金屬箔用作頂板141的材料。注意，頂板141和基體137(包括基片元件)通過其間的粘合劑層143相互粘接。公共通道上表面?zhèn)鹊拈_口被如此粘接的頂板141完全封閉。注意，防水硅基粘合劑用作粘合劑。
歸因于頂板141提供的密封，形成從公共通道139經(jīng)單獨通道135延伸至噴嘴127a的墨通道。
注意，在墨填充于噴嘴127a的下區(qū)域(形成加熱元件123的空間)的狀態(tài)下，墨滴排出通過加熱加熱元件123實現(xiàn)。即，由于從加熱的加熱元件123的表面生長的泡沫的壓力的改變(泡沫的膨脹和收縮)，墨部分變成滴(droplet)且從噴嘴127a排出到外面。圖30中，墨的流動以箭頭表示。
(B)電路元件的布置示例圖31示出用于本說明書中提出的基片元件的電路圖案的示例。圖31是從上表面?zhèn)扔^察時整個基片元件的視圖。
在此基片元件的情況下，驅(qū)動晶體管部分(驅(qū)動元件區(qū)域)151、加熱部分(加熱元件區(qū)域)153、邏輯電路部分(控制電路部分)155和電極部分157以所述順序從基片元件的將打印頭安裝到基體后接觸公共通道的一側(cè)的端部向形成墨腔的一側(cè)布置。
驅(qū)動晶體管部分151是縱向布置用于驅(qū)動加熱元件的驅(qū)動元件的區(qū)域。晶體管用作各驅(qū)動元件。當(dāng)晶體管開啟(ON)時，驅(qū)動電流被提供給加熱元件。當(dāng)晶體管關(guān)斷(OFF)時，驅(qū)動電流的提供被停止。
加熱部分153是縱向布置加熱元件的區(qū)域。以噴嘴節(jié)距布置加熱元件。注意，晶體管用作各加熱元件。當(dāng)被提供以驅(qū)動電流時，加熱元件產(chǎn)生熱。當(dāng)液體腔被填充以墨時，通過由于加熱元件產(chǎn)生的熱而生成的泡沫的壓力，墨滴從噴嘴排出到外面。
邏輯電路部分155是排布用于控制驅(qū)動元件的操作的電路元件(控制電路元件)的區(qū)域。
電極部分157是提供驅(qū)動形成在基片元件上的電路元件所需功率的端子。兩種類型的電極被制備成該電極，一種用于提供電源電勢(VDD)，另一種用于提供地電勢(GND)。
圖32示出打印頭的部分剖視結(jié)構(gòu)。如圖32所示，用于密封公共通道139的上開口的頂板141在基片元件的驅(qū)動晶體管部分151的上表面位置被粘接到涂層127上。頂板141的末端被粘合劑143a密封。即，布置驅(qū)動晶體管部分151的區(qū)域用作交迭寬度區(qū)域。
注意，圖32還示出暴露在基片元件的表面上的電極與印刷電路板161(粘接到基體137上)之間的連接結(jié)構(gòu)。電極部分157的電極經(jīng)凸塊163、導(dǎo)體層165、以及凸塊163連接到印刷電路板161。附帶地，其上表面被覆蓋以保護(hù)層167。
圖33是從上方觀察時打印頭結(jié)構(gòu)的透視平面圖。頂板141和涂層167形成為延伸到加熱部分153兩側(cè)的附近。
圖34示出用于基片元件的另一電路圖案示例。在圖34中，與圖31的那些對應(yīng)的部分用相同的附圖標(biāo)記表示。
圖34所示的結(jié)構(gòu)在如下兩點與圖31所示的結(jié)構(gòu)不同驅(qū)動晶體管部分151和加熱部分153布置的順序相反；以及提供了交迭寬度部分171。交迭寬度部分171是由于驅(qū)動晶體管部分151和加熱部分153的布置順序的改變而變得必需的區(qū)域。這是因為頂板141不能粘接到加熱部分153的上表面上。
交迭寬度區(qū)域171的設(shè)置允許加熱部分153、驅(qū)動晶體管部分151和邏輯電路部分155以此順序的布置。
注意，具有圖34所示結(jié)構(gòu)的基片元件的寬度L2變得比具有圖31所示結(jié)構(gòu)的基片元件的寬度L1大與交迭寬度部分171對應(yīng)的量。這是因為驅(qū)動晶體管部分151、加熱部分153、邏輯電路部分155和電極部分157都具有相同尺寸。
因此，從制造成本的觀點講，圖31所示結(jié)構(gòu)的具有窄基片寬度的基片元件比圖34所示結(jié)構(gòu)的基片元件提供更多的優(yōu)點。
通過采用圖31所示地布置的電路作為基片元件結(jié)構(gòu)，能從一個半導(dǎo)體襯底切割出來的基片元件的數(shù)量可以增大。這樣使基片元件的每單位制造成本能相應(yīng)地減小。因此，本發(fā)明的發(fā)明者推薦圖31所示的電路布置。
(C)布線圖案的布置示例接下來，將說明用于電源電勢(VH)的布線圖案和用于地電勢(GND)的布線圖案的布置示例。有兩種布線圖案布置，一層型(one-layer type)布置和兩層型布置。
(a)一層型圖35示出一層型布線圖案的布置示例。在圖35所示的布置示例中，一個電極用于電源電勢(VH)，一個電極用于地電勢(GND)。
在圖35的情況下，用于地電勢(GND)的布線圖案181從電極183以L形布置，使得布線圖案181的一側(cè)沿驅(qū)動晶體管部分151的外緣延伸。另一方面，用于電源電勢(VH)和地電勢(GND)的布線圖案185從電極187以L形布置，使得布線圖案185的一側(cè)在加熱部分153與邏輯電路部分155之間延伸。
圖35還示出用于向兩個任意選擇的加熱元件提供的電流的電流供給路徑。任一情況下供給路徑長度相同。當(dāng)然，另一加熱元件的供給路徑長度也變?yōu)橄嗤?br> 圖36示出布線圖案的另一布置示例。在圖36所示的布置示例中，兩個電極用于電源電勢(VH)和地電勢(GND)的每個。在該情況下，用于流到任意加熱元件的電流的供給路徑長度相同。
在圖36的情況下，用于流入加熱元件的電流的供給路徑和用于流出加熱元件的電流的供給路徑可每個沿兩個方向分叉。
結(jié)果，可以使加熱元件和用于各電勢的電極之間的有效電阻較小。即，有效布線長度可被減小，其使得布線部分中消耗的能量能相應(yīng)地減少。結(jié)果，可以使能夠應(yīng)用到加熱元件的能量與圖35的布置中相比更大。
注意，由于所施加的能量增大，墨滴的排出速度也增大。因此能減小墨滴碰撞記錄介質(zhì)所需的時間。
圖37示出與圖35和36的每個所示的布線圖案對應(yīng)的等效電路。
(b)兩層型圖38示出兩層型布線圖案的布置示例。在圖38所示的布置示例中，用于地電勢(GND)的布線圖案布置在第一層(下水平層(lower level layer))中，用于電源電勢(VH)的布線圖案布置在第二層(上水平層)中。在圖38中，用于地電勢的布線圖案用粗線表示，用于電源電勢的布線圖案用細(xì)線表示。
由于布線圖案可以在兩層中分開布置，所以用于地電勢(GND)的布線圖案和用于電源電勢(VH)的布線圖案可以沿加熱部分153的外縱向邊緣布置。結(jié)果，各自的電勢可以從沿加熱部分153的外縱向邊緣布置的各自的布線圖案供給到相應(yīng)的元件。
注意，圖38示出為每個電勢設(shè)置多個電極的情況。即，圖38的布置與在一層型布線圖案中(圖36)為每個電勢設(shè)置兩個電極的情況相同。因此，在此兩層型布線圖案的情況下，也可以為每個電勢提供一個電極。
與此相關(guān)，在圖38中，為電源電勢(VH)提供兩個電極，為地電勢(GND)提供三個電極。因此，可以使加熱元件與用于各電勢的電極之間的有效電阻較小。即，圖38顯示一種布置，其中有效布線長度減小從而增大了能應(yīng)用到加熱元件的能量。
圖39示出與圖38所示的布線圖案對應(yīng)的等效電路。
注意，圖40至43每個所示的結(jié)構(gòu)被用于實際布線圖案。這些中，圖40至42示出用于與圖38對應(yīng)的每個層的布線圖案的示例。圖43是從基片元件的表面?zhèn)扔^察時圖40到42所示各層的布線圖案處于疊置狀態(tài)的視圖。
圖40示出用于第二層(上水平層)的布線圖案的示例。圖40顯示了加熱部分153附近的部分。用于提供電源電勢(VH)的布線圖案185連接到每個加熱元件189的一個端子。此外，每個加熱元件189的另一端連接到與第一層的布線(晶體管的漏極端子)連接的每個布線圖案191。
圖41顯示了用于第一層(下水平層)的布線圖案的示例。圖41也顯示了加熱部分153附近的部分。用于提供地電勢(GND)的布線圖案181在經(jīng)過相鄰加熱元件189之間的區(qū)域的同時連接到晶體管的源極端子。注意，晶體管的漏極端子連接到第二層的布線圖案191。
圖42顯示了用于控制作為驅(qū)動元件的晶體管的操作的控制布線圖案193。每個布線圖案193的在驅(qū)動晶體管部分153側(cè)的端部連接到晶體管的柵極端子。另一方面，布線圖案的相對端部連接到邏輯電路部分155的端子。
布線圖案193還布置為經(jīng)過相鄰加熱元件189之間的區(qū)域。在該布置的情形下，控制布線圖案193布置在比用于地電勢(GND)的布線圖案181低的層中。
注意，上述術(shù)語“第一層”和“第二層”用來說明用于地電勢(GND)的布線圖案與用于電源電勢(VH)的布線圖案之間的分層關(guān)系。
圖43顯示了所有層的布線圖案都疊放在一起時的位置關(guān)系。
(D)實施例示例的效果通過沿基片元件的短邊方向(與加熱元件排列方向直交的方向)從基片元件的公共通道側(cè)端部順序布置驅(qū)動晶體管部分151、加熱部分153和邏輯電路部分155，基片元件可以被小型化。即，布置在基片元件端部的驅(qū)動部分151可用作頂板141和涂層127之間的粘接區(qū)域，從而使得能夠增加從一個半導(dǎo)體襯底切割出的基片元件的數(shù)量。這樣就可以實現(xiàn)制造成本的降低。
此外，當(dāng)用于電源電勢(VH)的布線圖案和用于地電勢(GND)的布線圖案布置在相同平面內(nèi)時，基片元件可借助于簡單的布線圖案實現(xiàn)。此時，當(dāng)兩個或更多電極連接到用于各電勢的每一布線圖案時，可供給到加熱元件的能量可增大，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)打印速度和排出性能上的改善。
此外，當(dāng)用于電源電勢(VH)的布線圖案和用于地電勢(GND)的布線圖案分別布置在兩層中時，該兩布線圖案可沿加熱部分153的外縱向邊緣布置。
在此情況下，對加熱元件或漏極端子的電勢供給可通過最短路徑實現(xiàn)。因此，能提供給加熱元件的能量與一層型布置中相比能夠增大，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)打印速度和排出性能上的改善。
此外，當(dāng)布線圖案分開在兩層中時，不需要在基片元件的外緣布置用于地電勢(GND)的布線圖案，從而實現(xiàn)基片元件尺寸的進(jìn)一步減小。即，能實現(xiàn)制造成本的減小。
(E)其它實施例示例(a)在上述實施例示例中，針對驅(qū)動系統(tǒng)的基片元件進(jìn)行了描述，其中相關(guān)于一個噴嘴布置一個加熱元件。
然而，本發(fā)明也適用于采用這樣的驅(qū)動系統(tǒng)的基片元件，所述驅(qū)動系統(tǒng)中，如圖44所示，相關(guān)于一個噴嘴195布置兩個加熱元件197a和197b。這里，加熱元件197a和197b的對沿加熱元件的排列方向(基片元件的縱向)布置。在具有此加熱元件結(jié)構(gòu)的基片元件的情況下，通過使施加到左右兩個加熱元件197a和197b的能量(電壓)不對稱，可以使墨滴的排出方向偏轉(zhuǎn)。
圖45是從基片元件的表面?zhèn)扔^察時用于電源電勢(VH)的布線圖案和用于地電勢(GND)的布線圖案分別布置在兩層中的情況下布線圖案的視圖。加熱元件197a和197b串聯(lián)連接。注意，兩個加熱元件197a和197b在相同平面內(nèi)并行布置。
在圖45中，采用一種機制，由此施加到加熱元件197a和197b的每個的能量可通過調(diào)節(jié)加熱元件197a和加熱元件197b之間的連接中點處的電勢而被調(diào)節(jié)。在圖中，被遮蔽的布線圖案199是用于提供連接中點電勢的布線。布線圖案199的一端連接到電極部分157的電極。
圖46A到46C顯示了提供連接中點電勢的方式和墨滴的排出方向之間的關(guān)系。
圖46A顯示了一排出示例，其中連接中點電勢被設(shè)置為驅(qū)動電勢(VH)的一半。在此情況下，相同大小的能量被施加到加熱元件197a和197b。此時，加熱元件呈現(xiàn)出同樣的加熱性質(zhì)，因此墨滴筆直向前地排出。
圖46B顯示了一排出示例，其中連接中點電勢被設(shè)置為大于驅(qū)動電勢(VH)的一半。在此情況下，施加到加熱元件197a的能量變得大于施加到加熱元件197b的能量。此時，加熱元件197a相對于加熱元件197b施加更大的墨滴排出力，因此墨滴被排出同時相對于筆直向前方向向右(加熱元件197b側(cè))偏轉(zhuǎn)。
圖46C顯示了一種排出示例，其中連接中點電勢被設(shè)置為小于驅(qū)動電勢(VH)的一半。在此情況下，施加到加熱元件197b的能量變得大于施加到加熱元件197a的能量。此時，加熱元件197b相對于加熱元件197a施加更大的墨滴排出力，因此墨滴被排出同時相對于筆直向前方向向左(加熱元件197a側(cè))偏轉(zhuǎn)。
如上所述，上述技術(shù)也可應(yīng)用于具有偏轉(zhuǎn)排出功能的基片元件。
(b)在上述實施例示例中，針對排出液體是墨的情況進(jìn)行了描述。然而，液體的種類不限于墨。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于顯示器件或電子電路制造器件時，例如，可使用有機或?qū)щ姴牧稀?br> (c)上述實施例示例可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改。此外，可在此說明書描述的基礎(chǔ)上產(chǎn)生各種修改或應(yīng)用。
本發(fā)明包括與2005年4月19日提交到日本專利局的日本專利申請JP2005-120437、2005年5月30日提交到日本專利局的日本專利申請JP2005-157388、以及2005年5月12日提交到日本專利局的日本專利申請JP2005-140445相關(guān)的主題，在此引用其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種液體排出頭，包括在襯底上沿一方向布置的多個能量生成元件；涂層，形成在該襯底上且具有形成在其中的與所述能量生成元件相對的多個排出口；以及單獨通道，形成在該襯底上且沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸，該液體排出頭適于通過所述能量生成元件從所述排出口的每個排出液體，所述液體被提供到所述單獨通道，其中該單獨通道上的所述涂層具有形成在其中的開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭，其中該開口在尺寸上不大于所述排出口。
3.一種液體排出頭，包括在襯底上沿一方向布置的多個能量生成元件；涂層，形成在該襯底上且具有形成在其中的與所述能量生成元件相對的多個排出口；單獨通道，形成在該襯底上且沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸；以及液體供給構(gòu)件，其具有形成在其中的公共通道且所述襯底與其粘接從而該公共通道和該單獨通道彼此連通，該公共通道穿透所述液體供給構(gòu)件的基體，該液體排出頭適于通過所述能量生成元件從所述排出口的每個排出液體，所述液體從所述公共通道供給到所述單獨通道，其中該單獨通道上的所述涂層具有形成在其中的開口；以及該液體排出頭包括附著到該單獨通道上所述涂層上的頂板，該頂板跨接且密封該液體供給構(gòu)件的被穿透以用于形成所述公共通道的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體排出頭，其中該開口被該頂板封閉。
5.一種液體排出頭制造方法，包括第一步驟，在其上沿一方向布置用于排出液體的多個能量生成元件的襯底上由可溶樹脂形成犧牲層；第二步驟，在該犧牲層上形成涂層；第三步驟，在該涂層中形成與所述能量生成元件相對的多個排出口，該第三步驟與該第二步驟同時進(jìn)行或在其之后進(jìn)行；第四步驟，通過洗脫該犧牲層形成單獨通道，所述單獨通道沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸；以及開口形成步驟，在該單獨通道上在所述涂層中形成開口，該開口形成步驟與該第三步驟同時實施或者在其之前或之后實施。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體排出頭的制造方法，還包括切割開口形成步驟，在所述涂層的跨所述單獨通道與所述排出口相對一側(cè)的部分中形成切割開口，該切割開口形成步驟與該第三步驟同時實施或者在其之前或之后實施。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體排出頭制造方法，其中所述開口形成在所述排出口與所述切割開口之間的中間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體排出頭制造方法，還包括沿該切割開口切割所述襯底的切割步驟，該切割步驟在該第四步驟之后實施。
9.一種液體排出頭制造方法，包括第一步驟，在其上沿一方向布置用于排出液體的多個能量生成元件的襯底上由可溶樹脂形成犧牲層；第二步驟，在該犧牲層上形成涂層；第三步驟，在該涂層中形成與所述能量生成元件相對的多個排出口，該第三步驟與該第二步驟同時進(jìn)行或在其之后進(jìn)行；第四步驟，通過洗脫該犧牲層形成單獨通道，所述單獨通道沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸；第五步驟，將所述襯底粘接到其中形成有公共通道的液體供給構(gòu)件上使得該公共通道與所述單獨通道互相連通，該公共通道穿透所述液體供給構(gòu)件的基體；開口形成步驟，在該單獨通道上在所述涂層中形成開口，該開口形成步驟與所述第三步驟同時實施或者在其之前或之后實施；以及密封步驟，將所述頂板附著到所述單獨通道上所述涂層上，該頂板跨接并密封所述液體供給構(gòu)件的被穿透以用于形成所述公共通道的部分，該密封步驟在所述第五步驟之后實施。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體排出頭制造方法，其中該密封步驟包括密封該液體供給構(gòu)件的被穿透以用于形成所述公共通道的部分且封閉所述開口。
11.一種液體排出頭，包括在襯底上沿一方向布置的多個能量生成元件；單獨通道，形成在該襯底上且沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸；以及涂層，覆蓋該單獨通道且具有形成在其中的與所述能量生成元件相對的多個排出口，該液體排出頭適于通過所述能量生成元件從所述排出口的每個排出液體，所述液體被供給到所述單獨通道，其中所述涂層具有形成在所述涂層的跨所述單獨通道與所述排出口相對一側(cè)的部分中的凹陷部分，該凹陷部分朝向所述單獨通道凹陷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液體排出頭，其中所述涂層的該凹陷部分以三角形或半圓形凹陷的形狀形成。
13.一種液體排出頭，包括在襯底上沿一方向布置的多個能量生成元件；單獨通道，形成在該襯底上且沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸；涂層，覆蓋該單獨通道且具有形成在其中的與所述能量生成元件相對的多個排出口，液體供給構(gòu)件，其具有形成在其中的公共通道且襯底粘接于其上使得該公共通道和該單獨通道彼此連通，該公共通道穿透該液體供給構(gòu)件的基體，該液體排出頭適于通過所述能量生成元件從所述排出口的每個排出液體，所述液體從所述公共通道供給到所述單獨通道，其中所述涂層具有形成在所述涂層的跨所述單獨通道與所述排出口相對一側(cè)的部分中的凹陷部分，該凹陷部分朝向所述單獨通道凹陷；以及該液體排出頭包括附著到該單獨通道上所述涂層上的頂板，該頂板封閉所述涂層的該凹陷部分且跨接并密封該液體供給構(gòu)件的被穿透以用于形成所述公共通道的部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液體排出頭，其中該涂層的所述凹陷部分的最深部分凹陷被所述頂板封閉的部分的長度的5％至20％的范圍內(nèi)。
15.一種液體排出頭制造方法，包括第一步驟，在其上沿一方向布置用于排出液體的多個能量生成元件的襯底上由可溶樹脂形成犧牲層；第二步驟，在該犧牲層上形成涂層；第三步驟，在該涂層中形成與所述能量生成元件相對的多個排出口，該第三步驟與該第二步驟同時進(jìn)行或在其之后進(jìn)行；第四步驟，通過洗脫該犧牲層形成單獨通道，所述單獨通道沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸；開口形成步驟，在所述涂層中形成開口使得所述涂層具有朝向所述單獨通道凹陷的凹陷部分，該凹陷部分形成在所述涂層的跨所述單獨通道與所述排出口相對的一側(cè)的部分中，該開口形成步驟與該第三步驟同時實施或者在其之前或之后實施，以及切割步驟，在所述開口內(nèi)切割所述襯底。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液體排出頭制造方法，其中所述涂層的該凹陷部分以三角形或半圓形凹陷的形狀形成。
17.一種液體排出頭制造方法，包括第一步驟，在其上沿一方向布置用于排出液體的多個能量生成元件的襯底上由可溶樹脂形成犧牲層；第二步驟，在該犧牲層上形成涂層；第三步驟，在該涂層中形成與所述能量生成元件相對的多個排出口，該第三步驟與該第二步驟同時進(jìn)行或在其之后進(jìn)行；第四步驟，通過洗脫該犧牲層形成單獨通道，所述單獨通道沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸；以及第五步驟，將所述襯底粘接到其中形成有公共通道的液體供給構(gòu)件上使得該公共通道與所述單獨通道互相連通，該公共通道穿透所述液體供給構(gòu)件的基體；開口形成步驟，在所述涂層中形成開口使得所述涂層具有朝向所述單獨通道凹陷的凹陷部分，該凹陷部分形成在所述涂層的跨所述單獨通道與所述排出口相對的一側(cè)的部分中，該開口形成步驟與該第三步驟同時實施或者在其之前或之后實施；以及密封步驟，將頂板附著到所述單獨通道上所述涂層上，該頂板封閉該凹陷部分且跨接并密封所述液體供給構(gòu)件的被穿透以用于形成所述公共通道的部分，該密封步驟在所述第五步驟之后實施。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的液體排出頭制造方法，其中所述密封步驟包括將所述頂板附著到所述涂層上使得該涂層的所述凹陷部分的最深處凹陷被該頂板封閉的部分的長度的5％至20％的范圍內(nèi)。
19.一種具有集成到半導(dǎo)體層中用于排出墨滴的電路元件的基片元件，包括電路圖案，具有驅(qū)動元件區(qū)域、加熱元件區(qū)域、以及控制電路區(qū)域，其以此順序從該基片元件的與用于所述液體的該公共通道接觸的側(cè)表面端部向布置墨腔的一側(cè)布置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的基片元件，還包括用于電源電勢的布線圖案和用于地電勢的布線圖案，其布置在相同層水平。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的基片元件，還包括用于電源電勢的布線圖案和用于地電勢的布線圖案，其布置在不同層水平。
22.一種用于通過加熱液體腔內(nèi)的液體排出墨滴的液體排出頭，包括用于所述液體的公共通道，該公共通道形成于基體中；基片元件，具有驅(qū)動元件區(qū)域、加熱元件區(qū)域、以及控制電路區(qū)域，其以此順序從基片元件的與所述公共通道接觸的側(cè)表面端部向布置所述墨腔的一側(cè)布置；以及密封構(gòu)件，用于與所述基片元件的表面的一部分整體地密封所述公共通道的暴露在所述基體的上表面的開口。
23.一種打印裝置，包括用于通過加熱液體腔內(nèi)的液體來排出墨滴的液體排出頭、以及用于使記錄介質(zhì)和該液體排出頭彼此相對地移動的驅(qū)動機構(gòu)，其中該液體排出頭包括用于所述液體的公共通道，該公共通道形成于基體中；基片元件，具有驅(qū)動元件區(qū)域、加熱元件區(qū)域、以及控制電路區(qū)域，其以此順序從基片元件的與所述公共通道接觸的側(cè)表面端部向布置所述墨腔的一側(cè)布置；以及密封構(gòu)件，用于與所述基片元件的表面的一部分整體地密封所述公共通道的暴露在所述基體的上表面的開口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液體排出頭，包括在襯底上沿一方向布置的多個能量生成元件；涂層，形成在該襯底上且具有形成在其中的與所述能量生成元件相對的多個排出口；以及單獨通道，形成在該襯底上且沿與布置所述能量生成元件的方向直交的方向延伸。該單獨通道上的所述涂層具有形成在其中的開口。
文檔編號G03F7/00GK1880078SQ20061010609
公開日2006年12月20日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者小野章吾, 冨田學(xué), 五十嵐浩一, 宮本孝章 申請人:索尼株式會社