喷墨头基片和喷墨头及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种喷墨头基片和喷墨头及其制造方法。该喷墨头基片的制造方法包括在硅基片中形成供墨口，该方法包括：在基片的一面形成蚀刻掩模层的步骤，该蚀刻掩模层在与供墨口相对应的位置处具有开口；沿开口的长度方向形成至少两行通过蚀刻掩模层的开口的未穿透孔的步骤；以及通过在开口中对基片进行晶体各向异性蚀刻来形成供墨口的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过喷墨在记录介质上进行记录的喷墨记录头芯片的制造方法和喷墨记录头的制造方法。
技术介绍
已知在用于产生喷墨压力的元件之上进行喷墨的类型的喷墨头有很长时间了(以下，可以将该类型的喷墨头称为侧射头)。这种类型的喷墨头设有基片和位于该基片的其中一个主表面上的喷墨能量产生部。通过通孔，从背面即与具有喷墨能量产生部的表面相对的基片表面，向喷墨能量产生部供墨。在美国专利No.6,143,190中公开了这种类型喷墨头的其中一种制造方法。更具体地，该专利公开了用于防止形成上述通孔(公共输墨通道)直径不均匀的喷墨记录头芯片的喷墨头制造方法，该制造方法由以下步骤组成(a)在与通孔位置相对应的基片的表面区域，形成能够横穿所选区域进行蚀刻的牺牲层的步骤；(b)形成抗蚀刻的钝化层的步骤，该钝化层以覆盖牺牲层的方式形成；(c)形成蚀刻掩模层的步骤，该掩模层具有位置与基片背面的多条牺牲层相对应的孔；(d)通过开口各向异性地(相对于晶轴)蚀刻基片直到暴露多条牺牲层为止的步骤；(e)从通过蚀刻基片的步骤所暴露的面，将多条牺牲层蚀刻掉的步骤；(f)通过除去位置与通孔相对应的钝化层部分而完成通孔的步骤。此外，美国专利No.6,107,209公开了一种用于各向异性地蚀刻表面方位序号(surface a zimuthal index)为100的硅(由硅形成的基片)的方法。该各向异性蚀刻方法的特征在于，在蚀刻硅基片之前，对硅基片进行热处理，使得由蚀刻所产生的各凹槽(cavity)(公共输墨通道)的横截面的形状类似于“<>”。此外，美国专利No.6,805,432公开了另一种喷墨记录头的制造方法。根据该方法，通过置于基片背面的掩模对硅基片进行干蚀刻，然后，使用相同的掩模对基片进行各向异性蚀刻。该制造方法也可以产生横截面的形状同样类似于“<>”的公共输墨通道。这些形成具有“<>”形横截面的凹槽(公共输墨通道)的制造方法的优点在于它们可以制造如下喷墨记录头，该喷墨记录头的基片实际上小于，更具体地说是实际上窄于使用根据现有技术的喷墨记录头制造方法制造的喷墨记录头。在喷墨记录头领域，尤其是在使用多色记录头的喷墨记录设备的领域中，希望制造出基片比使用上述方法制造的喷墨记录头芯片的基片还要小的喷墨记录头芯片，其中该多色记录头的基片设有多个用于一对一地输送多种不同颜色的墨的公共输墨通道。然而，在美国专利No.6,107,209中公开的方法在从基片的底面到公共输墨通道的“<>”形横截面的顶点的距离方面受到限制。此外，当使用该方法时，各公共输墨通道被加工成的横截面形状受硅基片的氧浓度的影响，从而使得难以可靠地(精确地)大量生产喷墨记录头芯片。另一方面，在美国专利No.6,805,432所公开的方法中，用于干蚀刻的掩模也用于湿蚀刻。因此，当使用该方法时，公共输墨通道的宽度由基片背面的掩模的孔的开口宽度和干蚀刻基片的深度决定。因此，为了形成开口窄的公共输墨通道，即所谓的窄公共输墨通道，需要增大干蚀刻基片的深度。因此，由于通过干蚀刻在硅基片中形成孔比通过湿蚀刻要花费更多的时间，所以该方法的问题在于其制造效率较低。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是提供一种喷墨记录头芯片制造方法，用于以比根据现有技术的喷墨记录头芯片制造方法更高水平的精度、更可靠地大量生产喷墨记录头芯片。更具体地，本专利技术的主要目的是与根据现有技术的方法相比，以实际上更高水平的精度和实际上更短的时间长度制造喷墨记录头芯片，该喷墨记录头芯片的公共输墨通道实际比通过使用根据现有技术的喷墨记录头芯片制造方法制造的喷墨记录头芯片的公共输墨通道窄。根据本专利技术的一个方面，提供一种喷墨头基片的制造方法，其包括在硅基片中形成供墨口，所述方法包括在所述基片的一面形成蚀刻掩模层的步骤，所述蚀刻掩模层在与供墨口相对应的位置处具有开口；沿所述开口的长度方向形成至少两行通过所述蚀刻掩模层的所述开口的未穿透孔的步骤；以及通过在所述开口中对所述基片进行晶体各向异性蚀刻来形成所述供墨口的步骤。根据本专利技术的另一方面，提供一种喷墨头的硅基片，其具有供墨口，所述基片包括在所述基片的一面形成的蚀刻掩模层，其具有与所述供墨口的部分相对应的开口；未穿透孔，其沿所述开口的长度方向，在所述开口中形成至少两行。根据本专利技术的另一方面，提供一种喷墨头的硅基片的制造方法，包括在硅基片中形成供墨口，所述方法包括制备上述述硅基片；通过所述开口进行晶体各向异性蚀刻形成所述供墨口的步骤。根据本专利技术的另一方面，提供一种喷墨头的制造方法，所述喷墨头具有用于喷射墨的喷射出口、用于产生喷射墨的能量的能量产生元件、用于提供墨的供墨口和连通所述供墨口和所述喷射出口的流路，所述方法包括制备上述硅基片的步骤；形成以下组件的步骤，在该组件中在具有所述能量产生元件的所述硅基片的一面上形成所述流路和所述喷射出口。根据本专利技术的另一方面，提供一种喷墨头，其包括硅基片，其上设有用于产生喷射墨的能量的能量产生元件、以及多个用于向所述能量产生元件提供墨的供墨口；喷墨出口；流路形成组件，用于形成使所述喷墨出口和所述供墨口相互连通的墨流路，其中，所述供墨口具有的横截面形状为沿所述供墨口排列的方向测量的每个所述供墨口的宽度从所述硅基片的背面的所述供墨口的开口到预定深度的位置增大，然后朝向所述硅基片的正面减小，在所述深度处具有最大宽度，其中所述供墨口中的相邻供墨口的所述深度互不相同。本专利技术使得可以以实际上较高水平的效率、可靠地大量制造喷墨记录头芯片。考虑到以下结合附图对本专利技术优选实施例的说明，本专利技术的这些和其它目的、特征和优点将变得更明显。附图说明图1是本专利技术的其中一个优选实施例中的喷墨记录头芯片的一部分的透视图。图2是可应用本专利技术第一实施例中的喷墨记录头芯片制造方法的典型喷墨记录头芯片的前体(precursor)的剖视图。图3是示出本专利技术第一实施例中的喷墨记录头芯片制造方法的步骤(a)～(d)的剖视图。图4是喷墨记录头芯片的剖视图，该喷墨记录头芯片仅具有单行平行于公共输墨通道的长度方向且用于形成公共输墨通道的导向孔(pilot hole)。图5a是示出包含图3所示的步骤(a)～(d)的第一实施例中的喷墨记录头芯片制造方法的步骤(a)～(d)的剖视图。图5b是示出包含图3所示的步骤(a)～(d)的第一实施例中的喷墨记录头芯片制造方法的步骤(e)～(h)的剖视图。图6是在图5b所示的步骤(f)中的导向孔刚刚形成之后的基片背面的平面图。图7是本专利技术第二实施例中的喷墨记录头芯片的剖视图。图8是使用根据不形成导向孔的现有技术的制造方法形成的喷墨记录头芯片的剖视图。图9是喷墨记录头芯片的剖视图，该喷墨记录头芯片的基片具有多个垂直横截面的顶点位置不同的公共输墨通道。图10a是示出在本专利技术的第二实施例中用于生产图9所示的喷墨记录头芯片的喷墨记录头芯片制造方法的步骤(a)～(d)的示意图。图10b是示出用于生产图9所示的喷墨记录头芯片的喷墨记录头芯片制造方法的步骤(e)～(h)的示意图。图11是在图10a(b)中所示的喷墨记录头芯片的前体的背面的平面图。图12是在图10b(f)中所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨头基片的制造方法，其包括在硅基片中形成供墨口，所述方法包括：　　　　在所述基片的一面形成蚀刻掩模层的步骤，所述蚀刻掩模层在与供墨口相对应的位置处具有开口；　　　　沿所述开口的长度方向形成至少两行通过所述蚀刻掩模层的所述开口的未穿透孔的步骤；以及　　　　通过在所述开口中对所述基片进行晶体各向异性蚀刻来形成所述供墨口的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂井稔康，小山修司，小野贤二，山室纯，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]