专利名称：液滴喷头的制造方法、液滴喷头及液滴喷出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液滴喷头的制造方法、液滴喷头及液滴喷出装置，特别涉及能够制造出成品率高、喷出性能好的液滴喷头的液滴喷头的制造方法，及用这种制造方法制造的液滴喷头以及搭载了这种液滴喷头的液滴喷出装置。
背景技术：
喷墨记录装置，具有能高速打字、记录时噪音极小、油墨的自由度高、能够使用廉价的普通记录纸等许多优点。近年来，喷墨记录装置中的主流装置是仅在需要记录时才喷出油墨液滴的所谓油墨·接通·需求(demand)式的喷墨记录装置。这种油墨·接通·需求式的喷墨记录装置，具有无需回收记录中未用油墨液滴等的优点。
这种油墨·接通·需求式的喷墨记录装置中，作为使油墨液滴喷出的方法，有驱动手段利用静电作用的所谓静电驱动方式的喷墨记录装置。而且驱动手段有利用压电元件的所谓压电驱动方式的喷墨记录装置，或利用发热元件等的所谓气泡喷射(注册商标)方式的喷墨记录装置等。
这种喷墨记录装置一般是从喷墨头的喷嘴喷出油墨液滴的。在喷墨头上的设置喷嘴的方式有从喷墨头的侧面喷出油墨液滴的侧面喷射型，和从喷墨头的表面喷出油墨液滴的面喷射型。
对于面喷出型的喷墨头而言，调整喷嘴孔部分的通路阻力，最好通过调整喷嘴板的厚度，使喷嘴的长度达到最佳。
对于以往的面喷出型喷墨头用喷嘴板的制造方法而言，将硅基板研磨至所需厚度之后，通过干式蚀刻法从硅基板的两面形成第一喷嘴孔，和与此第一喷嘴孔连通的第二喷嘴孔(例如参照专利文献1)。
而且在以往的面喷出型喷射装置(液滴喷头)的喷嘴形成方法中，借助于采用ICP放电的各向异性的干式蚀刻法，在硅基板的一面上分两级形成内径不同的第一喷嘴孔和第二喷嘴孔之后，再利用各向异性的湿式蚀刻法将反面蚀刻，以这种方式调整喷嘴的长度(例如参见专利文献2)。
专利文献1特开平9-57981号公报(图1、图2)专利文献2特开平11-28820号公报(图1～图4)在以往的喷墨头用喷嘴板的制造方法(例如参见专利文献1)中，通过干式蚀刻法形成第一喷嘴孔和第二喷嘴孔之前，由于要将硅基板研磨为薄，所以制造工序中存在硅基板或者破裂或者产生缺陷的问题。而且因此存在使成品率降低，制造成本升高的问题。
此外，对于这种喷墨头用喷嘴板的制造方法而言，在干式蚀刻加工时，为使加工形状稳定而用氦气等对喷嘴板加工面的反面进行冷却，但是存在喷嘴贯通时因氦气等在加工面侧等泄漏而不能蚀刻的问题。
而且虽然一般需要在喷嘴内壁上形成由硅氧化膜等构成的耐油墨保护膜，但是在这种喷嘴板的制造方法中一旦要采用热氧化形成耐油墨保护膜，由于硅基板薄在自重下变形，所以存在不能安装在热氧化装置上等问题。此外，一旦用热负荷小的CVD法、溅射法等代替热氧化法形成耐油墨保护膜，就会存在不能在喷嘴内壁上均匀地形成耐油墨保护膜的问题。
而且以往的喷射装置的喷嘴形成方法(例如参见专利文献2)中，由于第一喷嘴孔开口的喷出面在距离基板表面的深处下降的位置形成，所以有油墨液滴在飞行中弯曲的问题。而且对于这种结构而言，还有难于用橡胶片或毡片从喷出面除去造成喷嘴堵塞原因的纸粉、油墨等的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种制造中硅基板不会产生裂纹或缺陷，而且成品率也高的液滴喷头的制造方法，以及利用这种液滴喷头的制造方法制造的喷出性能强的液滴喷头，和搭载有这种喷头的因子性能高的液滴喷出装置。
本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中具有对硅基板的一面进行蚀刻，形成作为喷嘴的凹部的工序；在作为硅基板的喷嘴的凹部的形成面上粘合支持基板的工序；从硅基板的粘合了支持基板面的反面将硅基板薄板化的工序；和使硅基板薄板化后，将支持基板与硅基板剥离的工序。
由于通过对硅基板的一面进行蚀刻形成作为喷嘴的凹部，将支持基板粘合在作为喷嘴的凹部的形成面上，从粘合了支持基板的反面将硅基板薄板化，所以当形成作为喷嘴的凹部时，能够使用厚的硅基板，因而能够防止硅基板产生裂纹或缺陷。而且在这种液滴喷头的制造方法中，没有对薄板化的硅基板进行加工的工序，所以能有效地防止硅基板产生裂纹或缺陷。
此外，例如如果要在厚的硅基板上以非贯通状态形成作为喷嘴的凹部，则能够防止因氦气等在加工面侧泄漏而不能蚀刻的问题。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，在形成成为喷嘴的凹部的工序中，形成成为第一喷嘴孔的凹部，和与第一喷嘴孔连通、并比第一喷嘴孔直径大的成为第二喷嘴孔的凹部。
例如通过在喷出面侧形成成为第一喷嘴孔的凹部，和在喷出室侧形成与第一喷嘴孔连通、并比第一喷嘴孔直径大的成为第二喷嘴孔的凹部，能够形成两级喷嘴，因而能够提高液滴喷出时的直进性。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，通过干式蚀刻法形成成为喷嘴的凹部。
若用干式蚀刻法形成作为喷嘴的凹部，则能够在短时间内形成高精度的喷嘴。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中将支持基板粘合在所述硅基板上之前，通过热氧化法在硅基板上形成硅氧化膜。
由于在将支持基板粘合在所述硅基板上之前，通过热氧化法在硅基板上形成硅氧化膜，所以能够在喷嘴内壁上形成均匀的硅氧化膜，获得喷出性能高的液滴喷头。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中在将硅基板薄板化的工序中，通过干式蚀刻法使喷嘴与硅基板贯通。
例如若采用研磨法对硅基板进行薄板化，在硅基板薄板化工序的最后通过干式蚀刻法将喷嘴贯通，则能够防止划伤喷嘴的周边部分。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中在硅基板薄板化的工序中，通过CMP法将喷嘴与硅基板贯通。
例如若采用研磨法对硅基板进行薄板化，在硅基板薄板化工序的最后利用CMP法(Chemical Mechanical Polishing，化学机械研磨法)将喷嘴贯通，则能够防止划伤喷嘴的周边部分。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，在将硅基板薄板化后，具有在硅基板被薄板化的侧面上形成耐油墨保护膜和疏油墨膜的工序。
通过在硅基板被薄板化的侧面(喷出面)形成耐油墨保护膜和疏油墨膜，能够保护液滴喷头、防止因油墨等液滴造成的腐蚀，提高被喷出液滴的直进性。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法中，通过常温溅射法形成耐油墨保护膜。
若采用常温溅射法形成耐油墨保护膜，则例如即使在用耐热性差的树脂将硅基板与支持基板粘合的情况下，也能防止树脂层劣化。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，具有在硅基板的耐油墨保护膜及疏油墨膜的形成面上粘合第二支持基板或带子的工序；和当该第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，将支持基板剥离的工序。
由于将第二支持基板或带子粘合在最初被粘合的支持基板的反面上，将最初被粘合的支持基板剥离，所以能够在不损坏硅基板的情况下例如对以下所示的喷嘴内壁进行等离子体处理，或将硅基板与腔室基板接合。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中在第二支持基板或带子被粘合在所述硅基板上的状态下，对喷嘴内壁进行等离子体处理。
若通过对喷嘴内壁等离子体处理而除去疏油墨膜，则能够提高油墨的喷出性能。而且若在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下对喷嘴的内壁进行等离子体处理，则能够在不除去喷出面的疏油墨膜的情况下仅仅除去喷嘴内的疏油墨膜。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中具有在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，将该硅基板与形成了成为喷出室的凹部的腔室基板接合的工序；和将第二基板或带子与接合在该腔室基板上的硅基板进行剥离的工序。
由于在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，将该硅基板与腔室基板接合，所以薄板化的硅基板被第二支持基板或带子所支持，能够防止硅基板破损。
本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中具有通过对硅基板的一面蚀刻形成成为喷嘴的凹部的工序；在形成了成为硅基板的喷嘴的凹部的面上粘合支持基板的工序；从硅基板的粘合了支持基板面的反面将硅基板薄板化的工序；在硅基板被薄板化的侧面上，粘合第二支持基板或带子的工序；和在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，将支持基板与硅基板剥离的工序。
例如，若要将粘合了第二支持基板或带子的硅基板与腔室基板接合，则能防止硅基板产生破裂或缺陷。其他的效果与上述的液滴喷头制造方法的效果相同。
而且本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，对喷嘴内壁进行等离子体处理。
若对喷嘴内壁进行等离子体处理并除去疏油墨膜，则能提高油墨的喷出性能。而且若在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，对喷嘴内壁进行等离子体处理，则能在不除去喷出面的疏油墨膜的情况下仅仅除去喷嘴内壁的疏油墨膜。
本发明涉及的液滴喷头的制造方法，其中具有在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，将该硅基板与形成了成为喷出室的凹部的腔室基板接合的工序；和将第二支持基板或带子与被接合在该腔室基板上的硅基板剥离的工序。
由于在第二支持基板或带子被粘合在硅基板上的状态下，将该硅基板与腔室基板接合，所以被薄板化的硅基板可以被第二支持基板或带子支持，能够防止硅基板产生破损。
本发明涉及的液滴喷头，是利用上述任何一种液滴喷头的制造方法制造的。
若采用上述的液滴喷头的制造方法，则能够得到一种硅基板不会产生裂纹和缺陷、喷出性能高的液滴喷头。
本发明涉及的液滴喷出装置，其中搭载有上述的液滴喷头。
通过搭载上述的液滴喷头，能够得到一种印字性能等强的液滴喷出装置。
图1是表示本发明实施方式1涉及的液滴喷头的纵剖面图。
图2是从液滴喷出面一侧观察喷嘴基板的俯视图。
图3是表示实施方式1涉及的喷嘴基板的制造工序的纵剖面图。
图4是表示图3的制造工序的后续工序的纵剖面图。
图5是表示图4的制造工序的后续工序的纵剖面图。
图6是表示图5的制造工序的后续工序的纵剖面图。
图7是表示图6的制造工序的后续工序的纵剖面图。
图8是表示接合了腔室基板和电极基板的接合基板的制造工序的纵剖面图。
图9是表示图8的制造工序的后续工序的纵剖面图。
图10是表示搭载了用实施方式1的制造方法得到的液滴喷头的液滴喷出装置一例的立体图。
图中1…液滴喷头，2…腔室基板，3…电极基板，4…喷嘴基板，6…第一喷嘴孔，7…第二喷嘴孔，8…喷嘴，10…液滴喷出面，11…接合面，12…振动板，13…喷出室，14…储槽，15小孔，16…绝缘膜，17…电极，18…油墨供给孔，21…驱动电路，100…液滴喷出装置具体实施方式
实施方式1图1是表示本发明实施方式1涉及的液滴喷头的纵剖面图。其中在图1中示意表示了驱动电路21的部分。而且在图1中，以液滴喷出装置为例，示出了以静电驱动方式驱动的面喷墨型液滴喷头。
本实施方式1涉及的液滴喷头1，主要由腔室(cavity)基板2、电极基板3及喷嘴基板4接合而成。喷嘴基板4由硅制成，例如形成具有圆筒状的第一喷嘴孔6，和与第一喷嘴孔6连通并比第一喷嘴孔6直径大的圆筒状第二喷嘴孔7的喷嘴8。第一喷嘴孔6形成得在液滴喷出面(与腔室基板2的接合面11的反面)上开口，而第二喷嘴孔7形成得在与腔室基板2的接合面11上开口。
另外，喷嘴基板4最好使用单晶硅，以便容易进行后述的所定的加工。
腔室基板2例如由单晶硅制成，形成有多个底壁是振动板12的成为喷出室13的凹部。其中多个喷出室13形成得从图1的纸面前方向里侧平行地排列。而且在腔室基板2上形成有向各喷出室13供给油墨等液滴用储槽14的凹部，和将此储槽14与各喷出室13连通的细沟状的成为节流孔(orifice)15的凹部。在图1所示的液滴喷头1中，储槽14由单一凹部形成，节流孔15对于每个喷出室各形成一个。其中节流孔15也可以在喷嘴基板4的接合面11上形成。
此外，在腔室基板2的全面上，例如用CVD法或热氧化法形成由氧化硅等构成的绝缘膜16(后述的液滴保护膜24等)。这种绝缘膜16能够防止液滴喷头1驱动时的绝缘破坏和冲击，而且还能够防止喷出室13和储槽14内部的液滴对腔室基板2的蚀刻。
在腔室基板2的振动板12侧，接合了例如由硼酸玻璃制成的电极基板3。在电极基板3上形成有与振动板12相对向的多个电极17。这种电极17采用例如溅射ITO(铟锡氧化物)的方式形成。而且在电极基板3上还形成有与储槽14连通的油墨供给孔18。这种油墨供给孔18与被设置在储槽14底壁上的孔连通，以便从外部向储槽14供给油墨等液滴。
另外，当腔室基板2由单晶硅制成，而且电极基板3由硼酸玻璃制成的情况下，能够利用阳极接合而进行腔室基板2与电极基板3的接合。
在此说明图1所示的液滴喷头1的动作。将驱动电路21连接在腔室基板2和每个电极17上。一旦由驱动电路21在腔室基板2与电极17之间施加脉冲电压，振动板12就会向电极17侧弯曲，滞留在储槽14内部的油墨等液滴就会流入喷出室13。而且一旦在腔室基板2与电极17之间没有施加的电压，则振动板就会恢复到原来的位置上，喷出室13的内部压力增高，可以从喷嘴8喷出油墨等的液滴。
另外，在本实施方式1中，虽然示出了静电驱动方式的液滴喷头作为液滴喷头的实例，但是本实施方式1中所示的喷嘴板4的制造方法，也能适用于压电驱动方式和气泡喷射(注册商标)方式等液滴喷头。
图2是从液滴喷出面10侧观察喷嘴基板4时的俯视图。如图2所示，第一喷嘴孔6在喷嘴基板4的液滴喷出面10侧上开有多个开口。而且第二喷嘴孔7形成在图2的每个喷嘴孔6的纸面里侧。而且腔室基板2的喷出室13，形成在各第一喷嘴孔6(喷嘴8)上，每个喷出室13都是沿着图2中A-A直线方向细长的。
本实施方式1中，以下主要说明喷嘴基板4的制造方法。其中本实施方式1涉及的液滴喷头1，决定使第一喷嘴孔6与第二喷嘴孔7的中心以高精度一致。这样能够提高从喷嘴8喷出液滴时液滴的直进性。
图3至图9是表示本实施方式1涉及的液滴喷头制造工序的纵剖面图。图3至图7主要表示喷嘴基板4的制造工序，图8和图9表示将腔室基板2与电极基板3接合的接合基板5的制造工序。而且图3至图7还表示沿着图2的A-A直线的纵剖面中的喷嘴8的周边部分。以下说明，最初采用图3至图7的由硅基板30制造喷嘴基板4，将这种喷嘴基板4接合在接合基板上后制成液滴喷头的工序。
首先准备例如厚度25微米的硅基板30，使硅氧化膜31在此硅基板30的全部面上均匀成膜(图3(A))。这种硅氧化膜31，例如通过热氧化装置，在1075℃、氧气和水蒸汽的混合气氛中热氧化4小时的方式形成。
然后在硅基板30的一面上涂布抗蚀剂32，将成为第二喷嘴孔7的部分7a图案化，除去成为第二喷嘴孔7的部分7a的抗蚀剂(图3(B))。而且涂布抗蚀剂32的面后来将变成喷嘴基板4的接合面11。
而且采用将例如氢氟酸水溶液和氟化铵水溶液按照1∶6混合的缓冲液氢氟酸水溶液半蚀刻硅氧化膜31，将成为第二喷嘴孔7的部分7a的硅氧化膜31减薄(图3(C))。而且此时没有形成抗蚀剂32的面上的硅氧化膜31也将变薄。
此后剥离在硅氧化膜31一面上形成的抗蚀剂32(图3(D))。
进而，在成为再度接合面11的面上涂布抗蚀剂33，将成为第一喷嘴孔6的部分6a半蚀刻，除去成为第一喷嘴孔6的部分6a的抗蚀剂33(图4(E))。
然后例如用氢氟酸水溶液和氟化铵水溶液按照1∶6混合的缓冲液氢氟酸水溶液、半蚀刻硅氧化膜31，除去将成为第一喷嘴孔6的部分6a的硅氧化膜31(图4(F))。而且此时没有形成抗蚀剂33的面上的硅氧化膜31也全部被除去。
此后剥离在图4(E)工序中形成的抗蚀剂33(图4(G))。
进而利用ICP(感应耦合等离子体)放电的干蚀蚀刻法，从成为第一喷嘴孔6的部分6a进行各向异性蚀刻，例如形成深度25微米的凹部6b(图4(H))。而且这种凹部6b是成为第一喷嘴孔6的凹部6c的前身(参照图5(J))。作为这种各向异性蚀刻用蚀刻气体，可以交替使用C4F8和SF6。此时使用C4F8的目的是保护凹部6b的侧面、使得蚀刻不向凹部6b的侧面方向进行，而使用SF6的目的是促进蚀刻朝着凹部6b的垂直方向进行。
然后将硅氧化膜31半蚀刻，除去成为第二喷嘴孔7的部分7a的硅氧化膜31(图5(I))。此时硅氧化膜31的其他部分也将变薄。
而且再次采用ICP放电的干式蚀刻法，从成为第二喷嘴孔7的部分7a(包括凹部6b)进行各向异性干式蚀刻、例如仅达40微米深处，形成成为第一喷嘴孔6的凹部6c和成为第二喷嘴孔7的部分7b(图5(J))。
此后例如用氢氟酸水溶液将在硅基板30上残留的硅氧化膜31全部除去后，在硅基板30的全部表面上使厚度例如0.1微米的硅氧化膜34均匀成膜(图5(K))。这种硅氧化膜34，例如可以采用热氧化装置在1000℃温度下和氧气气氛中进行2小时热氧化的方式形成。其中在图5(K)中由于是采用热氧化法使硅氧化膜34成膜，所以在成为第一喷嘴孔6的凹部6c及成为第二喷嘴孔7的凹部7b的内壁上也能均匀形成硅氧化膜34。
接着，例如在由玻璃等透明材料制成的第一支持基板40的一面上旋涂剥离层41，并在其上旋涂树脂层42。而且将旋涂了第一支持基板40的剥离层41和树脂层42的一面，与硅基板30的形成了成为第二喷嘴孔7的凹部7b等的一面相对(面对面)，通过使树脂层42固化将第一支持基板40与硅基板30贴合(图6(L))。而且在图6和图7中，硅基板的朝向从图3至图5上下相反。
以下说明图6(L)的工序中的剥离层41和树脂层42。
剥离层41，是经过激光等光照射将使剥离层41和硅基板31的界面上产生剥离(叫作层内剥离或界面剥离)的层(参见图7(P))。也就是说，剥离层41，通过接受一定强度的光后能使构成剥离层41的材料原子或分子之间的结合力消失或减弱，从而产生烧蚀(ablation，切除或除去)。剥离层41一旦接受一定强度的光，则构成剥离层41的材料成分因变成气体而引起剥离。由此，在以后图7(P)的工序中能将第一支持基板40从被薄板化的硅基板30(喷嘴基板4)上取出。
另外，第一支持基板40最好采用透过光的玻璃等制成的。由此，当将第一支持基板40与硅基板30剥离时，能够从第一支持基板40的背面(硅基板30接合面的反面)对剥离层41照射光，赋予充分的剥离能量。
构成剥离层41的材料，只要是具有上述功能的就无特别限定，例如可以举出非晶形硅(a-Si、无定形硅)、氧化硅、硅酸化合物，或氮化硅、氮化铝、氮化钛等氮化物陶瓷，由光线照射而切断原子间价键的有机高分子材料，或者铝、锂、钛、锰、铟、锡、钇、镧、铈、钕、镨、钆、钐等金属，或者至少含有上述一种以上金属的合金等。这些材料中作为剥离层41的构成材料，优选采用非晶形硅，更优选这些非晶形硅中还含有氢的。通过采用这种材料，当剥离层41接受光的情况下可以释放出氢，在剥离层41中产生内压，因而能够促进剥离。这种情况下剥离层41中的氢含量，优选处于2重量％以上，更优选处于2～20重量％范围内。
另外树脂层42是吸收硅基板30上的凹凸，而且将硅基板30与第一支持基板40接合用的。作为树脂层42的构成材料，只要是具有使硅基板30与第一支持基板40接合的功能的、就无特别限制，例如可以采用热固性粘接剂或光固化性粘接剂等固化性粘接剂。而且树脂层42优选以耐干式蚀刻性强的材料作为主要材料。
本实施方式1中虽然作为单独层形成了剥离层41和树脂层42，但是这些层例如也可以由一层构成。这一点例如通过形成一种具有硅基板30与第一支持基板40接合功能，而且在光能或热能作用下具有引起剥离功能的层的方式实现。其中关于具有这种功能的材料，可以参照特开2002-373871号公报中公开的那些。
这里返回图6的制造工序，将硅基板30与第一支持基板40接合后，从硅基板30的接合了第一支持基板40面的反面进行研磨加工，将硅基板30薄板化至成为第一喷嘴孔6的凹部6c附近为止。而且通过采用以CF4或CHF3等作为蚀刻气体的干式蚀刻法将成为第一喷嘴孔6的凹部6c端部的硅氧化膜34除去，使喷嘴8贯通(图6(M))。其中当贯通喷嘴8时也可以采用CMP装置除去成为第一喷嘴孔6的凹部6c端部的硅氧化膜34，但是由于CMP加工后必须水洗除去喷嘴8内部的研磨剂，所以优选采用干式蚀刻法进行。而且为将硅基板30薄板化，例如还可以以SF6作为蚀刻气体进行干式蚀刻。
其次在硅基板30的接合了第一支持基板40面的反面上，利用溅射装置形成由氧化硅构成的耐油墨保护膜35。在本实施方式1中，为形成耐油墨保护膜采用ECR(Electron Cyclotron Resonance)溅射装置等常温溅射装置。这是因为若采用ECR溅射装置形成致密的耐油墨保护膜，则能够防止树脂层42因热而劣化的缘故。其中若采用树脂层42不会劣化的温度(大约200℃以下)，则也可以采用其他装置和其他方法形成耐油墨保护膜35。
而且采用例如蒸镀法或浸涂(浸渍)法在硅基板30的耐油墨保护膜35的表面上形成疏油墨膜36(图6(N))，可以使用含有氟原子的疏油墨材料作为疏油墨膜的材料。在此阶段硅基板309本身的加工结束，制成喷嘴基板4。
然后，与图6(L)的工序同样，例如在由玻璃等透明材料制成的第二支持基板50的一面上旋涂薄膜层51，再于其上旋涂树脂层52。而且通过将旋涂了第二支持基板50的剥离层51和树脂层52的面，与硅基板30的粘合了第一支持基板40的面的反面相对粘合，将树脂层52固化，将第二支持基板50与硅基板30粘合在一起。然后，从第一支持基板40一侧照射激光光线，将第一支持基板40与剥离层41的部分剥离，进而缓缓地将树脂层42与硅基板剥离。此时，将树脂层42从硅基板30的外周部剥下。
接着通过等离子体处理，从第二喷嘴孔7一侧除去附着在第一喷嘴孔6和第二喷嘴孔7的内壁上的疏油墨膜36(图7(P))。另外，附着在第一喷嘴孔6和第二喷嘴孔7的内壁上的疏油墨膜36，是在上述的图6(N)的工序中形成疏油墨膜36时形成的。这种等离子体处理时，由于疏油墨膜36由树脂层52所保护，所以可以仅仅除去附着在第一喷嘴孔6和第二喷嘴孔7的内壁上的疏油墨膜36。
然后在硅基板30(喷嘴基板4)的第二支持基板的粘合面的反面上转印粘接剂等形成粘接剂层，将接合了电极基板3的腔室基板2，与硅基板30接合(图7(Q))。
此后与图7(P)的工序同样，从第二支持基板50一侧照射激光光线，将第二支持基板50与剥离层51的部分剥离，缓缓地将树脂层52从硅基板30上剥下。此时与图7(P)的工序同样，应当从硅基板30的外周部分将树脂层52剥下。
最后利用切片(切断)法分离接合了例如腔室基板2、电极基板3和喷嘴基板4的接合基板，制成液滴喷头1。
而且在从上记图6(L)至图7(Q)的工序中，也可以采用切片带子等带子代替第一支持基板40和第二支持基板50。但是由于经过薄板化的硅基板30与仅有带子的硅基板30之间的变形大，所以最好用真空吸附夹具等保持带子的粘合面。
图8和图9是表示接合了腔室基板2和电极基板3的接合基板制造工序的纵剖面图。以下简要说明接合了腔室基板2和电极基板3的接合基板制造工序。另外，腔室基板2和电极基板3的制造方法，并不限于图8和图9所示的那些方法。
首先，使用例如以金·铬的蚀刻掩膜、由氢氟酸，对由硼硅酸玻璃等构成的玻璃基板进行蚀刻，形成凹部19。而且该凹部19是其形状比电极17稍大的沟槽状，并形成多个。
而且在凹部19的内部，例如用溅射法形成由ITO(铟锡氧化物)构成的电极17。
然后用钻头等形成作为油墨供给孔18的孔部分18a，制成电极基板3(图8(a))。
然后，将硅基板2a的两面镜面研磨至例如525微米厚度之后，利用等离子体CVD(化学气相沉积)法在硅基板2a的一面上形成由TEOS(四乙基原硅酸酯)构成的0.1微米厚的硅氧化膜22(图8(b))。而且也可以在形成硅氧化膜22之前，形成终止蚀刻用的硼涂层。通过由硼涂层形成振动板12，能够形成厚度精度高的振动板12。
接着将图8(b)所示的硅基板2a与图8(a)所示的电极基板3例如加热至360℃，将阳极、阴极分别连接在硅基板2a和电极基板3上，施加800V左右的电压进行阳极接合图8(c)。
将硅基板2a与电极基板3阳极接合后，通过用氢氧化钾水溶液等蚀刻图3(c)工序中得到的接合基板，将硅基板2a的全体薄层化至例如140微米厚度(图8(d))。
然后利用等离子体CVD法在硅基板2a的上面(接合了电极基板3的面的反面)的全面上形成例如厚度1.5微米的TEOS膜。
而且将在此TEOS膜上形成成为喷出室13的凹部13a、成为储槽14的凹部14a和成为小孔15的凹部15a等部分用的抗蚀剂图案化，蚀刻除去此部分的TEOS膜。
其后通过用氢氧化钾水溶液蚀刻硅基板2a，形成成为喷出室13的凹部13a、成为储槽14的凹部14a和成为小孔15的凹部15a(图9(e))。此时，形成电极的部分23也事先蚀刻成薄板化。而且在图9(e)的湿法蚀刻工序中，例如开始使用35重量％的氢氧化钾水溶液，然后可以使用3重量％的氢氧化钾水溶液。这样能够抑制振动板12的表面粗化。
硅基板2a的蚀刻结束后，利用氢氟酸水溶液蚀刻接合基板，除去在接合基板上形成的TEOS膜。而且对将成为油墨供给孔18的孔部分18a实施激光加工，使油墨供给孔18将电极基板3贯通。
接着在形成了将成为硅基板2a的喷出室13的凹部13a等的面上，例如采用CVD法形成由TEOS等构成的、例如厚度0.1微米的液滴保护膜24(图9(g))。
然后通过RIE(活性离子蚀刻)等将电极取出部分23接通。而且对硅基板2a进行机械加工或激光加工，将油墨供给孔18贯通至成为储槽14的凹部14a为止。这样制成将腔室基板2与电极基板3接合的接合基板5。
而且在电极取出部分23上也可以涂布使振动板12与电极17之间的空间密封用的密封剂(未图示)。
本实施方式1中，将硅基板30的一面蚀刻而形成成为喷嘴8的凹部，在成为喷嘴8的凹部的形成面上粘合第一支持基板40，从粘合了第一支持基板40的面的反面将硅基板30薄板化，所以在形成成为喷嘴8的凹部时能够使用厚的硅基板30。因而能够防止硅基板30产生裂纹或缺陷。而且由于没有对薄板化后的硅基板30进行加工的工序，所以能够有效地防止在硅基板30上产生裂纹或缺陷。
此外，由于在厚的硅基板30上以非贯通状态形成成为喷嘴8的凹部，所以能够防止因氦气泄漏到加工面侧导致的不能蚀刻的情况。
而且由于在硅基板30上粘合第二支持基板50，对已薄板化的硅基板30与腔室基板2进行接合等，所以能够防止硅基板30产生裂纹或缺陷。
实施方式2图10是表示搭载了实施方式1的制造方法得到的液滴喷头的液滴喷出装置的一例的立体图。图10所示的液滴喷出装置100是一般的喷墨打印机。
实施方式1中得到的液滴喷头1，如上所述由于没有裂纹和缺陷，所以液滴喷出装置100是喷出性能优良的装置。
而且，用实施方式1的制造方法得到的液滴喷头1，除图10所示的喷墨打印机以外，在对液滴作出各种变更的情况下，也能用于制造液晶显示器的滤色片、形成有机EL显示装置的发光部分、生物体液体的喷出等。
而且用实施方式1的制造方法得到的液滴喷头1，也能够在压电驱动方式的液滴喷出装置和气泡喷射(注册商标)方式的液滴喷出装置中使用。
另外，本发明的液滴喷头的制造方法、液滴喷头及液滴喷出装置，并不限于本发明的实施方式，可以在本发明思想的范围内作出各种变更。例如仅用第一支持基板40而不使用第二支持基板50的情况下，也能制造喷嘴基板4。
权利要求
1.一种液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中具有通过对硅基板的一面进行蚀刻，形成成为喷嘴的凹部的工序；在形成有成为所述硅基板的所述喷嘴的凹部的面上粘合支持基板的工序；从所述硅基板的粘合了所述支持基板面的反面，将所述硅基板薄板化的工序；和将所述硅基板薄板化后，将所述支持基板与所述硅基板剥离的工序。
2.根据权利要求1所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中在形成成为所述喷嘴的凹部的工序中，形成成为第一喷嘴孔的凹部，和与所述第一喷嘴孔连通，比所述第一喷嘴孔直径大的成为第二喷嘴孔的凹部。
3.根据权利要求1或2所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中，通过干式蚀刻法形成成为所述喷嘴的凹部。
4.根据权利要求1～3的任一项中所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中在将所述支持基板在所述硅基板上粘合之前，通过热氧化法在所述硅基板上形成硅氧化膜。
5.根据权利要求1～4的任一项中所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中在将所述硅基板薄板化的工序中，通过干式蚀刻法使所述喷嘴与硅基板贯通。
6.根据权利要求1～4的任一项中所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中在将所述硅基板薄板化的工序中，通过CMP法使所述喷嘴与硅基板贯通。
7.根据权利要求1～6的任一项中所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中在将所述硅基板薄板化后，具有在所述硅基板的被薄板化的侧面上形成耐油墨保护膜和疏油墨膜的工序。
8.根据权利要求7所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中通过常温溅射法形成所述耐油墨保护膜。
9.根据权利要求7或8所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中具有在所述硅基板的耐油墨保护膜及疏油墨膜的形成面上粘合第二支持基板或带子的工序；和当所述第二支持基板或带子被粘合在所述硅基板上的状态下，将所述支持基板剥离的工序。
10.根据权利要求9所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中在所述第二支持基板或带子被粘合在所述硅基板上的状态下，对所述喷嘴内壁进行等离子体处理。
11.根据权利要求9或10所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中具有在所述第二支持基板或带子被粘合在所述硅基板上的状态下，将该硅基板与形成了成为喷出室的凹部的腔室基板进行接合的工序；和将所述第二基板或带子与接合在该腔室基板上的硅基板进行剥离的工序。
12.一种液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中具有通过对硅基板的一面蚀刻，形成成为喷嘴的凹部的工序；在形成了成为所述硅基板的所述喷嘴的凹部的面上粘合第一支持基板的工序；从所述硅基板的粘合了所述第一支持基板面的反面，将所述硅基板薄板化的工序；在所述硅基板的被薄板化侧的面上，粘合第二支持基板或带子的工序；和在所述第二支持基板或带子被粘合在所述硅基板上的状态下，剥离所述第一支持基板与所述硅基板的工序。
13.根据权利要求12所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于，其中在所述第二支持基板或带子被粘合在所述硅基板上的状态下，对所述喷嘴内壁进行等离子体处理。
14.根据权利要求12或13所述的液滴喷头的制造方法，其特征在于其中具有在所述第二支持基板或带子被粘合在所述硅基板上的状态下，将该硅基板与形成了成为喷出室的凹部的腔室基板进行接合的工序；和将所述第二支持基板或带子与被接合在该腔室基板上的硅基板进行剥离的工序。
15.一种液滴喷头，其特征在于是利用权利要求1～14的任一项中所述的液滴喷头的制造方法制造的。
16.一种液滴喷出装置，其特征在于，其中搭载有权利要求15所述的液滴喷头。
全文摘要
提供一种制造中硅基板不会产生裂纹或缺陷，而且成品率也高的液滴喷头的制造方法。本发明的液滴喷头的制造方法，具有对硅基板(30)的一面蚀刻，形成成为喷嘴(8)的凹部的工序；在形成有成为硅基板(30)的喷嘴(8)的凹部的面上粘合支持基板(40)的工序；从硅基板(30)的粘合了支持基板(40)面的反面将硅基板(30)薄板化的工序；和在硅基板薄板化后将支持基板(40)与硅基板(30)剥离的工序。
文档编号C23F1/24GK1785674SQ20051013104
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月7日 优先权日2004年12月8日
发明者荒川克治, 松本康享 申请人:精工爱普生株式会社