液体喷射头的制造方法
专利名称：液体喷射头的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于喷射液体的液体喷射头的制造方法。
背景技术：
用于喷射液体的液体喷射头的典型示例包括适用于喷墨记录系统的喷墨记录头， 该嗔墨记录头将墨嗔射到记录介质，用于进彳了记录。嗔墨记录头一般包括墨流路、布直在墨流路的一部分中的喷射能量产生单元、以及用于通过喷射能量产生单元所产生的能量而喷射墨的微细喷墨口。
日本特开2006-168345号公报公开了一种可适用于喷墨记录头的液体喷射头的制造方法。该方法包括在具有多个喷射能量产生单元的基板上形成流路模具；以及向流路模具涂布由固化性树脂制成并且作为具有流路壁的流路壁构件的覆盖树脂层。该方法还包括固化模具周围的作为流路壁并且包含覆盖层的上表面的部分；在所述部分上层压磨光(polished)硅板；在板中形成喷射口 ；然后，去除覆盖层的未固化部分和模具，以形成作为流路的空间。
近年来,需要记录设备将图像品质和记录速度提高到较高的水平。为了满足这种需要，要求喷射口和与喷射口连通的流路以高密度配置，并且还要求待喷射的每个液滴的体积以更高的水平均一化。
不幸地，日本特开2006-168345号公报所公开的方法具有如下可能性由于在整个基板表面中存在部分残留的流路模具，覆盖层可能具有稍微凹凸不平的上表面。如果硅板被配置成与凹凸不平的表面一致，则喷射能量产生单元和喷射口之间的距离可能会变化。如果发生这种情况，则担心距离的变化引起从每个喷射口喷射的液滴的体积的变化，这可能会影响待记录的图像。即使施加高压力以将硅板层压到覆盖层，由于覆盖层的上表面被部分固化，所以使覆盖层足够充分的平坦化以去除覆盖层的凹凸不平也是困难的。发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种以良好产量制造液体喷射头的方法， 该液体喷射头进一步减少了喷射液滴的液量的变化，并且具有以高精度形成的期望形状的流路。
本发明涉及一种液体喷射头的制造方法，该液体喷射头包括用于喷射液体的喷射口 ；和流路壁构件，该流路壁构件构成与所述喷射口连通的流路的壁，所述液体喷射头的制造方法顺次包括步骤A，准备好具有流路模具的基板；步骤B，以覆盖所述流路模具的方式配置作为所述流路壁构件的第一层；步骤C，固化所述第一层的作为流路的侧壁的部分； 步骤D，以覆盖所述第一层的固化部分和所述流路模具的方式配置第二层；步骤E，通过朝向基板侧按压所述第二层而使所述第二层平坦化；步骤F，在所述第一层和所述第二层配置所述喷射口 ；和步骤G，通过去除所述流路模具而形成所述流路。
通过下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。
图I是通过根据本发明的实施方式的制造方法制造的液体喷射头的示意性立体图。
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H和图21是示出根据本发明的实施方式的制造方法的示例的示意性截面图。
图3是示出根据本发明的实施方式的制造方法的过程中的状态的示意图。具体实施方式
现在将根据附图详细地描述本发明的优选实施方式。
注意，液体喷射头可以被安装于具有打印机、复印机和通信系统的传真机；诸如具有打印单元的文字处理器等设备；和以复杂的方式与各种处理设备组合的工业记录设备。例如，液体喷射头可应用于生物芯片产生、电子电路印刷、以及诸如以喷雾方式喷药等其他用途。
图I是由本发明的实施方式制造的液体喷射头的局部剖切的示意性立体图。
图I所示的本发明的液体喷射头具有基板1，在该基板上以预定节距(pitch)形成能量产生元件2，每个能量产生元件均产生用于喷射诸如墨等液体的能量。在基板I上包括用于供给液体的供给口 3。供给口 3介于两列能量产生元件2之间。在基板I上还包括喷射口 5和流路壁构件4，该流路壁构件4构成各液体的从供给口 3到各喷射口 5连通的流路 6的壁，该喷射口 5在能量产生元件2的上方开口。
本发明的液体喷射头的制造方法将参照图2A到图21进行说明。图2A到图21是用于说明根据本发明的第一实施方式的液体喷射头的制造方法的示意性截面图。更具体地，图2A到图21是沿着通过图I的截面线21-21的平面在垂直于基板I的位置截取的示意性截面图，用于示出每个步骤。
如图2A所示，具有流路6形状的模具7以平坦的状态被安装在基板I上。基板I 的上表面具有能量产生元件2，该能量产生元件2产生用于喷射液体的能量。首先，准备好处于这种状态的基板I (步骤A)。注意，通过图示，以下的描述将集中于一个液体喷射头单元。此外，注意6英寸到12英寸的晶片用作基板I ;在一个晶片上共同地制造多个液体喷射头单元；最终晶片可以被切割以获得各液体喷射头。
模具7由诸如正性感光性树脂等树脂材料、金属、或无机材料制成。例如，可以以如下方式形成模具7 :通过涂布树脂的方法或层压树脂膜的方法将正性感光性树脂放置在基板I上，然后通过光刻等将正性感光性树脂图案化为流路形状。由于模具7在随后的步骤从基板I去除，所以模具7可以容易地溶解从而容易被去除。特别地，可以使用聚甲基异丙烯基酮或甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的共聚物。这样做的原因在于，上述化合物可以通过溶剂被容易地去除，并且由于模具7的单纯组成，模具7的成分几乎不影响随后描述的第一层8。
然后，如图2B所示，作为流路壁构件的第一层8被形成为覆盖流路模具(步骤B)。 第一层8可以由例如热固性树脂或光固化性树脂等制成。光固化性树脂的更具体的示例包括含有环氧树脂和光致阳离子聚合的树脂。含有上述材料的第一层8通过涂布或层压而形4CN 102529381 A成为比模具7的上表面高，模具7的上表面是模具7的与基板I所在侧相反的一侧的表面。 作为可选方案，第一层8可以形成为覆盖整个模具7。
然后，如图2C所示，第一层8的作为流路侧壁的部分被固化以在第一层8中形成固化部8a(步骤C)。如稍后所述，当第二层9的上表面被平坦化时，需要防止流路模具7 在平行于基板的方向上扩张。据此，在第一层8的与模具7接触的部分中，与模具7的外侧面接触的部分被固化以形成固化部8a。固化是通过光刻或使用激光束而进行的，使得向第一层8的一部分提供固化所需的能量。换句话说，第一层8的由固化材料制成的部分被固化。未固化部8b基本上保持不变。图3不出从上方看的图2C所不的基板的状态。如图3 所示，固化部8a被形成为包围整个模具7。如从图中可以理解的那样，固化部8a可以被形成为与模具7的一部分重叠。
在第一层8的位于模具7上的部分中，用于在随后步骤开设喷射口的部分，诸如与能量产生元件2相面对的部分，不应被固化，以容易被去除。第一层8的位于流路模具7之间的部分可以用作未固化部Sb。注意，未固化部Sb可以被去除。
然后，如图2D所示，第二层9被形成为覆盖固化部8a和模具7 (步骤D)。根据本实施方式，未固化部8b未被去除。因此，第二层9也覆盖未固化部8b。考虑到第二层9的流动性，第二层9应该以使得第二层9的上表面11距离基板I的表面的高度大于喷射口 5 距离基板I的表面的高度的方式形成于晶片。
第二层9可以由热固性树脂、光固化性树脂或其他固化性树脂制成。考虑到第二层9与第一层8 (固化部8a和未固化部Sb)的亲和性，第二层和第一层可以由相同组成的材料制成。注意，组成物中的各成分的混合比例不需要相同。
然后，如图2E所示，以例如板状的板构件10被用于沿从第二层9的上表面向基板 I的方向(图中箭头所示的方向)按压第二层9的上表面的方式使第二层9的上表面平坦化(步骤E)。板构件10可以是由硅或石英制成并且通过磨光而经受镜面抛光的基板。例如，可以使用2 u m以下的厚度分布，并且可以使用Inm以下的表面粗糙度Ra，但是基板并不局限于此。为了改善板构件和树脂表面之间的脱模性，可以选择极性彼此不同的材料。可以在板构件或树脂表面形成防水膜或防油膜。作为按压方法，板构件被布置在树脂表面上，然后使用市场上可买到的按压设备从上方和下方施加压力，但是按压方法并不局限于此。对整个基板进行升温或冷却有助于树脂的流动。直至一定压力的真空抽吸对于确保去除板构件和树脂之间的空气是有用的。
第二层9具有比由树脂制成的固化部8a的流动性高的流动性。因而，第二层9的上表面以与平坦的板构件10的表面的形状一致的方式被平坦化。进行调整使得板构件的表面与基板I的表面平行。于是，第二层9的上表面11被形成为与基板I的表面平行。
在上述步骤之后，如图2F所示，第二层9的上表面11被平坦化。例如，多个能量产生元件2可以形成于8英寸晶片基板I的表面，使得各能量产生元件2和上表面11之间的最大距离和最小距离之差等于或小于I U m。
然后，如图2G所示，掩模20用于遮盖作为喷射口的部分。于是，第二层9被曝光以固化曝光部。从而，固化部9a形成于第二层9并且未曝光部作为未固化部9b而残留。此时，第一层8的未固化的未固化部8b的一部分与第二层9 一起被曝光并且被固化。当第二层9被固化时，根据第一层8和第二层9的材料，作为流路壁构件的第一层8和第二层9可以被一体化。
然后，如图2H所示，作为喷射口的开口 5a形成于第一层8和第二层9 (步骤F)。 作为喷射口的开口 5a可以通过从第一层8和第二层9去除未固化部分而形成。模具7经由开口 5a被暴露。注意，在步骤F中，通过对第二层9进行干蚀刻，作为喷射口的开口 5a 可以形成于第二层9。
然后，如图21所示，通过去除模具7形成流路6 (步骤G)。步骤E中的平坦化使多个喷射口 5中的每一个喷射口和基板I的具有各能量产生元件2的表面之间的距离D都相坐寸o
(实施例)
在本实施例中，以喷墨头作为液体喷射头的示例来描述液体喷射头的制造方法。
首先，准备好用于喷墨的能量产生元件以及形成有驱动器和逻辑回路的由盘状晶片构成的硅基板I。注意，在本实施例中，流路模具的数量和芯片单元的数量是相同的，以共同地制造多个喷墨头的芯片单元。
然后，在基板I上形成由可光降解的正性抗蚀剂制成的正性抗蚀剂层。注意，形成正性抗蚀剂层的可光降解的正性抗蚀剂是通过将聚甲基异丙烯基酮(由Tokyo Ohka Kogyo Co. ,Ltd.制造的0DUR-1010)调节成具有20wt%的树脂浓度而形成的。然后，通过旋涂法将可光降解的正性抗蚀剂涂布到基板。随后，在120°C下在热板上对基板进行预烘焙3分钟， 随后，在150°C下在氮置换炉中对基板进行预烘焙30分钟，以形成膜厚为5 u m的正性抗蚀剂层。然后，借助于由Ushio Inc.制造的Deep-UV对准曝光设备UX-3000 (商品名)，经由流路图案掩模，在18000mJ/cm2的曝光量下，通过Deep-UV光照射使正性抗蚀剂层曝光。随后，使用非极性溶剂甲基异丁基酮(MIBK)/二甲苯=2/3溶液进行显影，然后使用二甲苯进行冲洗，以在基板I上形成具有流路6形状的模具7 (图2A)。
然后，由光固化性树脂制成的第一层8形成在墨流路图案上以覆盖墨流路图案 (图2B)。作为光固化性树脂，使用具有以下组成的组成物A。
(组成物A)
-EHPE-3150 (商品名，由 Daicel Chemical Industries, Ltd.制造)100 重量份数(按重量计算)
-HFAB (商品名，由 Central Glass Co. , Ltd.制造)20 重量份数
-A-187 (商品名，由 Nippon Unicar Comp any Limited 制造)5 重量份数
-SP170(商品名，由 Adeka Corporation 制造)2 重量份数
- 二甲苯80重量份数
该组成物通过旋涂法被涂布到基板I并且在90°C下在热板上预烘焙3分钟，以 (在基板上)形成厚度为5 u m的第一层8。
然后，掩模对准器MPA600FA (由Canon Inc.制造)用于经由图案掩模在3000mJ/ cm2的曝光量下进行图案曝光。然后，在90°C下进行曝光后烘焙(PEB) 180秒，以固化包围流路模具的部分8a。
然后，组成物A被涂布到基板，以覆盖基板上的固化部8a和模具7。然后，在90°C 下在热板上对基板进行预烘焙3分钟，以形成由光固化性树脂层形成并且厚度为大约5 u m的第二层9。
然后，板状的板构件10沿从第二层9的上表面11向基板I的方向被布置于第二层9。然后，由Toshiba Machine Co. ,Ltd.制造的按压设备(ST-50)用于通过增加温度和压力而在真空室中从上方和下方按压基板。作为板状的板构件10,使用形成于由Iiyama Precision Glass Co. ,Ltd.制造并且被以高精度磨光的石英基板的表面上的Durasurf (由 Daikin Industries, Ltd.制造)。在平坦化后，对被按压的板构件10进行脱模。
此外，掩模对准器MPA600FA(由Canon Inc.制造)用于经由具有喷墨口图案的掩模20在3000mJ/cm2的曝光量下对第二层9和第一层8的未固化部8b进行图案曝光。然后，在90°C下对基板进行烘焙180秒，以固化曝光部分。
然后，使用甲基异丁基酮/ 二甲苯=2/3溶液进行显影，随后使用二甲苯进行冲洗，以形成喷墨口 5a。
然后，基板I的底面被蚀刻以形成墨供给口 3。于是，以如下方式对硅基板进行各向异性蚀刻以形成墨供给口 3 :将保护层涂布于整个表面，通过正性抗蚀剂在基板的底面形成缝状蚀刻掩模，随后将基板浸在80°C的四甲基氢氧化铵水溶液中。
然后，在保护层被去除后，使用由Ushio Inc.制造的Deep-UV对准曝光设备 UX-3000 (商品名)在7000mJ/cm2的曝光量下对整个表面进行曝光，以溶解形成墨流路图案的模具7。然后，基板被浸溃到乳酸甲酯中，并且施加超声波以去除墨流路图案。然后，基板被切割用于各芯片单元以获得喷墨头。
通过上述方法形成的喷墨头被成形为使得对于各喷嘴而言，基板I的具有各能量产生元件2的表面和喷射口 5之间的距离D是相等的。喷墨头被电气布线并且被安装于打印机。然后，对喷射和记录进行评价，发现观察到稳定的喷射液滴量和高品质的打印。
(比较例)
比较例与实施例的不同之处在于光固化性树脂不涂布到第一层8并且板状的板构件不被按压。下面将说明比较例。
与实施例一样，光固化性树脂作为第一层8形成在模具7上以覆盖模具7。随后， 经由喷墨口图案掩模，在3000mJ/cm2的曝光量下，对第一层8进行图案曝光，以固化曝光部分。然后，去除未固化部分以形成喷墨口 5a。随后，以与实施例的步骤相同的步骤形成喷墨头。通过上述方法形成的喷射头被成形为使得基板I的具有各能量产生元件2的表面和喷射口 5之间的距离D根据各喷嘴而改变。喷墨头被安装于打印机。然后，对喷射和记录进行评价，发现喷射本身没有问题，但是所获得的图像清晰度低于实施例的图像清晰度，这被认为是由喷射量的变化而引起的。
本发明可以以良好产量制造高可靠性的液体喷射头，该液体喷射头进一步减少了喷射液滴的液量的变化，能够以稳定的方式重复喷射相等液量的液滴，并且具有以高精度与喷射口连通的流路。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有这些变型、 等同结构和功能。
权利要求
1.一种液体喷射头的制造方法，所述液体喷射头包括用于喷射液体的喷射口 ；和流路壁构件，该流路壁构件构成与所述喷射口连通的流路的壁，所述液体喷射头的制造方法顺次包括步骤A，准备好具有流路模具的基板；步骤B，以覆盖所述流路模具的方式配置作为所述流路壁构件的第一层；步骤C，固化所述第一层的作为流路的侧壁的部分；步骤D，以覆盖所述第一层的周化部分和所述流路模具的方式配置第二层；步骤E，通过朝向基板侧按压所述第二层而使所述第二层平坦化；步骤F，在所述第一层和所述第二层配置所述喷射口 ；和步骤G，通过去除所述流路模具而形成所述流路。
2.根据权利要求I所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，在所述步骤C之后并且在所述步骤D之前，从所述第一层去除所述第一层的在所述步骤C中没有被固化的部分。
3.根据权利要求I所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，在所述步骤E之后并且在所述步骤F之前，通过共同地固化所述第一层的在所述步骤C中没有被固化的部分的一部分和所述第二层的一部分、然后通过去除未固化部分而形成所述喷射口。
全文摘要
提供一种液体喷射头的制造方法，其顺次包括步骤A，准备好具有流路模具的基板；步骤B，以覆盖流路模具的方式配置作为流路壁构件的第一层；步骤C，固化第一层的作为流路的侧壁的部分；步骤D，以覆盖第一层的固化部分和流路模具的方式配置第二层；步骤E，通过朝向基板侧按压第二层而使第二层平坦化；步骤F，在第一层和第二层中配置喷射口；和步骤G，通过去除流路模具而形成流路。
文档编号B41J2/16GK102529381SQ201110381820
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月23日 优先权日2010年11月24日
发明者冈野明彦, 富永康亮 申请人:佳能株式会社
技术领域：
本发明涉及一种用于喷射液体的液体喷射头的制造方法。
背景技术：
用于喷射液体的液体喷射头的典型示例包括适用于喷墨记录系统的喷墨记录头， 该嗔墨记录头将墨嗔射到记录介质，用于进彳了记录。嗔墨记录头一般包括墨流路、布直在墨流路的一部分中的喷射能量产生单元、以及用于通过喷射能量产生单元所产生的能量而喷射墨的微细喷墨口。
日本特开2006-168345号公报公开了一种可适用于喷墨记录头的液体喷射头的制造方法。该方法包括在具有多个喷射能量产生单元的基板上形成流路模具；以及向流路模具涂布由固化性树脂制成并且作为具有流路壁的流路壁构件的覆盖树脂层。该方法还包括固化模具周围的作为流路壁并且包含覆盖层的上表面的部分；在所述部分上层压磨光(polished)硅板；在板中形成喷射口 ；然后，去除覆盖层的未固化部分和模具，以形成作为流路的空间。
近年来,需要记录设备将图像品质和记录速度提高到较高的水平。为了满足这种需要，要求喷射口和与喷射口连通的流路以高密度配置，并且还要求待喷射的每个液滴的体积以更高的水平均一化。
不幸地，日本特开2006-168345号公报所公开的方法具有如下可能性由于在整个基板表面中存在部分残留的流路模具，覆盖层可能具有稍微凹凸不平的上表面。如果硅板被配置成与凹凸不平的表面一致，则喷射能量产生单元和喷射口之间的距离可能会变化。如果发生这种情况，则担心距离的变化引起从每个喷射口喷射的液滴的体积的变化，这可能会影响待记录的图像。即使施加高压力以将硅板层压到覆盖层，由于覆盖层的上表面被部分固化，所以使覆盖层足够充分的平坦化以去除覆盖层的凹凸不平也是困难的。发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种以良好产量制造液体喷射头的方法， 该液体喷射头进一步减少了喷射液滴的液量的变化，并且具有以高精度形成的期望形状的流路。
本发明涉及一种液体喷射头的制造方法，该液体喷射头包括用于喷射液体的喷射口 ；和流路壁构件，该流路壁构件构成与所述喷射口连通的流路的壁，所述液体喷射头的制造方法顺次包括步骤A，准备好具有流路模具的基板；步骤B，以覆盖所述流路模具的方式配置作为所述流路壁构件的第一层；步骤C，固化所述第一层的作为流路的侧壁的部分； 步骤D，以覆盖所述第一层的固化部分和所述流路模具的方式配置第二层；步骤E，通过朝向基板侧按压所述第二层而使所述第二层平坦化；步骤F，在所述第一层和所述第二层配置所述喷射口 ；和步骤G，通过去除所述流路模具而形成所述流路。
通过下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。
图I是通过根据本发明的实施方式的制造方法制造的液体喷射头的示意性立体图。
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H和图21是示出根据本发明的实施方式的制造方法的示例的示意性截面图。
图3是示出根据本发明的实施方式的制造方法的过程中的状态的示意图。具体实施方式
现在将根据附图详细地描述本发明的优选实施方式。
注意，液体喷射头可以被安装于具有打印机、复印机和通信系统的传真机；诸如具有打印单元的文字处理器等设备；和以复杂的方式与各种处理设备组合的工业记录设备。例如，液体喷射头可应用于生物芯片产生、电子电路印刷、以及诸如以喷雾方式喷药等其他用途。
图I是由本发明的实施方式制造的液体喷射头的局部剖切的示意性立体图。
图I所示的本发明的液体喷射头具有基板1，在该基板上以预定节距(pitch)形成能量产生元件2，每个能量产生元件均产生用于喷射诸如墨等液体的能量。在基板I上包括用于供给液体的供给口 3。供给口 3介于两列能量产生元件2之间。在基板I上还包括喷射口 5和流路壁构件4，该流路壁构件4构成各液体的从供给口 3到各喷射口 5连通的流路 6的壁，该喷射口 5在能量产生元件2的上方开口。
本发明的液体喷射头的制造方法将参照图2A到图21进行说明。图2A到图21是用于说明根据本发明的第一实施方式的液体喷射头的制造方法的示意性截面图。更具体地，图2A到图21是沿着通过图I的截面线21-21的平面在垂直于基板I的位置截取的示意性截面图，用于示出每个步骤。
如图2A所示，具有流路6形状的模具7以平坦的状态被安装在基板I上。基板I 的上表面具有能量产生元件2，该能量产生元件2产生用于喷射液体的能量。首先，准备好处于这种状态的基板I (步骤A)。注意，通过图示，以下的描述将集中于一个液体喷射头单元。此外，注意6英寸到12英寸的晶片用作基板I ;在一个晶片上共同地制造多个液体喷射头单元；最终晶片可以被切割以获得各液体喷射头。
模具7由诸如正性感光性树脂等树脂材料、金属、或无机材料制成。例如，可以以如下方式形成模具7 :通过涂布树脂的方法或层压树脂膜的方法将正性感光性树脂放置在基板I上，然后通过光刻等将正性感光性树脂图案化为流路形状。由于模具7在随后的步骤从基板I去除，所以模具7可以容易地溶解从而容易被去除。特别地，可以使用聚甲基异丙烯基酮或甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的共聚物。这样做的原因在于，上述化合物可以通过溶剂被容易地去除，并且由于模具7的单纯组成，模具7的成分几乎不影响随后描述的第一层8。
然后，如图2B所示，作为流路壁构件的第一层8被形成为覆盖流路模具(步骤B)。 第一层8可以由例如热固性树脂或光固化性树脂等制成。光固化性树脂的更具体的示例包括含有环氧树脂和光致阳离子聚合的树脂。含有上述材料的第一层8通过涂布或层压而形4CN 102529381 A成为比模具7的上表面高，模具7的上表面是模具7的与基板I所在侧相反的一侧的表面。 作为可选方案，第一层8可以形成为覆盖整个模具7。
然后，如图2C所示，第一层8的作为流路侧壁的部分被固化以在第一层8中形成固化部8a(步骤C)。如稍后所述，当第二层9的上表面被平坦化时，需要防止流路模具7 在平行于基板的方向上扩张。据此，在第一层8的与模具7接触的部分中，与模具7的外侧面接触的部分被固化以形成固化部8a。固化是通过光刻或使用激光束而进行的，使得向第一层8的一部分提供固化所需的能量。换句话说，第一层8的由固化材料制成的部分被固化。未固化部8b基本上保持不变。图3不出从上方看的图2C所不的基板的状态。如图3 所示，固化部8a被形成为包围整个模具7。如从图中可以理解的那样，固化部8a可以被形成为与模具7的一部分重叠。
在第一层8的位于模具7上的部分中，用于在随后步骤开设喷射口的部分，诸如与能量产生元件2相面对的部分，不应被固化，以容易被去除。第一层8的位于流路模具7之间的部分可以用作未固化部Sb。注意，未固化部Sb可以被去除。
然后，如图2D所示，第二层9被形成为覆盖固化部8a和模具7 (步骤D)。根据本实施方式，未固化部8b未被去除。因此，第二层9也覆盖未固化部8b。考虑到第二层9的流动性，第二层9应该以使得第二层9的上表面11距离基板I的表面的高度大于喷射口 5 距离基板I的表面的高度的方式形成于晶片。
第二层9可以由热固性树脂、光固化性树脂或其他固化性树脂制成。考虑到第二层9与第一层8 (固化部8a和未固化部Sb)的亲和性，第二层和第一层可以由相同组成的材料制成。注意，组成物中的各成分的混合比例不需要相同。
然后，如图2E所示，以例如板状的板构件10被用于沿从第二层9的上表面向基板 I的方向(图中箭头所示的方向)按压第二层9的上表面的方式使第二层9的上表面平坦化(步骤E)。板构件10可以是由硅或石英制成并且通过磨光而经受镜面抛光的基板。例如，可以使用2 u m以下的厚度分布，并且可以使用Inm以下的表面粗糙度Ra，但是基板并不局限于此。为了改善板构件和树脂表面之间的脱模性，可以选择极性彼此不同的材料。可以在板构件或树脂表面形成防水膜或防油膜。作为按压方法，板构件被布置在树脂表面上，然后使用市场上可买到的按压设备从上方和下方施加压力，但是按压方法并不局限于此。对整个基板进行升温或冷却有助于树脂的流动。直至一定压力的真空抽吸对于确保去除板构件和树脂之间的空气是有用的。
第二层9具有比由树脂制成的固化部8a的流动性高的流动性。因而，第二层9的上表面以与平坦的板构件10的表面的形状一致的方式被平坦化。进行调整使得板构件的表面与基板I的表面平行。于是，第二层9的上表面11被形成为与基板I的表面平行。
在上述步骤之后，如图2F所示，第二层9的上表面11被平坦化。例如，多个能量产生元件2可以形成于8英寸晶片基板I的表面，使得各能量产生元件2和上表面11之间的最大距离和最小距离之差等于或小于I U m。
然后，如图2G所示，掩模20用于遮盖作为喷射口的部分。于是，第二层9被曝光以固化曝光部。从而，固化部9a形成于第二层9并且未曝光部作为未固化部9b而残留。此时，第一层8的未固化的未固化部8b的一部分与第二层9 一起被曝光并且被固化。当第二层9被固化时，根据第一层8和第二层9的材料，作为流路壁构件的第一层8和第二层9可以被一体化。
然后，如图2H所示，作为喷射口的开口 5a形成于第一层8和第二层9 (步骤F)。 作为喷射口的开口 5a可以通过从第一层8和第二层9去除未固化部分而形成。模具7经由开口 5a被暴露。注意，在步骤F中，通过对第二层9进行干蚀刻，作为喷射口的开口 5a 可以形成于第二层9。
然后，如图21所示，通过去除模具7形成流路6 (步骤G)。步骤E中的平坦化使多个喷射口 5中的每一个喷射口和基板I的具有各能量产生元件2的表面之间的距离D都相坐寸o
(实施例)
在本实施例中，以喷墨头作为液体喷射头的示例来描述液体喷射头的制造方法。
首先，准备好用于喷墨的能量产生元件以及形成有驱动器和逻辑回路的由盘状晶片构成的硅基板I。注意，在本实施例中，流路模具的数量和芯片单元的数量是相同的，以共同地制造多个喷墨头的芯片单元。
然后，在基板I上形成由可光降解的正性抗蚀剂制成的正性抗蚀剂层。注意，形成正性抗蚀剂层的可光降解的正性抗蚀剂是通过将聚甲基异丙烯基酮(由Tokyo Ohka Kogyo Co. ,Ltd.制造的0DUR-1010)调节成具有20wt%的树脂浓度而形成的。然后，通过旋涂法将可光降解的正性抗蚀剂涂布到基板。随后，在120°C下在热板上对基板进行预烘焙3分钟， 随后，在150°C下在氮置换炉中对基板进行预烘焙30分钟，以形成膜厚为5 u m的正性抗蚀剂层。然后，借助于由Ushio Inc.制造的Deep-UV对准曝光设备UX-3000 (商品名)，经由流路图案掩模，在18000mJ/cm2的曝光量下，通过Deep-UV光照射使正性抗蚀剂层曝光。随后，使用非极性溶剂甲基异丁基酮(MIBK)/二甲苯=2/3溶液进行显影，然后使用二甲苯进行冲洗，以在基板I上形成具有流路6形状的模具7 (图2A)。
然后，由光固化性树脂制成的第一层8形成在墨流路图案上以覆盖墨流路图案 (图2B)。作为光固化性树脂，使用具有以下组成的组成物A。
(组成物A)
-EHPE-3150 (商品名，由 Daicel Chemical Industries, Ltd.制造)100 重量份数(按重量计算)
-HFAB (商品名，由 Central Glass Co. , Ltd.制造)20 重量份数
-A-187 (商品名，由 Nippon Unicar Comp any Limited 制造)5 重量份数
-SP170(商品名，由 Adeka Corporation 制造)2 重量份数
- 二甲苯80重量份数
该组成物通过旋涂法被涂布到基板I并且在90°C下在热板上预烘焙3分钟，以 (在基板上)形成厚度为5 u m的第一层8。
然后，掩模对准器MPA600FA (由Canon Inc.制造)用于经由图案掩模在3000mJ/ cm2的曝光量下进行图案曝光。然后，在90°C下进行曝光后烘焙(PEB) 180秒，以固化包围流路模具的部分8a。
然后，组成物A被涂布到基板，以覆盖基板上的固化部8a和模具7。然后，在90°C 下在热板上对基板进行预烘焙3分钟，以形成由光固化性树脂层形成并且厚度为大约5 u m的第二层9。
然后，板状的板构件10沿从第二层9的上表面11向基板I的方向被布置于第二层9。然后，由Toshiba Machine Co. ,Ltd.制造的按压设备(ST-50)用于通过增加温度和压力而在真空室中从上方和下方按压基板。作为板状的板构件10,使用形成于由Iiyama Precision Glass Co. ,Ltd.制造并且被以高精度磨光的石英基板的表面上的Durasurf (由 Daikin Industries, Ltd.制造)。在平坦化后，对被按压的板构件10进行脱模。
此外，掩模对准器MPA600FA(由Canon Inc.制造)用于经由具有喷墨口图案的掩模20在3000mJ/cm2的曝光量下对第二层9和第一层8的未固化部8b进行图案曝光。然后，在90°C下对基板进行烘焙180秒，以固化曝光部分。
然后，使用甲基异丁基酮/ 二甲苯=2/3溶液进行显影，随后使用二甲苯进行冲洗，以形成喷墨口 5a。
然后，基板I的底面被蚀刻以形成墨供给口 3。于是，以如下方式对硅基板进行各向异性蚀刻以形成墨供给口 3 :将保护层涂布于整个表面，通过正性抗蚀剂在基板的底面形成缝状蚀刻掩模，随后将基板浸在80°C的四甲基氢氧化铵水溶液中。
然后，在保护层被去除后，使用由Ushio Inc.制造的Deep-UV对准曝光设备 UX-3000 (商品名)在7000mJ/cm2的曝光量下对整个表面进行曝光，以溶解形成墨流路图案的模具7。然后，基板被浸溃到乳酸甲酯中，并且施加超声波以去除墨流路图案。然后，基板被切割用于各芯片单元以获得喷墨头。
通过上述方法形成的喷墨头被成形为使得对于各喷嘴而言，基板I的具有各能量产生元件2的表面和喷射口 5之间的距离D是相等的。喷墨头被电气布线并且被安装于打印机。然后，对喷射和记录进行评价，发现观察到稳定的喷射液滴量和高品质的打印。
(比较例)
比较例与实施例的不同之处在于光固化性树脂不涂布到第一层8并且板状的板构件不被按压。下面将说明比较例。
与实施例一样，光固化性树脂作为第一层8形成在模具7上以覆盖模具7。随后， 经由喷墨口图案掩模，在3000mJ/cm2的曝光量下，对第一层8进行图案曝光，以固化曝光部分。然后，去除未固化部分以形成喷墨口 5a。随后，以与实施例的步骤相同的步骤形成喷墨头。通过上述方法形成的喷射头被成形为使得基板I的具有各能量产生元件2的表面和喷射口 5之间的距离D根据各喷嘴而改变。喷墨头被安装于打印机。然后，对喷射和记录进行评价，发现喷射本身没有问题，但是所获得的图像清晰度低于实施例的图像清晰度，这被认为是由喷射量的变化而引起的。
本发明可以以良好产量制造高可靠性的液体喷射头，该液体喷射头进一步减少了喷射液滴的液量的变化，能够以稳定的方式重复喷射相等液量的液滴，并且具有以高精度与喷射口连通的流路。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有这些变型、 等同结构和功能。
权利要求
1.一种液体喷射头的制造方法，所述液体喷射头包括用于喷射液体的喷射口 ；和流路壁构件，该流路壁构件构成与所述喷射口连通的流路的壁，所述液体喷射头的制造方法顺次包括步骤A，准备好具有流路模具的基板；步骤B，以覆盖所述流路模具的方式配置作为所述流路壁构件的第一层；步骤C，固化所述第一层的作为流路的侧壁的部分；步骤D，以覆盖所述第一层的周化部分和所述流路模具的方式配置第二层；步骤E，通过朝向基板侧按压所述第二层而使所述第二层平坦化；步骤F，在所述第一层和所述第二层配置所述喷射口 ；和步骤G，通过去除所述流路模具而形成所述流路。
2.根据权利要求I所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，在所述步骤C之后并且在所述步骤D之前，从所述第一层去除所述第一层的在所述步骤C中没有被固化的部分。
3.根据权利要求I所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，在所述步骤E之后并且在所述步骤F之前，通过共同地固化所述第一层的在所述步骤C中没有被固化的部分的一部分和所述第二层的一部分、然后通过去除未固化部分而形成所述喷射口。
全文摘要
提供一种液体喷射头的制造方法，其顺次包括步骤A，准备好具有流路模具的基板；步骤B，以覆盖流路模具的方式配置作为流路壁构件的第一层；步骤C，固化第一层的作为流路的侧壁的部分；步骤D，以覆盖第一层的固化部分和流路模具的方式配置第二层；步骤E，通过朝向基板侧按压第二层而使第二层平坦化；步骤F，在第一层和第二层中配置喷射口；和步骤G，通过去除流路模具而形成流路。
文档编号B41J2/16GK102529381SQ201110381820
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月23日 优先权日2010年11月24日
发明者冈野明彦, 富永康亮 申请人:佳能株式会社
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