喷墨头和喷墨头的制造方法技术

一种喷墨头的制造方法，所述喷墨头是在基板上设置喷墨压力产生元件，在与喷墨压力产生元件相对的板侧设置喷出口，使油墨内部产生气泡，从该喷出口喷出油墨， 其特征在于有以下步骤： 在陶瓷基板上形成成为油墨供给口的贯通孔的步骤、 在该贯通孔内熔融填充材料、填充的步骤、 使被填充材料填充的基板的贯通孔部分平坦化的步骤、 在贯通孔部分被平坦化的基板表面上层叠氮化硅膜的步骤、 在该氮化硅膜上层叠高热传导材料层的步骤、 在该高热传导材料层上形成所述喷墨压力发生元件的步骤、 在具有所述喷墨压力产生元件的基板上形成具有喷出口的油墨喷出部分的步骤、 和从有该油墨喷出部分的基板除去所述填充材料的步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过从外部给液体施加能量，喷出所希望的液体的。
技术介绍
已知的喷墨记录方法是通过给油墨施加热等能量，促使其产生气泡，利用这种体积变化从喷出口喷出油墨，附着在记录介质上形成图像。喷墨方式中，已知的喷墨头形态是相对于基板垂直喷出油墨的侧喷型(side-shooter-type)。关于侧喷型喷墨头，特开平4-10940号公报已经公开了为了从基板里面向表面的喷出压产生元件供给油墨，在单晶Si基板上用各向异性腐蚀法打开贯通的油墨供给口的构成。过去的侧喷型喷墨头是利用单晶Si在不同面的腐蚀速度不同的各向异性腐蚀法，通过从基板里面腐蚀油墨供给口形成。因此基板就只限定于是Si的单结晶基板，制作的喷墨头的大小也受单结晶基板大小的制约。此外Si的各向异性腐蚀需要花费7～116小时的长时间也是问题。因此用除硅以外的材料作为基板，本专利技术人首先提出了在铝上层叠硅，具有良好的热传导性和低成本的兼顾的技术。(特开平1-49662号公报)使用该基板，据认为可以降低成本和缩短加工时间。尽管如此，使用特开平1-49662号公报公开的基板，形成贯通孔时，有贯通孔周边的硅层剥离的情况。
技术实现思路
因此，本专利技术人为解决上述的问题完成了以下的构成。即喷墨头用基板具有喷墨用的油墨喷出压力产生元件，是具有贯通孔的陶瓷基板、和在该陶瓷基板的所述元件形成侧层叠氮化硅膜、和在该氮化硅膜上层叠高热传导材料层的喷墨头用基板。此外，喷墨头，其特征在于具有带有作为油墨供给口的贯通孔的陶瓷基板、在该陶瓷基板的所述元件形成侧层叠的氮化硅膜、在该氮化硅膜上层叠的高热传导材料层、在该高热传导材料层上层叠的蓄热层、在该蓄热层上形成的喷墨用的油墨喷出压力发生元件、在该油墨喷出压力发生元件上形成的喷墨口、和连通该喷墨口与所述油墨供给口的油墨流路。进而，喷墨头的制造方法，是在基板上设置油墨喷出压力产生元件，在与油墨喷出压力产生元件相对的板侧上设置喷出口，使油墨内部产生气泡，从该喷出口喷出墨。其特征在于具有在陶瓷基板上形成构成油墨供给口的贯通孔的步骤、在该贯通孔内熔融填充材料的填充步骤、使被填充材料填充的基板的贯通孔部分平坦化的步骤、在贯通孔部分被平坦化的基板表面上层叠氮化硅膜的步骤、在该氮化硅膜上层叠高热传导材料层的步骤、在该高热传导材料层上形成所述喷墨压力产生元件的步骤、在有所述喷墨压力产生元件的基板上形成有喷出口的油墨喷出部分、和从有该油墨喷出部分的基板除去所述填充材料的步骤。本专利技术提供一种喷墨头用的基板，在价廉的陶瓷基板上开贯通孔，用耐热性填充材料添埋使平坦化，在氮化硅膜表面上层叠热传导性优良的硅而能够耐受CVD等高温步骤。附图的简单说明附图说明图1本专利技术喷墨头基础基板的概略图。图2图1的其它侧面示意图。图3本专利技术喷墨头的步骤流程示意图。图4续图3，本专利技术喷墨头的步骤流程示意图。图5 续图4，本专利技术喷墨头的步骤流程示意图。图6续图5，本专利技术喷墨头的步骤流程示意图。图7续图6，本专利技术喷墨头的步骤流程示意图。图8续图7，本专利技术喷墨头的步骤流程示意图。图9本专利技术喷墨头基板的平面图。图10本专利技术喷墨头步骤过程的概略示意图。图11本专利技术喷墨记录头的步骤流程图。图12续图13，本专利技术喷墨记录头的步骤流程示意图。图13续图14，本专利技术喷墨记录头的步骤流程示意图。图14续图15，本专利技术喷墨记录头的步骤流程示意图。图14续图15，本专利技术喷墨记录头的步骤流程示意图。图15续图16，本专利技术喷墨记录头的步骤流程示意图。图16续图17，本专利技术喷墨记录头的步骤流程示意图。图17本专利技术基板的概略图。图18本专利技术喷墨记录头基板的概略示意图。专利技术的具体实施例方式以下用图对本专利技术进行详细的说明。图1是本专利技术所示的实施方式例的喷墨头基础基板的模式图。此外，图3(1)～图8(2)和图10(2)是说明本专利技术的喷墨记录喷嘴步骤的步骤说明图。图1中，基板101是用SiC、氧化铝、氮化铝、玻璃等的陶瓷等。为了从里面供给油墨在基板的中心部开通贯通孔102。如果喷墨头喷嘴的排列宽度扩大，此供给口的基板中心竖直断裂，使基板强度下降。因此将本实施方式如图2(图1的侧面图)的供给口分割成多个，在内部设置横梁105增加强度。此时为了不使横梁上部106(喷墨压产生元件形成面侧)阻挡油墨流路，设计成连续的沟形状。可以用切粒、激光加工对此供给口进行加工。加工后的油墨供给口因为有必要通过在其后高温空气中的薄膜工序，所以用高耐热性的材料填埋。此填充材料可以用耐热性优良、优选与基板的线膨胀系数比较接近的材料。这样的材料可以举出者例如Si、Ge、Sn或其合金等。此外也可以使用耐热性聚亚胺或耐热性聚胺之类树脂等。例如用无机材料为填充材料填充时按下述方法进行。首先，将基板放置在如图10(2)的加热用表面平坦的舟404上，在形成的供给口内填充上述无机材料403的粉末。然后加热到无机填充材料的熔点以上，无机材料多晶化同时在供给口内的填充状态密实。其后用研磨等将填埋凸起部研磨平坦。本专利技术人用以下实验确认了上述基板的有效性。在陶瓷基板401上通过机械加工钻孔。为了塞住油墨供给口402，进行如图10的实验。如(2)所示向与加热用的碳舟404密合的基板的油墨供给口填充粒径50μm以下的粉末状Si403，加热舟的空气温度达到1500℃，向供给口内填充多晶Si。用粒径1μm的胶质二氧化硅研磨与舟接触的侧面405，制成平坦的基板表面407。基板表面的供给口上没有出现超过5000埃的大空隙。与实验1同样的构成，填充剂改成Ge的粉末进行实验。熔融温度980℃，供给口用Ge紧密填充，研磨后舟侧的表面408上没有出现超过5000埃的大空隙。用上述实验确认了这样的填充材料适用于本专利技术。然后在这样的基板上，用CVD法或溅射法等层叠氮化硅膜，制得腐蚀停止层205。层叠的腐蚀停止膜的总膜厚一般为5000埃～3μm，优选8000～25000埃，最优选1μm～2μm。被层叠的腐蚀停止层膜的总应力一般在2×10-9dyne/cm2以下，更优选1.8×10-9dyne/cm2以下，最优选1.5×10-9dyne/cm2以下。此腐蚀停止层的氮化硅膜可以起到防止高热传导性材料层剥离的作用。如果只作为能保持良好的粘附性，将高热传导性材料层的热很好地传导到陶瓷基板上的材料，除氮化硅膜外还可以使用碳化硅膜或部分金属，但因为对这些膜的膜应力控制非常困难，所以实质上很难象氮化硅膜那样防止高热传导材料层的剥离。用CVD法或熔融涂布法层叠多晶硅层206作为高热传导材料层。为了使喷墨元件的热散出，层叠10～40μm。此高热传导材料层可用热传导优良的多晶硅、掺杂的N型多晶硅、钨或SiC等。用CVD法或溅射法等层叠SiN、SiO2膜形成图形，形成蓄热层207。在其上层叠Al或Cu和其合金形成图形，形成下层布线电极208。用等离子体CVD等层叠SiN或SiON、SiO2等的膜形成层间绝缘膜209。进而在层间绝缘膜上形成接触孔210。与油墨供给口组合，形成了作为油墨喷出压力产生元件的加热器部分212。用溅射法或真空蒸镀等层叠Ta、TaN、TaNSi等金属膜形成图形，作为加热器材料。进而同样地用Al、Mo、Ni、Cu等的金属膜形成作为电供给用的上层电极211。为了提高加热器的耐久性，用等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：德永博之，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：