单晶硅基板、液体喷头以及单晶硅基板的制造方法技术

本发明专利技术涉及单晶硅基板、液体喷头以及单晶硅基板的制造方法，制造一种小型且高分辨率的液体喷头。一种至少一部分构成液体的流路的单晶硅基板(20)，具备：第一贯通孔(21)，具有相对于单晶硅基板(20)的基板面(20a)以及(20b)倾斜的倾斜侧壁(21a)；以及第二贯通孔(22)，构成流路(51)，并且由相对于基板面(20a)以及(20b)比倾斜侧壁(21a)更接近垂直的垂直侧壁(22a)构成侧壁，第一贯通孔(21)由结晶各向异性蚀刻形成，第二贯通孔(22)由金属辅助化学蚀刻形成。成。成。

【技术实现步骤摘要】
单晶硅基板、液体喷头以及单晶硅基板的制造方法


[0001]本专利技术涉及单晶硅基板、液体喷头以及单晶硅基板的制造方法。

技术介绍

[0002]一直以来使用各种硅基板。这样的硅基板优选用于喷出作为液体的油墨的喷墨头等各种液体喷头。作为具备这样的硅基板的液体喷头，例如在专利文献1中公开了一种具备能够由硅等形成的流路基板以及密封基板的液滴喷头。
[0003]专利文献1：日本特开2007
‑
62035号公报
[0004]作为液体喷头，优选小型且高分辨率的液体喷头。在此，就专利文献1的液滴喷头而言，在作为密封基板的贮存器形成基板上，设置有作为配置与压电元件导通的布线的贯通孔的第一开口部，和作为油墨贮存器的贯通孔。在此，第一开口部以及油墨贮存器都是通过使用了氢氧化钾作为蚀刻液的各向异性蚀刻而形成的。如果由这样的方法形成贯通孔，则贯通孔的侧面相对于基板面形成斜面。因此，可以说：作为第一贯通孔的第一开口部的侧面如图所示，相对于贮存器形成基板的基板面明显地形成了斜面，并且作为第二贯通孔的油墨贮存器的侧面也相对于贮存器形成基板的基板面而形成了斜面。然而，如果使第一贯通孔和第二贯通孔都采用侧面形成斜面的结构，则必须将基板面构成得较宽，存在液体喷头大型化并且喷嘴间的间距变宽而低分辨率化的可能性。

技术实现思路

[0005]因此，用于解决上述技术问题的本专利技术所涉及的单晶硅基板是一种至少一部分构成液体的流路的单晶硅基板，其特征在于，具备：第一贯通孔，具有相对于所述单晶硅基板的基板面倾斜的倾斜侧壁；以及第二贯通孔，构成所述流路，并且由相对于所述基板面比所述倾斜侧壁更接近垂直的垂直侧壁构成侧壁，所述第一贯通孔由结晶各向异性蚀刻形成，所述第二贯通孔由金属辅助化学蚀刻形成。
[0006]另外，用于解决上述技术问题的本专利技术所涉及的单晶硅基板的制造方法，其特征在于，具有：通过对单晶硅基板的基板面中的第一面的第一蚀刻对象区域进行结晶各向异性蚀刻，形成具有相对于所述基板面倾斜的倾斜侧壁的第一贯通孔的工序；在单晶硅基板的基板面中的与所述第一面呈相反侧的第二面的第二蚀刻对象区域形成催化剂膜的工序；以及使形成有所述催化剂膜的状态的所述单晶硅基板与蚀刻液接触，对所述第二蚀刻对象区域进行蚀刻，形成由相对于所述第二面比所述倾斜侧壁更接近垂直的垂直侧壁构成侧壁的第二贯通孔的工序。
附图说明
[0007]图1是本专利技术的实施例1的液体喷头的仰视图及其一部分区域X的放大图。
[0008]图2是图1的液体喷头的侧面截面图。
[0009]图3是图1的液体喷头的立体图。
[0010]图4是表示图1的液体喷头的密封板的制造过程的图。
[0011]图5是表示图1的液体喷头的密封板的制造方法的流程图。
[0012]图6是表示图1的液体喷头整体的制造方法的流程图。
[0013]图7是表示本专利技术的实施例2的液体喷头的密封板的制造过程的图。
[0014]图8是表示本专利技术的实施例3的液体喷头的密封板的制造过程的图。
[0015]图9是表示本专利技术的实施例4的液体喷头的密封板的制造过程的图。
[0016]附图标记说明
[0017]1：液体喷头；11：喷嘴形成面；12：喷嘴列；12A：喷嘴列；12B：喷嘴列；20：密封板(单晶硅基板)；20a：第一面(基板面)；20b：第二面(基板面)；21：第一贯通孔；21a：倾斜侧壁；22：第二贯通孔；22a：垂直侧壁；23：压电元件收容室；24：开口部；24a：倾斜面；30：空腔基板；30a：第三面；30b：第四面；31：电极部；32：压电元件；33：电极膜(导通部)；34：电极膜(导通部)；40：流路基板；41：压力室；51：流路；51A：流路；51B：流路；51C：流路；51D：循环流路；201：单晶硅基板；202：氧化膜；203：抗蚀剂；204：Au膜(催化剂膜)；N：喷嘴；P0：间距；P1：间距。
具体实施方式
[0018]首先，概略地说明本专利技术。
[0019]用于解决上述技术问题的本专利技术的第一方式的单晶硅基板，其特征在于，是一种至少一部分构成液体的流路的单晶硅基板，其具备：第一贯通孔，具有相对于所述单晶硅基板的基板面倾斜的倾斜侧壁；以及第二贯通孔，构成所述流路，并且由相对于所述基板面比所述倾斜侧壁更接近垂直的垂直侧壁构成侧壁，所述第一贯通孔由结晶各向异性蚀刻形成，所述第二贯通孔由金属辅助化学蚀刻形成。
[0020]根据本方式，第一贯通孔由结晶各向异性蚀刻形成，第二贯通孔由金属辅助化学蚀刻形成。通过由金属辅助化学蚀刻形成贯通孔，与由结晶各向异性蚀刻形成贯通孔的情况相比，能够形成接近垂直的侧壁的贯通孔。因此，能够由相对于基板面大致垂直的垂直侧壁构成第二贯通孔的侧壁。因此，能够制造致密结构的单晶硅基板，能够制造小型且高分辨率的液体喷头。
[0021]本专利技术所涉及的第二方式的单晶硅基板，其特征在于，在第一方式中，作为所述基板面，具有所述倾斜侧壁露出侧的第一面和与所述第一面呈相反侧的第二面，所述第一贯通孔以及所述第二贯通孔从所述第一面贯通至所述第二面，所述第二贯通孔的所述第一面侧的开口部设置有随着朝向所述第一面而变宽的相对于所述第一面的倾斜面。
[0022]根据本方式，第二贯通孔的第一面侧的开口部设置有随着朝向第一面而变宽的相对于第一面的倾斜面。因此，能够抑制在开口部残留毛刺等。另外，通过形成这样的开口部，例如在从开口部向第二贯通孔流入液体的情况下，能够使液体适当地流入。
[0023]本专利技术的第三方式的液体喷头，其特征在于，具备：所述第一或第二单晶硅基板；以及空腔基板，具有形成有压电元件和与所述压电元件导通的导通部的第三面，及至少一部分构成所述流路并且与所述第三面呈相反侧的第四面，通过所述第三面与所述基板面接合，所述导通部的一部分经由所述第一贯通孔露出，并且所述第四面的所述流路与所述第二贯通孔连通。
[0024]根据本方式，通过上述单晶硅基板和空腔基板，采用使第三面与基板面接合，从而经由第一贯通孔使导通部的一部分露出的结构，并且采用使第四面的流路与第二贯通孔连通的结构，从而能够制造小型且高分辨率的液体喷头。
[0025]本专利技术所涉及的第四方式的单晶硅基板的制造方法，其特征在于，具有：通过对单晶硅基板的基板面中的第一面的第一蚀刻对象区域进行结晶各向异性蚀刻，形成具有相对于所述基板面倾斜的倾斜侧壁的第一贯通孔的工序；在所述基板面中的与所述第一面呈相反侧的第二面的第二蚀刻对象区域形成催化剂膜的工序；以及使处于形成有所述催化剂膜的状态的所述单晶硅基板与蚀刻液接触，对所述第二蚀刻对象区域进行蚀刻，形成由相对于所述第二面比所述倾斜侧壁更接近垂直的垂直侧壁构成侧壁的第二贯通孔的工序。
[0026]根据本方式，通过对第一蚀刻对象区域进行结晶各向异性蚀刻而形成具有倾斜侧壁的第一贯通孔，对形成有催化剂膜的第二蚀刻对象区域进行蚀刻而形成由垂直侧壁构成侧壁的第二贯通孔。通过利用金属辅助化学蚀刻那本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶硅基板，其特征在于，至少一部分构成液体的流路，所述单晶硅基板具备：第一贯通孔，具有相对于所述单晶硅基板的基板面倾斜的倾斜侧壁；以及第二贯通孔，构成所述流路，并且由相对于所述基板面比所述倾斜侧壁更接近垂直的垂直侧壁构成侧壁，所述第一贯通孔由结晶各向异性蚀刻形成，所述第二贯通孔由金属辅助化学蚀刻形成。2.根据权利要求1所述的单晶硅基板，其特征在于，作为所述基板面，具有所述倾斜侧壁露出侧的第一面和与所述第一面呈相反侧的第二面，所述第一贯通孔以及所述第二贯通孔从所述第一面贯通至所述第二面，所述第二贯通孔的所述第一面侧的开口部设置有相对于所述第一面的倾斜面，所述倾斜面随着朝向所述第一面而变宽。3.一种液体喷头，其特征在于，所述液体喷头具备：权利要求1或2所述的单晶硅基板；以及空腔基板，具有：第三面，形成有压电元件和与所述压电元件导通的导通部；及第四面，至少一部分构成所述流路并且与所述第三面呈相反侧，通过所述第三面与所述基板面接合，所述导通部的一部分经由所述第一贯通孔露出，并且所述第四面的所述流路与所述第二贯通孔连通。4.一种单晶硅基板的制造方法，其特征在于，所述单晶硅基板的制造方法具有：通过对单...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井正宽，北原浩司，古谷昇，高部本规，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：