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CN105398220A - 液体喷出装置的制造方法和液体喷出装置 - Google Patents

液体喷出装置的制造方法和液体喷出装置 Download PDF

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CN105398220A
CN105398220A CN201510526288.0A CN201510526288A CN105398220A CN 105398220 A CN105398220 A CN 105398220A CN 201510526288 A CN201510526288 A CN 201510526288A CN 105398220 A CN105398220 A CN 105398220A
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Abstract

一种液体喷出装置的制造方法和液体喷出装置，该液体喷出装置包括形成有与喷嘴连通的压力室的流路形成部以及压电致动器，该压电致动器具有以覆盖所述压力室的方式被设置在所述流路形成部的振动膜、与所述压力室对应地配置于所述振动膜的压电膜、被配置于所述压电膜的所述振动膜侧的面的第一电极、被配置于所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面的第二电极以及与所述第二电极连接的布线。该液体喷出装置的制造方法包括：布线形成工序，以所述布线的一部分覆盖所述压电膜的方式形成所述布线；电极形成工序，在所述布线形成工序之后，在所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面，以与所述布线导通的方式形成所述第二电极。

Description

液体喷出装置的制造方法和液体喷出装置
技术领域
本发明涉及液体喷出装置的制造方法和液体喷出装置。
背景技术
作为液体喷出装置，专利第3852560号公报公开了一种喷墨头。该喷墨头具有形成有分别与多个喷嘴连通的多个压力室等墨水流路的流路形成基板、和分别与多个压力室对应地被设置在流路形成基板上的多个压电元件。
多个压电元件被配置在以覆盖多个压力室的方式而被形成在流路形成基板上的弹性膜上。各个压电元件包含压电膜、针对压电膜而被配置在流路形成基板侧(下侧)的下电极膜、针对压电膜而被配置在与流路形成基板相反一侧(上侧)的上电极膜。在弹性膜上延伸的布线(引线电极)的一端部以覆盖的方式被配置在上电极膜的上表面，并与上电极膜连接。
上述压电元件经过以下工序被制造。首先，在弹性膜上形成压电元件的下电极膜。然后形成压电膜、上电极膜，并对压电膜和上电极膜进行蚀刻，进行压电元件的图案形成。然后，在流路形成基板的整个面形成导电性膜后，通过在每个压电元件上进行图案形成，形成多个布线。
在专利第3852560号公报中，在压电膜的上表面形成上电极膜后，在上电极膜上形成与上电极膜连接的布线。虽然从压电特性观点出发，在上电极膜大多使用Pt和Ir等贵金属，但这些贵金属的电极与压电膜的密合性一般小。在此情况下，因各种原因，在喷墨头的制造中，有时上电极膜的一部分从压电膜的上表面剥离，膜厚变薄。
例如，由于在形成构成多条布线的导电膜时的成膜方法，有时导电膜具有很大的拉伸应力。这种大拉伸应力在剥离方向作用于位于导电膜下的上电极膜，其结果是，存在导电膜和上电极膜被一起剥离的风险。另外，即使由这种应力引起的剥离在喷墨头刚制造后不发生，经过长时间后，也大多显现。
而且，虽然在布线形成时或布线形成后，因各种目的而实施加热工序，但因这种加热工序，在上电极膜和布线之间产生热应力。因此，该原因也使得上电极膜容易剥离。特别是，成为布线的导电膜为了难以引起布线的断线，通常将厚度形成得比上电极膜的厚度更厚，但导电膜越厚，因在导电膜和上电极膜之间产生的热应力，上电极膜的剥离容易越产生。
而且，在形成上电极膜后并在上电极膜上形成布线的情况下，在成为布线的导电膜的蚀刻时，有时位于导电膜下的上电极膜的一部分被一起削除，上电极膜的膜厚变薄。
发明内容
本发明的目的在于尽可能防止由在压电膜上形成电极后的工序而导致的该电极的剥离和膜厚的减少。
根据本发明的第一方式，提供一种液体喷出装置的制造方法，该液体喷出装置包括形成有与喷嘴连通的压力室的流路形成部和压电致动器。该压电致动器具有：以覆盖上述压力室的方式被设置在上述流路形成部的振动膜、与上述压力室对应地配置于上述振动膜的压电膜、被配置于上述压电膜的上述振动膜侧的面的第一电极、被配置于上述压电膜与上述振动膜相反一侧的面的第二电极以及与上述第二电极连接的布线。该制造方法包括以下工序：
布线形成工序，以使上述布线的一部分覆盖上述压电膜的方式形成上述布线；
电极形成工序，在上述布线形成工序之后，在上述压电膜与上述振动膜相反一侧的面，以与上述布线导通的方式形成上述第二电极。
在本发明中，以覆盖压电膜的方式形成布线后，以与所述布线导通的方式在压电膜形成第二电极。也就是，由于在布线形成后再形成第二电极，所以不产生在形成布线后、第二电极剥离或第二电极的膜厚变薄的问题。另外，在本发明中，虽然以覆盖压电膜的方式被形成的布线也可以与压电膜直接接触，但并不局限于此，本发明也包含其它层位于压电膜和布线之间的方式。
根据本发明的第二方式，提供一种液体喷出装置，包括形成有与喷嘴连通的压力室的流路形成部和设置于所述流路形成部的压电致动器。
所述压电致动器具有：
振动膜，以覆盖所述压力室的方式被设置在所述流路形成部；
压电膜，被配置于所述振动膜；
第一电极，被配置于所述压电膜的所述振动膜侧的面；
第二电极，被配置于所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面；以及
布线，形成为该布线的一部分覆盖所述压电膜，并与所述第二电极连接，
在所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面，所述第二电极形成为覆盖所述布线。
由于形成构成多个布线的导电膜时的成膜方法，有时在成膜后，大的拉伸应力残留在导电膜。而且，在布线之下存在第二电极的情况下，布线的残留拉伸应力作用在将布线之下的第二电极撕下的方向，存在第二电极剥离的风险。针对此点，在本发明中，在以布线的一部分覆盖压电膜的方式形成布线后，再在该布线上形成第二电极。由此，在压电膜与振动膜相反一侧的面，第二电极覆盖布线。因此，第二电极从布线承受的应力小，即使经过长时间，也不产生第二电极剥离的问题。
附图说明
图1是本实施方式涉及的打印机的概略俯视图。
图2是喷墨头的一个头单元的俯视图。
图3是图2的A部的放大图。
图4是图3的Ⅳ－Ⅳ线的剖视图。
图5是图3的V－V线的剖视图。
图6(a)～6(e)是显示喷墨头制造工序的一部分的图，图6(a)显示振动膜成膜工序，图6(b)显示共用电极形成工序，图6(c)显示压电膜成膜工序，图6(d)显示压电膜形成工序，图6(e)显示连通孔形成工序。
图7(a)～7(e)是显示喷墨头制造工序的一部分的图，图7(a)显示第一保护膜成膜工序，图7(b)显示绝缘膜成膜工序，图7(c)显示布线用的导电膜成膜工序，图7(d)显示布线形成(导电膜蚀刻)工序，图7(e)显示第二保护膜形成工序。
图8(a)～8(d)是显示喷墨头制造工序的一部分的图，图8(a)显示流路形成部的薄化工序，图8(b)显示支撑部件安装工序，图8(c)显示绝缘膜和第二保护膜的蚀刻工序，图8(d)显示第一保护膜的蚀刻工序。
图9(a)～9(d)是显示喷墨头制造工序的一部分的图，图9(a)显示分立电极用的导电膜成膜工序，图9(b)显示分立电极形成(导电膜蚀刻)工序，图9(c)显示流路形成部的蚀刻工序，图9(d)显示贮器形成部件的接合工序。
图10(a)～10(d)是说明变更方式的布线形成工序的图。
图11(a)和11(b)是显示其它变更方式的喷墨头的制造工序的图。
具体实施方式
接下来，对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1对喷墨打印机1的概括构成进行说明。另外，将图1所示前后左右各方向定义成打印机的“前”、“后”、“左”、“右”。而且，分别将纸面近前侧定义成“上”，将纸面另一侧定义成“下”。在下文适合使用前后左右上下各方向单词并说明。
〈打印机的概略构成〉
如图1所示，喷墨打印机1包括压盘2、滑架3、喷墨头4、传送机构5和控制装置6等。
在压盘2的上表面载置有作为记录介质的记录纸张100。滑架3被构成得在与压盘2相对的区域沿着两个导轨10、11能够沿左右方向(下文，也称作扫描方向)往复移动。滑架3与环形带14连接。通过环形带14被滑架驱动电动机15驱动，滑架3沿扫描方向移动。
喷墨头4被安装于滑架3，与滑架3一起沿扫描方向移动。喷墨头4包括在扫描方向上并列的4个头单元16。4个头单元16利用未图示的管分别与安装有4色(黑、黄、品红色、青色)墨盒17的盒支架7连接。各个头单元16具有被形成在其下表面(图1的纸面另一侧的面)的多个喷嘴24(参照图2～图5)。各个头单元16的喷嘴24朝向被载置在压盘2上的记录纸张100喷出从墨盒17供给的墨水。
传送机构5具有在前后方向隔着压盘2被配置的两个传送辊18、19。传送机构5利用两个传送辊18、19向前方(下文也被称作“传送方向”)传送被压盘2载置的记录纸张100。
控制装置6包括ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)、RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)、以及包含各种控制电路的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit：专用集成电路)等。控制装置6根据被ROM储存的程序，由ASIC执行在记录纸张100进行打印等各种处理。例如，在打印处理中，控制装置6根据从PC等外部装置输入的打印指令，控制喷墨头4和滑架驱动电动机15等，使图像等打印在记录纸张100上。具体而言，使墨水喷出动作和传送动作交替进行，所述墨水喷出动作是指边使喷墨头4与滑架3一起沿扫描方向移动边使墨水喷出的动作，所述传送动作是指由传送辊18、19沿传送方向传送记录纸张100预定数量的传送动作。
〈喷墨头的详细情况〉
下文参照图2～图5对喷墨头4的详细构成进行说明。另外，由于喷墨头4的4个头单元16的构成都相同，所以仅对其中一个头单元16进行说明，省略对其它的头单元16的说明。
如图2～图5所示，头单元16包括喷嘴板20、流路形成部21、压电致动器22和贮器形成部件23。另外，在图2中，为了简化图面，位于流路形成部21和压电致动器22上方的贮器形成部件23用双点划线仅显示外形。
〈喷嘴板〉
喷嘴板20的材质不特别限定。例如，能够采用不锈钢等金属材料、硅或聚酰亚胺等合成树脂材料等、各种各样的材质。在喷嘴板20形成有多个喷嘴24。如图2所示，喷出一种颜色墨水的多个喷嘴24沿着传送方向配置，构成在左右方向并列的两列喷嘴列25a、25b。在两列喷嘴列25a、25b，传送方向的喷嘴24的位置错开各喷嘴列25的配置间距P的二分之一(P/2)。
〈流路形成部〉
喷嘴板20接合在由硅构成的流路基板80的下表面。该流路基板80是形成有压力室26等流路的流路形成部21、和后述的压电致动器22的振动膜30一体化后的构造。在占流路基板80的大部分的流路形成部21，形成分别与多个喷嘴24连通的多个压力室26。各个压力室26具有在扫描方向长的矩形平面形状。多个压力室26对应于上述多个喷嘴24的配置，沿传送方向配置。
〈压电致动器〉
压电致动器22向多个压力室26内的墨水赋予用于从各个喷嘴24喷出的喷出能量。压电致动器22被配置在流路形成部21的上表面。如图2～图5所示，压电致动器22具有振动膜30、共用电极31、多个压电膜32、第一保护膜34、多个分立电极33、多个布线35、绝缘膜36、第二保护膜37等多个膜层叠后的构造。另外，在图2中，覆盖压电膜32的第一保护膜34、覆盖布线35的第二保护膜37的图示被省略。下文中也会说明，构成压电致动器22的上述多个膜通过由公知的半导体工艺技术成膜、蚀刻而被形成在作为硅基板的流路基板80的上表面。
如图2、图3所示，在压电致动器22的与多个压力室26的端部分别重叠的位置，形成多个连通孔22a。后述贮器形成部件23内的流路和多个压力室26分别被这些连通孔22a连通。
振动膜30以覆盖多个压力室26的方式被配置在流路形成部21的上表面的整个区域。另外，如上所述，在本实施方式中，振动膜30与流路形成部21一体化。振动膜30由二氧化硅(SiO2)、或氮化硅(SiNx)等形成。振动膜30的厚度例如是1μm左右。
共用电极31由导电性材料形成。该共用电极31被形成在振动膜30的上表面的几乎整个区域，并跨越多个压力室26地被配置。共用电极31的材质不特别限定，例如能够采用铂金(Pt)和钛(Ti)的双层构造。在此情况下，铂金层厚度例如能够是200nm左右，钛层厚度能够是50nm。
多个压电膜32经由共用电极31被形成在振动膜30的上表面。另外，多个压电膜32也可以相互连接。而且，在此情况下，在多个压电膜32一体化而构成的压电材料层的、多个压电膜32之间的位置，也可以分别形成狭缝。多个压电膜32分别与多个压力室26对应地配置。也就是，多个压电膜32以分别与多个压力室26重叠的方式被配置。如图3所示，各个压电膜32比压力室26小一圈，具有沿扫描方向长的矩形平面形状。各压电膜32以与对应的压力室26的中央部相对的方式被配置。压电膜32由压电材料构成，该压电材料例如以作为钛酸铅和锆酸铅的混晶的锆钛酸铅(PZT)为主要成分。压电膜32的厚度例如是1μm左右。另外，由PZT构成的压电膜32例如优先定向在(100)方向。
如图3～图5所示，第一保护膜34以覆盖多个压电膜32的各自缘部、和共用电极31从压电膜32露出部分的至少一部分的方式被形成。另外，各压电膜32的中央部从第一保护膜34露出，在该露出区域配置分立电极33。第一保护膜34是用于防止空气中所含水分侵入压电膜32的膜，该第一保护膜34由氧化铝(Al2O3)等具有防水性的材料形成。该第一保护膜34的厚度例如为100nm左右。
各个分立电极33具有比压电膜32小一圈的矩形的平面形状。各个分立电极33被形成在压电膜32的上表面中的、从第一保护膜34露出的中央部。各个分立电极33例如由铂金(Pt)和铱(Ir)等形成。各个分立电极33的厚度例如为100nm左右。
上述压电膜32由配置在其下侧(振动膜30侧)的共用电极31和配置在其上侧(与振动膜30相反一侧)的分立电极33夹持。而且，压电膜32在厚度方向上朝下、即从分立电极33朝向共用电极31的方向被极化。
如图4、图5所示，绝缘膜36在流路形成部21的左右方向的端部(图4中右侧端部)被形成在第一保护膜34上。而且，该绝缘膜36的端部36a以经由第一保护膜34覆盖压电膜32的端部32a的上表面的方式被配置。在绝缘膜36上配置有后述的多个布线35。绝缘膜36对多个布线35和共用电极31之间电绝缘。绝缘膜36的材质并不特别限定，例如可由二氧化硅(SiO2)形成。而且，从绝缘性观点出发，绝缘膜36的膜厚最好为一定厚度以上，例如为300～500nm。绝缘膜36的端部36a覆盖压电膜32，分立电极33的端部覆盖绝缘膜36的端部36a。而且，绝缘膜36的端部36a也与压力室26重叠。
在绝缘膜36上形成分别与多个分立电极33连接的多个布线35。多个布线35由铝(Al)等导电性材料形成。各个布线35以其一端部经由第一保护膜34和绝缘膜36覆盖压电膜32的端部32a的上表面的方式被配置，并与被形成在压电膜32的上表面的分立电极33连接。而且，各布线35从分立电极33向扫描方向延伸。更详细地，如图2所示，与被配置在左侧的分立电极33连接的布线35从对应的分立电极33向左侧延伸，与被配置在右侧的分立电极33连接的布线35从对应的分立电极33向右侧延伸。另外，为了尽量防止断线等的发生，布线35最好具有一定以上的厚度(高度)。在本实施方式中，布线35的厚度例如是1μm左右，比分立电极33的厚度(例如100nm)厚很多。
另外，如图3、图4所示，在本实施方式中，布线35的端部35a覆盖压电膜32，分立电极33的端部覆盖布线35的端部35a。而且，布线35的端部35a也与压力室26重叠。在该构成中，即使在成膜时产生的拉伸应力残留在布线35的情况下，与在布线35下存在分立电极33的情况相比，分立电极33从布线35承受的应力小，即使经过长时间，也不容易发生分立电极33剥离的问题。另外，在制造压电致动器22时，虽然该构成通过在首先形成布线35后，再形成分立电极33而被获得，但其理由在后述制造工序中详细说明。
而且，如图4所示，覆盖压电膜32的布线35的端部35a的侧面39被形成为倾斜面。另外，虽然在图4中，仅显示端部35a的左侧侧面39，但图4的纸面近前侧(前侧)的侧面39和与纸面另一侧(后侧)的侧面39也分别被形成为倾斜面。而且，如图3和图4所示，布线35的端部35a的、分别倾斜的三个侧面39被分立电极33覆盖。利用该构成，布线35和分立电极33的电连接的可靠性提高。
布线35下的绝缘膜36延伸至流路形成部21的左右两端部。而且，如图2所示，在流路形成部21的左右两端部，多个驱动触点元件40沿传送方向并列配置在绝缘膜36上。从分立电极33向左引出的布线35与位于流路形成部21左端部的驱动触点元件40连接，向右引出的布线35与位于流路形成部21右端部的驱动触点元件40连接。另外，在流路形成部21的左右两端部，在多个驱动触点元件40的传送方向两侧也配置有与共用电极31连接的2个接地触点元件41。
第二保护膜37以从振动膜30至多个压电膜32地覆盖上述多个布线35的方式被形成。该第二保护膜37是出于保护多个布线35并确保多个布线35之间的绝缘等目的而设置的。另外，第二保护膜37的端部覆盖压电膜32，分立电极33的端部覆盖第二保护膜37的端部。而且，第二保护膜37的端部也与压力室26重叠。另外，在图2中，虽然第二保护膜37的图示被省略，但第二保护膜37以覆盖从各个布线35与分立电极33连接部分至各个布线35与驱动触点元件40的连接部分为止的方式被形成，另一方面，多个驱动触点部40和接地触点元件41从第二保护膜37露出。第二保护膜37例如由氮化硅(SiNx)等形成。
如图2所示，在上述压电致动器22的左端部的上表面和右端部的上表面分别接合有作为布线部件的2个COF(ChipOnFilm：覆晶薄膜)50。而且，如图4所示，被形成在各个COF50的多个布线55分别与多个驱动触点元件40电连接。各个COF50的、与和驱动触点元件40连接端部相反一侧的端部与打印机1的控制装置6(参照图1)连接。而且，在各个COF50安装了驱动IC51。
驱动IC51根据从控制装置6传送的控制信号，生成并输出用于驱动压电致动器22的驱动信号。从驱动IC51输出的驱动信号经由COF50的布线55向驱动触点元件40输入，另外，经由压电致动器22的布线35向各分立电极33供给。被供给了驱动信号的分立电极33的电位在预定的驱动电位和接地电位之间变化。而且，在COF50也形成有接地布线(图示省略)。接地布线与压电致动器22的接点触点元件41电连接。由此，与接点触点元件41连接的共用电极31的电位始终被维持在接地电位。
对从驱动IC51供给驱动信号时的压电致动器22的动作进行说明。在未供给驱动信号的状态下，分立电极33的电位处于接地电位，与共用电极31处于相同电位。当从该状态向某个分立电极33供给驱动信号，并向分立电极33施加驱动电位时，利用该分立电极33和共用电极31的电位差，与压电膜厚度方向平行的电场作用于压电膜32。在此，由于压电膜32的极化方向和电场方向一致，所以压电膜32在其极化方向即厚度方向延伸并在面方向收缩。伴随着该压电膜32的收缩变形，振动膜30以向压力室26侧变凸的方式挠曲。由此，通过压力室26的容积减少并在压力室26内产生压力波，从与压力室26连通的喷嘴24喷出墨滴。
〈贮器形成部件〉
如图4和图5所示，贮器形成部件23隔着压电致动器22被形成在与流路形成部21相反一侧(上侧)，由粘接剂接合在压电致动器22的上表面。虽然贮器形成部件23例如也可以与流路形成部21同样由硅形成，但也可以由硅之外的材料，例如金属材料和合成树脂材料形成。
在贮器形成部件23的上半部形成沿着传送方向延伸的贮器52。该贮器52通过未图示的管分别与安装有墨盒17的盒支架7(参照图1)连接。
如图4所示，在贮器形成部件23的下半部形成从贮器52向下方延伸的多个墨水供给流路53。各墨水供给流路53与压电致动器22的多个连通孔22a连通。由此，从贮器52经由多个墨水供给流路53和多个连通孔22a向流路形成部21的多个压力室26供给墨水。而且，在贮器形成部件23的下半部也形成保护罩部54。在保护罩部54的内侧空间收容压电致动器22的多个压电膜32，多个压电膜32由保护罩部54覆盖。
下文，参照图6～图9，特别以压电致动器22的制造工序为中心，对上述喷墨头4的头单元16的制造工序进行说明。图6～图9分别是说明喷墨头的制造工序的图。
首先，如图6(a)所示，在硅基板即流路基板80的表面形成二氧化硅的振动膜30。作为振动膜30的成膜方法，能够优选采用热氧化处理。然后，如图6(b)所示，在振动膜30上，利用溅射等方式形成共用电极31。
然后，在共用电极31上形成压电膜32。首先，如图6(c)所示，利用溶胶凝胶法和溅射等，在共用电极31的上表面整个区域形成由PZT等压电材料构成的膜58后，如图6(d)所示，进行蚀刻，将膜58中与压力室26相对的部分之外的部分除去。然后如图6(e)所示，对振动膜30和共用电极31进行蚀刻，分别形成构成压电致动器22的连通孔22a(参照图4)的孔30a、31a。
如图7(a)所示，利用溅射、原子层沉积法(ALD)等在振动膜30(共用电极31)的上表面以覆盖各压电膜32的整个上表面的方式形成第一保护膜34。然后，如图7(b)所示，在第一保护膜34上以覆盖各个压电膜32的整体的方式形成绝缘膜36。由二氧化硅构成的绝缘膜36能够优选利用等离子CVD成膜。另外，为了利用等离子CVD进行优良的成膜，硅基板的温度最低也需要设为200℃以上，通常300℃以上。而且，绝缘膜36的成膜并不局限于上述等离子CVD，也可以采用由旋涂法形成的SOG(spinonglass：旋涂玻璃)膜等其它成膜法。在利用旋涂形成绝缘膜36的情况下，用旋涂涂覆成膜材料后，将硅基板即流路基板80加热到300℃左右。另外，也能利用上述成膜方法之外的原子层沉积法(ALD)形成绝缘膜36。
在形成绝缘膜36后，在绝缘膜36上形成多个布线35。另外，在该阶段，在压电膜32上还未形成分立电极33。也就是，在本实施方式中，在形成分立电极33之前，先形成要与分立电极33连接的布线35。
布线35的形成像下述那样进行。首先，如图7(c)所示，在绝缘膜36上表面的整个区域，利用溅射等形成导电膜56。然后对该导电膜56进行蚀刻来形成布线35。也就是，如图7(c)所示，在导电膜56中的残余部分(成为布线35的部分)形成光致抗蚀剂图案59。然后，如图7(d)所示，利用干刻等除去未被光致抗蚀剂图案59覆盖的导电膜56，然后，除去光致抗蚀剂图案59。由此，以各自的一端部覆盖压电膜32的端部的方式来形成多个布线35。而且，此时，如图4所示，将布线35的端部35a的三个侧面39形成为倾斜面。另外，也可以在对导电膜56蚀刻而形成布线35后，通过将流路形成部21加热到一定温度以上，对布线35加热(退火处理)。
然后，如图7(e)所示，以覆盖多个布线35的方式形成第二保护膜37。与前面的绝缘膜36相同，由氮化硅(SiNx)构成的第二保护膜37最好用200℃以上(最佳300℃以上)的高温工艺方法即等离子CVD成膜。另外，第二保护膜37也可以利用等离子CVD之外的、溅射、原子层沉积法(ALD)等其它成膜法成膜。
如果图7(e)的工序结束，然后如图8(a)所示，除去以后可形成有墨水流路的流路形成部21的下表面侧(与振动膜30相反一侧)的部分，将其厚度减薄到预定厚度(薄化工序)。虽然作为流路形成部21的坯料的硅片的厚度为500μm～700μm，但在该薄化工序中，将流路形成部21的厚度减薄到100μm。
该流路形成部21的薄化能够利用使用研磨材料的研磨来进行。此时，如图8(a)所示，将用于流路形成部21的保持的、UV剥离型的胶带等保持部件60粘接在制造过程中的压电致动器22上，切削流路形成部21的下部。当流路形成部21的薄化工序结束时，从制造过程中的压电致动器22剥离保持部件60。作为保持部件60，在使用UV剥离型的胶带的情况下，通过向胶带照射UV，能够轻易地剥离。另外，在上述研磨之外，也可以利用切削、蚀刻等其它方法来除去流路形成部21的一部分而进行薄化。
在该流路形成部21的薄化工序之后，由于流路形成部21的厚度变薄，如果保持该状态，则难以进行在随后的压电致动器22的制造等工序中的流路形成部21的处理。因此，如图8(b)所示，在薄化工序之后已变薄的流路形成部21的、与振动膜30相反一侧的下表面安装支撑部件61。该支撑部件61使用例如玻璃晶片，支撑部件61利用粘接剂接合在流路形成部21，以便随后能够拆卸。
在安装支撑部件61后，进行与压电致动器22的制造相关的剩余工序，完成压电致动器22。首先，如图8(c)所示，在未配置布线35的区域，利用蚀刻除去绝缘膜36和第二保护膜37。另外，虽然也可以在一个蚀刻工序中一次性除去绝缘膜36和第二保护膜37，但也可以利用不同的蚀刻工序来除去绝缘膜36和第二保护膜37。另外，如图8(d)所示，利用蚀刻除去第一保护膜34的、覆盖各压电膜32的中央部的部分。
如图9(a)所示，在各压电膜32从第一保护膜34露出的区域形成分立电极33。具体而言，首先，利用溅射等从振动膜30至多个压电膜32地在第一保护膜34形成导电膜57。然后，如图9(b)所示，对该导电膜57实施蚀刻，留下导电膜57覆盖各压电膜32的中央部的部分，将导电膜57的其它部分除去。而且，以分立电极33的端部从压电膜32的中央区域经由绝缘膜36的端部并跨越绝缘膜36上的布线35的方式形成各分立电极33。而且，以覆盖布线35的端部35a的三个侧面39的方式形成分立电极33。由此，在压电膜32的上表面使分立电极33和布线35导通。
在此，在绝缘膜36的除去工序(图8(c))中，在利用蚀刻除去压电膜32上表面的、未形成布线35的区域的绝缘膜36时，通常，绝缘膜36的、未除去的残余部分的端部36a(参照图4)被形成为以越朝向其前端则厚度越薄的方式倾斜的形状。然而，如果该绝缘膜36的端部36a针对与压电膜32的上表面正交方向的倾斜角度θ小时，在分立电极33的形成时，绝缘膜36的端面接近铅垂面，难以形成构成分立电极33的导电膜57。因此，如图9(b)所示，最好将绝缘膜36的上述倾斜角度θ设为45度～75度的角度。由此，导电膜57可靠地被形成在绝缘膜36的端部36a，在分立电极33和布线35之间难以产生导通不良。
当上述分立电极33的形成工序结束时，压电致动器22的制造结束。换而言之，在本实施方式中，分立电极33的形成工序在压电致动器22的制造工序中被最后执行。
一旦压电致动器22的制造完成，从流路形成部21拆下支撑部件61。例如在支撑部件61是玻璃晶片的情况下，由粘接剂接合的支撑部件61的拆卸由来自背面的激光照射而剥离。而且，如图9(c)所示，从流路形成部21的、与振动膜30相反一侧的下表面侧进行蚀刻，形成压力室26。另外，如图9(d)所示，用粘接剂等将喷嘴板20接合在流路形成部21的下表面，用粘接剂等将贮器形成部件23接合在压电致动器22。在喷嘴板20和贮器形成部件23的接合时使用热固化性粘接剂，将加热器(图示省略)的加热温度设定为100℃左右，对流路形成部件21和压电致动器22加热并粘接。
在以上说明的本实施方式中，图9(a)所示的分立电极33的形成工序成为压电致动器22的制造工序中的最后工序。换而言之，分立电极33在图7(b)的绝缘膜36的形成工序、图7(c)的布线35的形成工序、图7(d)的第二保护膜37的形成工序、图8(a)的流路形成部21的薄化工序之后形成。由此，能够获得以下的效果。
(1)在布线35的形成后形成分立电极33
如果在压电膜32上形成分立电极33后，然后再形成与分立电极33连接的布线35，则存在因在形成布线35时所产生的应力，分立电极33从压电膜32剥离的风险。具体而言，在本实施方式的布线形成工序中，像图7(c)所示那样形成导电膜56后，对该导电膜56蚀刻来形成布线35。在此，在导电膜56的蚀刻时，虽然在形成光致抗蚀剂图案时，进行对抗蚀剂加热并使其固化的工序，但此时，由于导电膜56也被加热，所以在导电膜56和与其重叠的层之间产生热应力。而且，在形成布线35后进行加热工序(退火处理)的情况下也产生热应力。因此，如果在分立电极33后形成布线35，存在分立电极33因上述热应力而剥离的风险。另外，成为布线35的导电膜56的厚度比分立电极33的厚度厚很多(例如，布线35的厚度是1μm，分立电极33的厚度是100nm)。因此，在导电膜56被加热时产生的热应力也变大。
而且，在本实施方式中，在先整面形成导电膜56后，布线35通过由蚀刻除去该导电膜56的不需要部分而形成。在此，如果在布线35形成前，分立电极33被形成，则在上述导电膜56的蚀刻时，也存在分立电极33被一起切削，膜厚变薄的风险。
针对这一点，在本实施方式中，由于在形成布线35后形成分立电极33，所以在布线35的形成时，不产生分立电极33从压电膜剥离且分立电极33的膜厚变薄的问题。
(2)在绝缘膜36的成膜后形成分立电极33
如果在绝缘膜36的成膜前在压电膜32形成分立电极33，则因在绝缘膜36的成膜工序和在随后利用蚀刻等进行的除去工序所产生的应力，分立电极33容易剥离。特别是，在用等离子CVD法等、在200℃以上的高温条件下形成绝缘膜36的情况下，在压电膜32和分立电极33之间产生的热应力变大，分立电极33的剥离更容易产生。针对这一点，在本实施方式中，由于在形成绝缘膜36后形成分立电极33，所以不产生因绝缘膜36的形成而分立电极33剥离的问题。
(3)在第二保护膜37的成膜后形成分立电极33
第二保护膜37也与上述(2)的绝缘膜36相同。即，如果在形成第二保护膜37前，在压电膜32形成分立电极33，则因在第二保护膜37的成膜工序和在随后利用蚀刻等进行的除去工序时所产生的、压电膜32的内部应力，分立电极33容易剥离。而且，在等离子CVD法等高温条件下形成第二保护膜37的情况下，分立电极33的剥离更容易产生。然而，在本实施方式中，由于在形成第二保护膜37后形成分立电极33，所以不产生因第二保护膜37的形成而分立电极33剥离的问题。
(4)在流路形成部21的薄化工序之后形成分立电极33
如图8(a)所示，在进行流路形成部21的薄化时，为了防止压电膜32等的损坏，将胶带等保持部件60粘贴在压电膜32上。因此，在形成分立电极33后再进行流路形成部21的薄化的情况下，存在上述保持部件60贴在分立电极33上，在剥离保持部件60时，分立电极33一起剥离的风险。针对这一点，在本实施方式中，在进行流路形成部21的薄化工序之后，形成分立电极33。也就是由于在薄化工序时，处于分立电极33未被形成的状态，所以在薄化工序之后剥离保持部件60时，不存在分立电极33一起剥离的问题。
另外，在流路形成部21的薄化工序之后，如图8(b)所示，将支撑部件61安装在流路形成部21。该支撑部件61用粘接剂简单接合，以便以后被拆卸。然而，在该支撑部件61的安装后，如果存在高温条件下进行的工序，则存在支撑部件61的接合因高温而脱落的风险。针对这一点，在本实施方式中，在进行绝缘膜36的成膜(图7(b))和第二保护膜37的成膜(图7(d))后，进行流路形成部21的薄化，然后，将支撑部件61安装在流路形成部21。从而，即使在用等离子CVD等高温工序形成绝缘膜36和第二保护膜37的情况下，支撑部件的接合也在上述成膜后进行。因此，不存在支撑部件61的接合后，粘接剂被加热到高温，支撑部件61的接合脱落的情形。
(5)关于贮器形成部件23等接合时的温度
如图9(d)所示，在分立电极33的形成工序之后，具有用热固化性粘接剂将喷嘴板20接合在流路形成部21的工序、以及用热固化性粘接剂将贮器形成部件23接合在压电致动器22的工序。在用热固化性粘接剂粘结后，需要用加热器(图示省略)对流路形成部21和压电致动器22加热。然而，这些接合工序中的加热器的加热温度比形成分立电极33前的工序的处理温度低。例如上述接合工序中的加热器的加热温度比用等离子CVD等形成绝缘膜36和第二保护膜37时的、流路形成部21的加热温度(200℃以上，最好为300℃以上)低，为100℃左右。因此，不存在上述接合工序中的加热器的加热与分立电极33的剥离相关那样的问题。
在上述说明的实施方式中，喷出墨水的喷墨头4相当于本发明的“液体喷出装置”。位于压电膜32下侧的共用电极31相当于本发明的“第一电极”。位于压电膜32上侧的分立电极33相当于本发明的“第二电极”。覆盖布线35的第二保护膜37相当于本发明的“保护膜”。
下文，对向上述实施方式施加了各种变更后的变更方式进行说明。但是，针对具有与上述实施方式相同构成的部件，赋予相同的标号并省略说明。
1)在上述实施方式中，虽然在压电致动器22的制造工序的最后阶段进行分立电极33的形成，但并不局限于这种制造工序。
与上述实施方式中的布线35的形成相关的、导电膜56的成膜、光致抗蚀剂的加热、导电膜56的蚀刻的各个工序分别对分立电极33的剥离造成很大的影响，所以分立电极33的形成最好在这些工序之后进行。反而言之，只要是在布线35形成之后，可以在任何时候形成分立电极33。
例如，也可以在绝缘膜36上形成布线35后(图7(d))，在形成对布线35进行保护的第二保护膜37之前，进行第一保护膜34和绝缘膜36的蚀刻，在使压电膜32的一部分露出后，形成分立电极33。或者，也可以在进行在压电膜32上形成分立电极33的工序之后，进行流路形成部21的薄化工序(图8(a))。
2)在上述实施方式中，经过布线35的导电膜56的成膜工序、光致抗蚀剂图案形成工序、由蚀刻导致的导电膜56的图案形成工序，形成布线35(图7(c)、7(d))，但也可以利用与此不同的工序来形成布线35。
如图10(a)所示，首先，在绝缘膜36上，由铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)、铜(Cu)等形成晶种层90。然后，如图10(b)所示，在晶种层90上形成抗蚀图案91后，在利用电镀在晶种层90上形成金属的导电膜92。此时，导电膜92未被抗蚀图案91覆盖，仅被形成在晶种层90露出区域。而且，如图10(c)所示，通过除去抗蚀图案91，形成布线35。另外，如图10(d)所示，将金属的布线35用作掩膜，利用干刻除去晶种层90的、未被布线35覆盖的部分。
在此，如果在先形成分立电极33后，再进行上述布线形成工序，则存在分立电极33剥离且膜厚减少的风险。首先，在图10(d)的由干刻除去晶种层90时，如果在晶种层90的下侧存在分立电极33，则存在该分立电极33被一起削除、厚度减少的情形。而且，根据种晶层90的材料性质的不同，存在因在抗蚀图案91形成时加热而使晶种层90和与其重叠的层之间产生热应力的情形。如果在晶种层90下存在分立电极33，则存在由于上述热应力而分立电极33剥离的风险。
针对此点，如果在形成布线35后形成分立电极33，则不产生在布线35的形成时、分立电极33从压电膜32剥离或分立电极33的膜厚变薄的问题。
3)压电致动器22的结构并不局限于上述实施方式说明的构成，能够像下述例示那样适合地变更。
在上述实施方式中，虽然在第一保护膜34和布线35之间形成绝缘膜36，但在仅由第一保护膜34就能确保布线35和共用电极31之间的足够绝缘性的情况等下，绝缘膜36也可以被省略。或者，覆盖压电膜32的第一保护膜34也可以被省略。而且，覆盖布线35的第二保护膜37也可以被省略。
虽然以上说明的实施方式及其变更方式是将本发明应用于向记录纸张喷出墨水来打印图像等的喷墨头，但本发明也能应用于以图像等打印之外的各种用途而被使用的液体喷出装置。例如也能将本发明应用于向基板喷出导电性液体而在基板表面上形成导电图案的液体喷出装置。
接下来，对本申请当初的权利要求书的权利要求1～12涉及的发明之外的公开发明进行说明。
即，一种液体喷出装置的制造方法，该液体喷出装置包括：形成有与喷嘴连通的压力室的流路形成部和压电致动器，该压电致动器具有以覆盖上述压力室的方式被设置在上述流路形成部的振动膜、与上述压力室对应地配置于上述振动膜的压电膜、被配置于上述压电膜的上述振动膜侧的面的第一电极、被配置于上述压电膜与上述振动膜相反一侧的面的第二电极以及与上述第二电极连接的布线。该制造方法的特征在于，包括薄化工序，除去上述流路形成部的与上述振动膜相反一侧的部分，减薄上述流路形成部的厚度，
在上述薄化工序之后，进行电极形成工序，在上述压电膜的与上述振动膜相反一侧的面形成上述第二电极。
虽然上述公开的发明是与本申请当初的权利要求书的权利要求3对应的发明，但上述公开发明的技术范围包含不以本申请当初的权利要求3引用的、权利要求1的构成为前提的发明。也就是，在先形成第二电极后再形成布线的方式也被上述公开的发明包含。
下文，对上述公开发明的实施方式的例子进行说明。首先，如图11(a)所示，在流路形成部21形成振动膜30、共用电极31、压电膜32、第一保护膜34。在此，一旦中断压电致动器22的制造，将胶带等保持部件60粘贴在制造中途的压电致动器22上后，利用研磨等除去流路形成部21的下部，减薄流路形成部21的厚度。当该薄化工序结束时，如图11(b)所示，剥离保持部件60，将支撑部件61接合在流路形成部21后，再次开始压电致动器22的制造。也就是，进行第一保护膜34的蚀刻后，分别形成绝缘膜36、布线35、第二保护膜37、分立电极33。在此，虽然也可以像上述实施方式那样，在形成布线35后形成分立电极33，但也可以像图11(b)所示那样，先形成分立电极33后，然后形成绝缘膜36、布线35、第二保护膜37，以布线35的端部覆盖分立电极33的方式形成布线35。

Claims (17)

1.一种液体喷出装置的制造方法，该液体喷出装置包括：
流路形成部，形成有与喷嘴连通的压力室；以及
压电致动器，
该压电致动器具有：
振动膜，以覆盖所述压力室的方式被设置在所述流路形成部；
压电膜，与所述压力室对应地配置于所述振动膜；
第一电极，被配置于所述压电膜的所述振动膜侧的面；
第二电极，被配置于所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面；以及
布线，与所述第二电极连接，
所述液体喷出装置的制造方法包括以下工序：
布线形成工序，以使所述布线的一部分覆盖所述压电膜的方式形成所述布线；以及
电极形成工序，在所述布线形成工序之后，在所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面，以与所述布线导通的方式形成所述第二电极。
2.根据权利要求1所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
在所述布线形成工序，从所述振动膜至所述压电膜形成导电膜后，通过用蚀刻除去该导电膜的一部分，形成所述布线。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
还包括薄化工序，除去所述流路形成部的与所述振动膜相反一侧的部分，减薄所述流路形成部的厚度，
在所述薄化工序之后，进行所述电极形成工序。
4.根据权利要求1或2所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
所述压电致动器的制造工序还包括保护膜成膜工序，该保护膜成膜工序在所述布线形成工序之后，形成覆盖所述布线的保护膜，
在所述保护膜成膜工序之后，进行所述电极形成工序。
5.根据权利要求4所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
在所述保护膜成膜工序中，在200℃以上的温度条件下形成所述保护膜。
6.根据权利要求4所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
还包括薄化工序，该薄化工序在所述保护膜形成工序之后，除去所述流路形成部的与所述振动膜相反一侧的部分，减薄所述流路形成部的厚度，
所述液体喷出装置的制造方法还包括支撑部件安装工序，在所述薄化工序之后的所述流路形成部的与所述振动膜相反一侧的面安装支撑部件，
在所述支撑部件安装工序之后，进行所述电极形成工序。
7.根据权利要求1所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
所述压电致动器的制造工序还包括绝缘膜成膜工序，该绝缘膜成膜工序从所述振动膜至所述压电膜形成绝缘膜，
在所述绝缘膜成膜工序之后，进行所述布线形成工序，以使所述布线的一部分覆盖所述压电膜的方式在所述绝缘膜上形成所述布线。
8.根据权利要求7所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
在所述绝缘膜成膜工序中，在200℃以上的温度条件下形成所述绝缘膜。
9.根据权利要求8所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
还包括薄化工序，该薄化工序在所述绝缘膜形成工序之后，除去所述流路形成部的与所述振动膜相反一侧的部分，减薄所述流路形成部的厚度，
所述液体喷出装置的制造方法还包括支撑部件安装工序，该支撑部件安装工序在所述薄化工序之后的所述流路形成部的与所述振动膜相反一侧的面安装支撑部件，
在所述支撑部件安装工序之后，进行所述电极形成工序。
10.根据权利要求7所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
在所述绝缘膜成膜工序中，以覆盖所述压电膜整体的方式形成所述绝缘膜，
所述液体喷出装置的制造方法还包括绝缘膜除去工序，该绝缘膜除去工序在所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面的一部分区域，除去所述绝缘膜，
在所述绝缘膜除去工序中，将所述绝缘膜的未被除去而残余的部分的端部以越朝向该端部的前端厚度越薄的方式形成为相对于和所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面正交的方向以45～75度角度倾斜的形状，
在所述电极形成工序中，以从所述压电膜的所述一部分区域经由所述绝缘膜的倾斜的所述端部跨越到所述绝缘膜上的所述布线的方式，形成所述第二电极。
11.根据权利要求1所述的液体喷出装置的制造方法，其中，
在所述布线形成工序中，将所述布线的覆盖所述压电膜的端部的三个侧面分别形成为倾斜的面，
在所述电极形成工序中，以分别覆盖所述布线的端部的所述倾斜的三个侧面的方式形成所述第二电极。
12.一种液体喷出装置，包括形成有与喷嘴连通的压力室的流路形成部和设置于所述流路形成部的压电致动器，
所述压电致动器具有：
振动膜，以覆盖所述压力室的方式被设置在所述流路形成部；
压电膜，被配置于所述振动膜；
第一电极，被配置于所述压电膜的所述振动膜侧的面；
第二电极，被配置于所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面；以及
布线，形成为该布线的一部分覆盖所述压电膜，该布线与所述第二电极连接，
在所述压电膜的与所述振动膜相反一侧的面，所述第二电极形成为覆盖所述布线。
13.根据权利要求12所述的液体喷出装置，其中，
所述布线的端部覆盖所述压电膜，
所述第二电极的端部覆盖所述布线的端部。
14.根据权利要求13所述的液体喷出装置，其中，
还包括保护所述布线的保护膜，
所述保护膜的端部覆盖所述压电膜，
所述第二电极的端部覆盖所述保护膜的端部。
15.根据权利要求14所述的液体喷出装置，其中，
还包括绝缘膜，该绝缘膜被形成在所述第一电极和所述布线之间，使所述第一电极和所述布线绝缘，
所述绝缘膜的端部形成为覆盖所述压电膜，
所述第二电极的端部覆盖所述绝缘膜的端部。
16.根据权利要求15所述的液体喷出装置，其中，
所述压电膜配置为与所述压力室重叠，
所述布线的端部、所述保护膜的端部和所述绝缘膜的端部均与所述压力室重叠。
17.根据权利要求13所述的液体喷出装置，其中，
所述布线的端部具有以朝向所述布线的前端而厚度变薄的方式倾斜的倾斜面。
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