元件基板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于喷出液体的元件基板的制造方法。
【背景技术】
[0002]用于将诸如墨等的液体喷出以在记录介质上记录图像的液体喷出装置一般具有安装于液体喷出装置的液体喷出头，液体喷出头包括元件基板。
[0003]关于用于从元件基板喷出液体的机构，已知利用通过压电元件的动作收缩的压力室的机构。在具有这种机构的元件基板中，压力室的壁是隔膜(diaphragm)。通过对压电元件施加电压导致压电元件的变形，隔膜卷曲，压力室收缩和膨胀。压力室的收缩对压力室中的液体施加压力，液体通过与压力室连通的喷出口喷出。
[0004]供给路径形成于元件基板，液体被从供给路径供给至压力室。供给路径具有与液体的流动方向垂直的截面(以下称为“流路截面”)，供给路径的流路截面小于压力室的流路截面，并且用作流量减小部(flow reducing port1n)。已知作为流量减小部的供给路径的使用使得流入压力室的液体的流路阻力维持在一定水平，从而稳定元件基板的喷出特性。
[0005]近年来，需要能够高速绘制图像的液体喷出装置。为了高速绘制图像，必须缩短各压力室的喷出周期。存在如下提案:随着喷出周期缩短，减小与喷出相关的液体体积、即压力室的容积，以便减小液体的柔度(compliance)。柔度的减小使压力室的固有频率增大，因此即使喷出周期缩短，也能够有效地喷出液体。
[0006]此外，已知流量减小部的流路截面随着压力室的小型化进一步减小的结构(日本特表2012-532772号公报)。在日本特表2012-532772号公报中公开的元件基板中，流量减小部和压力室形成在隔膜和喷出口形成构件之间。减小隔膜和喷出口形成构件之间的距离使得流量减小部的流路截面和压力室的容积减小。因此，能够在元件基板的喷出特性的稳定性不受损失的情况下改善压力室的频率响应。
[0007]根据日本特表2012-532772号公报中公开的技术，通过对在具有喷出口形成构件的隔膜上的硅层中形成的孔进行填塞，形成压力室以及用作流量减小部的流入口和流出口。通过从与隔膜相反的一侧蚀刻硅层而同时形成与压力室对应的槽和与流量减小部对应的槽。因此，与流量减小部对应的槽的深度和与压力室对应的槽的深度相同。为了确保流量减小部的流路阻力，与流量减小部对应的槽的宽度(意思是槽的在与液体的流动方向和槽的深度方向垂直的方向上的尺寸，以下也相同)需要比与压力室对应的槽的宽度小。
[0008]形成具有小宽度和大深度的槽是比较困难的，并且槽的宽度趋于变化。槽的宽度的变化导致流量减小部的流路阻力的变化，这会影响期望的喷出特性。出于这些原因，日本特表2012-532772号公报中公开的制造方法需要更高精度的硅层加工，因此存在低产出率的问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种能够以尚广出率制造尚速绘制图像的兀件基板的制造方法。
[0010]为了获得上述目的，本发明旨在提供一种元件基板的制造方法，所述元件基板包括:喷出口形成构件，其形成有用于喷出液体的喷出口 ；和流路形成构件，其用于形成压力室和与所述压力室连通的流量减小部，所述压力室用于存储待通过所述喷出口喷出的液体并且用于产生喷出压力，所述制造方法包括:在用作所述流路形成构件的基板的预定表面上以使所述预定表面的一部分露出的方式形成第一抗蚀层和第二抗蚀层；在所述第一抗蚀层和所述第二抗蚀层被用作掩模的情况下对所述基板进行蚀刻，以在所述基板中形成第一凹部；去除所述第二抗蚀层，以露出所述基板的与所述第一凹部不同的部分；在所述第一抗蚀层被用作掩模的情况下对所述基板进行蚀刻，以加深所述第一凹部并且在所述基板中形成与所述第一凹部连通的第二凹部；以及用所述喷出口形成构件覆盖所述第一凹部的开口和所述第二凹部的开口，以通过所述第一凹部和所述喷出口形成构件形成所述压力室并且通过所述第二凹部和所述喷出口形成构件形成所述流量减小部。
[0011]根据本发明，在第一抗蚀层(resist)和第二抗蚀层被用作掩模的情况下蚀刻基板之后，去除第二抗蚀层，并且在仅第一抗蚀层被用作掩模的情况下进一步蚀刻基板，因此，可以在相同的基板中形成第一凹部和比第一凹部浅的第二凹部。第一凹部作为压力室并且第二凹部作为流量减小部，因此，流量减小部的流路宽度会增大，可以防止流量减小部的流路宽度的变化。结果，可以以简单的工序制造具有稳定的喷出特性的元件基板。
[0012]从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。
【附图说明】
[0013]图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F和图1G是根据本发明的第一实施方式的元件基板的制造方法的图。
[0014]图2A和图2B是根据第一实施方式制造的元件基板的截面图。
[0015]图3A和图3B分别是本发明的第二实施方式中使用的基板和驱动层的截面图和平面图。
[0016]图4A和图4B是图3A和图3B中示出的基板和驱动层的截面图。
[0017]图5A和图5B是用于示出第二实施方式的截面图。
[0018]图6A和图6B是用于示出第二实施方式的截面图。
[0019]图7A和图7B是用于示出第二实施方式的截面图。
[0020]图8A和图8B是用于示出第二实施方式的截面图。
[0021]图9A和图9B是用于示出第二实施方式的截面图。
[0022]图10A和图10B分别是本发明的第三实施方式中使用的基板和驱动层的截面图和平面图。
[0023]图11A和图11B是第三实施方式中的第一抗蚀层和第二抗蚀层的图。
[0024]图12A和图12B分别是用于示出第三实施方式的平面图和立体图。
[0025]图13A和图13B分别是用于示出第三实施方式的平面图和立体图。
[0026]图14A和图14B分别是用于示出第三实施方式的平面图和立体图。
[0027]图15A和图15B分别是用于示出第三实施方式的平面图和立体图。
[0028]图16A和图16B是本发明的比较例中的第一抗蚀层和第二抗蚀层的图。
[0029]图17A和图17B分别是用于示出比较例的平面图和立体图。
[0030]图18A和图18B分别是用于示出比较例的平面图和立体图。
[0031]图19A和图19B分别是用于示出比较例的平面图和立体图。
[0032]图20A和图20B分别是用于示出比较例的平面图和立体图。
[0033]图21是包括元件基板的液体喷出头的截面图。
[0034]图22A、图 22B、图 22C、图 22D、图 22E、图 22F、图 22G、图 22H、图 221、图 22J 和图22K是用于示出本发明的第四实施方式的截面图。
[0035]图23A、图 23B、图 23C、图 23D、图 23E、图 23F、图 23G、图 23H、图 231 和图 23J 是用于示出第四实施方式的截面图。
[0036]图24A、图24B、图24C、图24D、图24E、图24F、图24G和图24H是用于示出第四实施方式的截面图。
【具体实施方式】
[0037]以下参照【附图说明】用于实施本发明的实施方式。
[0038](第一实施方式)
[0039]图1A至图1G是根据本发明的元件基板的制造方法的图。特别地，在侧截面图(截面侧视图或竖截面)中示出与本发明密切相关的步骤。图2A是用于示出使用本发明制造的元件基板的侧截面图。图2B是用于示出沿着图2A的线x-x’截取的元件基板的截面图。
[0040]如图2A和图2B所示，元件基板1包括用于喷出液体的喷出口 2和用于存储通过喷出口 2喷出的液体且用于对液体施加喷出压力的压力室3。压力室3的其中一个壁由隔膜4形成。致动部5接合于隔膜4。致动部5的致动使隔膜4变形，以对压力室3中的液体施加压力。
[0041]元件基板1还包括与压力室3连通的流量减小部6和从流量减小部6延伸至共用液室(未示出)的连通孔7。液体经由连通孔7和流量减小部6从共用液室供给至压力室3。
[0042]流量减小部6比压力室3浅(流量减小部6的深度A小于压力室3的深度B)，流量减小部6的流路截面小于压力室3的流路截面。因此，流量减小部6起到将从流量减小部6流入压力室3的液体的流路阻力维持在一定水平的作用。流量减小部6中的液体具有较大的惯性，因此当对压力室3中的液体施加压力时，很多液体流向喷出口 2。
[0043]更优选地，流量减小部6的宽度小于压力室3的宽度(流量减小部6的流路宽度C小于压力室3的流路宽度D)。流量减小部6的流路截面能够小于压力室3的流路截面，以进一步改善流量减小部6的作用。
[0044]注意，根据压力室3的流路截面的面积、压力室3的体积、致动部的特性、喷出口 2的规格、待喷出的液体的粘度、喷出频率和加工精度等适当地设定流量减小部6的深度A和流路宽度C。
[0045]致动部5包括压电元件8、彼此相对且夹着压电元件8的第一电极9和第二电极10。第一电极9接合于隔膜4。第一电极9是例如共用电极，第二电极10是例如独立电极。第一电极9和第二电极10连接于配线(未示出)，配线引出至元件基板1外部的控制电路。
[0046]当使元件基板1启动时，电信号经由配线(未示出)从控制电路传递至第一电极9和第二电极10。这对压电元件8施加电压，从而使压电元件8变形。基于压电元件8的变形，隔膜4卷曲并且压力室3收缩和膨胀。伴随着压力室3的收缩对压力室3中的液体施加压力，以通过喷出口 2喷出液体。
[0047]喷出口 2为形成在喷出口形成构件11中的通孔。喷出口形成构件11形成为与隔膜4相对并且它们之间设有空间。流路形成构件12形成在喷出口形成构件11和隔膜4之间。通过隔膜4、流路形成构件12和喷出口形成构件11限定压力室3和流量减小部6。包括流路形成构件12、隔膜4、第一电极9、压电元件8和第二电极10的构件也称为致动器基板13。优选地，喷出口形成构件11和致动器基板13堆叠成喷出口 2和致动部5彼此相对。
[0048]注意，在图2A和图2B所示的示例中