DE69824695T2

DE69824695T2 - Tintenstrahldruckkopf und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69824695T2
Application number: DE69824695T
Authority: DE
Inventors: Takao Suwa-shi Nishikawa; Atsushi Suwa-shi TAKAKUWA
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2018-04-11
Also published as: CN1159157C; JPH10286955A; EP0930168A4; WO1998046431A1; JP3480235B2; DE69824695D1; EP0930168A1; EP0930168B1; CN1222885A; US20020184761A1; TW420638B

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahldruckkopf, der ein piezoelektrisches Element als Antriebsquelle zum Ausstoßen einer Tinte verwendet, und auf ein Herstellungsverfahren für diesen.
STAND DER TECHNIK
Es ist ein Tintenstrahldruckkopf des piezoelektrischen Typs erhältlich, der ein piezoelektrisches Element verwendet, das einen PZT als elektromechanisches Wandlerelement umfasst, welches eine Antriebsquelle zum Ausstoßen einer Flüssigkeit oder einer Tinte ist.
11 zeigt die Struktur eines typischen Tintenstrahldruckkopfes dieses Typs: 12 ist eine Kopfbasis; 29 ist eine Masseelektrode (Schwingungsplatte); 32 ist ein piezoelektrisches Element; 33 ist eine Tintendruckkammer; 35 ist eine Düsenplatte mit einer Tintenausstoßdüsenöffnung 13; 36 ist ein Tinteneinlass; 37 ist ein Vorratsbehälter; 38 ist eine Tintentanköffnung; wobei andere Bauelemente, einschließlich eines Verdrahtungsmusters, einer Signalschaltung und eines Tintentanks und dergleichen, nicht gezeigt sind.
Ein solcher Tintenstrahldruckkopf wird mit einem Prozess hergestellt, der im allgemeinen durch die Anwendung einer lithographischen Technik erhalten wird. 12 zeigt schematisch ein Beispiel des Herstellungsprozesses in Form einer Schnittansicht der 11 längs der Linie A-A'.
Wie in 12(a) gezeigt ist, sind eine Masseelektrode 29, eine piezoelektri sche Dünnschicht 30 und eine obere Elektrode 31 der Reihe nach auf einem Siliciumsubstrat (Wafer) 39 ausgebildet.
Anschließend, wie in 12(b) gezeigt ist, wird eine Resistschicht 15 auf der oberen Elektrode 31 ausgebildet, durch eine Maske belichtet und zu einem vorgeschriebenen Muster entwickelt, um die Resistschicht zu mustern.
Wie in 12(c) gezeigt ist, werden die piezoelektrische Dünnschicht 30 und die obere Elektrode 31 mit der Resistschicht 15 als Maske geätzt. Anschließend wird die Resistschicht 15 abgelöst, um somit das piezoelektrische Element 32 zu erhalten.
Wie in 12(d) gezeigt ist, wird anschließend eine Resistschicht 15 auf der Oberfläche ausgebildet, die der Seite gegenüberliegt, auf der das piezoelektrische Element 32 ausgebildet worden ist, wird durch eine Maske belichtet und zu einem vorgeschriebenen Muster entwickelt, um die Resistschicht 15 zu mustern.
Mit dieser Resistschicht 15 als Maske werden ein Oxidfilm 40 und der Silicium-Wafer 39 geätzt, woraufhin die Resistschicht 15 abgelöst wird, um somit die Kopfbasis 12 mit der darauf ausgebildeten Tintendruckkammer 33 zu erhalten.
Die Düsenplatte 35, die eine Tintenausstoßdüsenöffnung 13 aufweist, die an einer Position ausgebildet ist, die der Tintendruckkammer 33 entspricht, wird mit der so hergestellten Kopfbasis 12 über eine Klebeschicht oder dergleichen verbunden (verklebt), wie in 12(f) gezeigt ist. Ferner werden ein Verdrahtungsmuster, eine Signalschaltung und ein Tintentank und dergleichen ausgebildet, um einen Tintenstrahldruckkopf fertig zu stellen.
JP 06023993A und JP 06023993A offenbaren jeweils ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes. Ein lichtaushärtendes Kunstharz wird in eine Form gegossen und durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht durch eine Maskierungsplatte, die einen Maskierungsabschnitt trägt, ausgehärtet. Das Kunstharz unter dem Maskierungsabschnitt wird nicht ausgehärtet. Die Form wird anschließend abgenommen und in Azeton gewaschen, um das ungehärtete Kunstharz zu entfernen und somit eine Tintendüse zu schaffen, die mit einem Tintendurchlass in Verbindung steht, der im gehärteten Kunstharz durch die Form der Gießform geschaffen worden ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Mit dem neuesten Fortschritt, der auf dem Gebiet der Personalcomputer erreicht worden ist, sind Tintenstrahldrucker sehr schnell populär geworden. Für eine weitere Verbreitung der Tintenstrahldrucker ist es daraufhin notwendig, die Kosten zu reduzieren und eine höhere Auflösung zu erreichen, wobei zu diesem Zweck die Kostenreduktion und die Erreichung einer höheren Auflösung von Tintenstrahldruckern wesentliche Probleme sind, die zu lösen sind.
Bei dem vorangehenden Stand der Technik ist es jedoch notwendig, mehrere Schritte zur Herstellung einer Kopfbasis zu schaffen, wobei es nicht einfach ist, die Kosten deutlich zu reduzieren.
Ferner ist es zur Erreichung einer höheren Auflösung notwendig, die Breite und die Höhe der Tintendruckkammer und die Breite einer Trennwand, die die Tintendruckkammer unterteilt (in 12 jeweils durch W, H und W' dargestellt) zu reduzieren.
Beim obenerwähnten Stand der Technik hat jedoch die Tintendruckkammer im wesentlichen die gleiche Höhe wie die Dicke eines Silicium-Wafers. Um die Höhe der Tintendruckkammer zu reduzieren, ist es daher notwendig, einen dünneren Silicium-Wafer zu verwenden. Es ist jedoch derzeit Praxis, Wafer mit einer Dicke von etwa 200 μm zu verwenden, wobei die Verwendung eines dünneren Wafers Schwierigkeiten bei der Handhabung im Prozessablauf hinsichtlich der hieraus resultierenden reduzierten Festigkeit verursachen würde.
Ferner sind bei dem obenerwähnten Stand der Technik die Kopfbasis und die Düsenplatte unter Verwendung eines Klebstoffes verbunden. Es ist daher schwierig, das unerwünschte Fließen des Klebstoffes in die Tintendruckkammer als Ergebnis der Erreichung einer höheren Auflösung zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung dient daher zum Lösen dieser Probleme und hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Tintendruckkopfes zu schaffen, das die Herstellung desselben durch einen einfachen Prozess erlaubt und eine höhere Auflösung bei geringeren Kosten ermöglicht.
Das Verfahren zum Betreiben eines Tintenstrahldruckkopfes, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, umfasst den Schritt des Ausstoßens einer Tinte durch Druckbeaufschlagung einer Tintendruckkammer mittels Verformung eines piezoelektrischen Elements, das auf einer Kopfbasis vorgesehen ist, das die Tintendruckkammer bildet, in Reaktion auf ein elektrisches Signal.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes geschaffen, in welchem Tinte ausgestoßen wird durch Druckbeaufschlagung einer Tintendruckkammer mittels eines piezoelektrischen Elements, das sich in Reaktion auf ein elektrisches Signal verformt, und das auf einer Kopfbasis vorgesehen ist, das die Tintendruckkammer bildet; wobei das Herstellungsverfahren der Kopfbasis einen ersten Schritt der Herstellung einer Grünlage mit einem vorgeschriebenen Reliefmuster, das einem benötigten Profil für die Kopfbasis entspricht, einen zweiten Schritt der Ausbildung der Kopfbasis durch Auftragen und Aushärten eines Materials, um die Kopfbasis auf der Oberfläche der Grünlage mit dem Reliefmuster auszubilden, nach dem zweiten Schritt einen dritten Schritt des Ablösens der Kopfbasis von der Grünlage durch Bestrahlen einer Grenzfläche zwischen der Grünlage und der Kopfbasis mit Licht, und einen vierten Schritt des Ausbildens einer Düsenöffnung auf der Kopfbasis zum Ausstoßen von Tinte umfasst.
Somit erlaubt die Erfindung die Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes, der integral mit einer Tintenausstoßdüse ausgebildet wird, und liefert einen Tintenstrahldruckkopf, der mit einer hohen Auflösung bei geringeren Kosten arbeiten kann.
Zusammengefasst schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kopfbasis durch Kopieren einer Grünlage. Sobald die Grünlage hergestellt ist, kann sie wiederholt verwendet werden, solange die Haltbarkeit dies erlaubt. Der Prozess kann daher bei der Herstellung des zweiten und der nachfolgenden Kopfbasen weggelassen werden, wodurch es möglich wird, die Anzahl der Herstellungsschritte und somit die Kosten zu reduzieren.
Da die Düsenplatte integral ausgebildet wird, kann leicht eine höhere Auflösung erreicht werden.
Der erste Schritt kann z. B. wie folgt bewerkstelligt werden:

(1) Ausbilden einer Resistschicht in Reaktion auf ein vorgeschriebenes Muster auf dem Grünlagensubstrat, und anschließendes Ausbilden des obenerwähnten Reliefmusters durch Ätzen des Grünlagensubstrats, um somit die Grünlage herzustellen.

Gemäß diesem Schritt ist es möglich, eine hohe Genauigkeit der Form des Reliefmusters frei zu kontrollieren.
Ein Silicium-Wafer ist als Grünlagensubstrat geeignet. Der Silicium-Wafer wird mittels der Technik zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung geätzt, was eine hochgenaue Fertigung erlaubt.
Quarzglas ist ebenfalls als Grünlagensubstrat geeignet. Quarzglas weist eine hervorragende mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit auf, sowie ferner eine hervorragende Durchlässigkeit von Licht eines kurzen Wellenlängenbereiches, der in Einrichtungen zum Verbessern der Ablösbarkeit durch Bestrahlen einer Grenzfläche zwischen der Grünlage und der Kopfbasis mit Licht anwendbar ist.

(2) Der zweite Schritt umfasst die Ausbildung einer Resistschicht in Reaktion auf ein vorgeschriebenes Muster auf einer zweiten Grünlage, anschließendes Umwandeln der zweiten Grünlage und der Resistschicht in Leiter, elektrisches Abscheiden eines Metalls mittels eines Galvanisierungsverfahrens, um eine Metallschicht auszubilden, und anschließendes Ablösen der Metallschicht von der zweiten Grünlage und der Resistschicht, um somit die Grünlage herzustellen.

Die in diesem Schritt erhaltene Metallgrünlage ist im allgemeinen hinsichtlich Haltbarkeit und Ablösbarkeit hervorragend.
Das Material zur Ausbildung der Kopfbasis sollte vorzugsweise eine Substanz sein, die durch Beaufschlagen mit Energie aushärtbar ist.
Da diese Substanz in Form einer Flüssigkeit mit niedriger Viskosität gehandhabt werden kann, wenn diese auf die Grünlage aufgebracht wird, ist es möglich, auch die leichtesten Aussparungen auf der Grünlage mit dem Kopfbasisausbildungsmaterial zu füllen, um somit eine genaue Kopie des Reliefmusters auf der Grünlage zu erlauben.
Die Energie sollte vorzugsweise Licht oder Wärme oder sowohl Licht als auch Wärme sein. Die Verwendung einer solchen Energie erlaubt die Nutzung einer Universalbelichtungseinheit, eines Brennofens oder einer heißen Platte, was zu geringeren Anlagenkosten und zu Raumeinsparungen führt.
Die Kopfbasis kann mit einer thermoplastischen Substanz gebildet werden, solange die Substanz die Anforderungen für die physikalischen Eigenschaften erfüllt, wie z. B. die mechanische Festigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die Wärmebeständigkeit, und die geringsten Einzelheiten von Aussparungen auf der Originalplatte leicht gefüllt werden können.
Eine geeignete Substanz ist z. B. hydriertes Glas.
Ein hydriertes Glas ist ein Glasmaterial, das bei niedrigen Temperaturen Plastizität aufweist, wobei eine Kopfbasis mit hervorragender mechanischer Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit erhalten werden kann, indem ein solches Glasmaterial nach der Formung einer Dehydrierungsbehandlung unterworfen wird.
Im dritten Schritt kann eine bestimmte Kombination von Materialien für die Grünlange und die Kopfbasis zu einer höheren Haftung führen und kann es schwierig machen, die Kopfbasis von der Grünlage abzulösen. Das Ablösen von der Grünlage wird in zufriedenstellender Weise bewerkstelligt, indem die Grenzfläche zwischen der Grünlage und der Kopfbasis mit Licht bestrahlt wird. Die Trennschicht zum Veranlassen des Ablösens im Inneren und/oder an der Grenzfläche zur Grünlage durch Bestrahlung mit Licht kann zwischen der Grünlage und der Kopfbasis vorgesehen sein. Dies erhöht den Freiheitsgrad bei der Wahl eines Materials zum Ausbilden der Kopfbasis, ohne irgendeine direkte Beschädigung an der Kopfbasis hervorzurufen. Außerdem kann das Ablösen verbessert werden durch:

(3) Ausbilden einer Vertiefung des Reliefmusters auf der Grünlage in einer verjüngten Form, so dass die Öffnung größer ist als der Boden; und/oder
(4) Ausbilden einer Ablöseschicht, die ein Material umfasst, das eine geringe Haftung an der Kopfbasis aufweist, auf der Grünlagenoberfläche mit dem Reliefmuster.

Der vierte Schritt kann wie folgt bewerkstelligt werden:

(6) Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung mit einem lithographischen Verfahren;
(7) Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung mittels eines Laserstrahls;
(8) Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung mittels eines konvergenten Ionenstrahls; oder
(9) Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung durch einen Entladungs-Fertigungsvorgang.

Die vorliegende Erfindung offenbart ferner einen Tintenstrahldruckkopf, der mit den obenbeschriebenen Schritten hergestellt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Prozess zur Herstellung einer Kopfbasis in einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen Prozess zur Herstellung einer Grünlage in einer ersten Ausführungsform des ersten Schritts der Erfindung;
3 zeigt einen Prozess zur Herstellung einer Grünlage in einer zweiten Ausführungsform des ersten Schritts der Erfindung;
4 zeigt die Fortsetzung des Prozesses zur Herstellung einer Grünlage in der zweiten Ausführungsform des ersten Schritts der Erfindung;
5 zeigt eine Grünlage in einer Ausführungsform der Erfindung;
6 zeigt eine Grünlage, die eine darauf ausgebildete Ablöseschicht aufweist, in einer Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt einen Prozess der Bestrahlung mit Licht in einer Ausführungsform der Erfindung;
8 zeigt einen Prozess der Bestrahlung mit Licht in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
9 zeigt einen Prozess der Ausbildung einer Tintenausstoßdüsenöffnung in einer Ausführungsform der Erfindung;
10 zeigt einen Prozess der Ausbildung eines piezoelektrischen Elements auf einer Kopfbasis in einer Ausführungsform der Erfindung;
11 zeigt ein Beispiel der Struktur eines Tintenstrahldruckkopfes; und
12 zeigt ein Beispiel des herkömmlichen Herstellungsprozesses eines Tintenstrahldruckkopfes.

10: Grünlage
11: Vertiefung
12: Kopfbasis
13: Tintenausstoßdüsenöffnung
14: Ausgangsplattensubstrat
15: Resistschicht
16: Maske
17: Licht
18: Belichtungsbereich
19: Ätzmittel
20: zweite Ausgangsplatte
21: Maske
22: leitende Schicht
23: Metallschicht
24: Ablöseschicht
25: Bestrahlungslicht
26: Trennschicht
27: Maske
28: dritte Ausgangsplatte
29: Masseelektrode
30: piezoelektrische Dünnschicht
31: obere Elektrode
32: piezoelektrisches Element
33: Tintendruckkammer
34: Klebeschicht
35: Düsenplatte
36: Tinteneinlass
37: Vorratsbehälter
38: Tintentankeinlass
39: Siliciumsubstrat (Wafer)
40: Thermaloxidfilm

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden mit Bezug auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
1 zeigt einen Prozess zur Herstellung einer Kopfbasis in einer Ausführungsform der Erfindung.
Das Verfahren zur Herstellung einer Kopfbasis der Erfindung umfasst einen ersten Schritt zur Herstellung einer Grünlage 10 mit einem Reliefmuster in Reaktion auf eine herzustellende Kopfbasis, wie in 1(a) gezeigt ist; einen zweiten Schritt zur Ausbildung einer Kopfbasis 12 durch Beschichten und Aushärten eines Materials zum Ausbilden der Kopfbasis auf der Oberfläche der Grünlage 10 mit dem Reliefmuster, wie in 1(b) gezeigt ist; einen dritten Schritt des Ablösens der Kopfbasis 12 von der Grünlage 10, wie in 1(c) gezeigt ist; und einen vierten Schritt zur Ausbildung einer Tintenausstoßdüsenöffnung 13 an der Kopfbasis 12, wie in 1(d) gezeigt ist.
Im Folgenden werden die einzelnen Schritte genauer beschrieben.
(Erster Schritt)
Dies ist ein Schritt zur Herstellung der Grünlage 10 mit dem Reliefmuster in Reaktion auf die herzustellende Kopfbasis.
2 zeigt einen Prozess zur Herstellung einer Grünlage in der ersten Ausführungsform des ersten Schritts.
Genauer wird der erste Schritt wie folgt ausgeführt:
Zuerst wird eine Resistschicht 15 auf einem Grünlagensubstrat 14 ausgebildet, wie in 2(a) gezeigt ist. Das Grünlagensubstrat 14 ist eine Lage, die durch Ätzen ihrer Oberfläche als eine Grünlage dient, wobei hier ein Silicium-Wafer verwendet wird. Die Technik zum Ätzen eines Silicium-Wafers wurde bereits in der Fertigungstechnik für Halbleitervorrichtungen entwickelt und erlaubt ein hochgenaues Ätzen. Für das Grünlagensubstrat 14 ist das Material nicht auf einen Silicium-Wafer beschränkt, sondern kann ein Substrat oder ein Film z. B. aus Glas, Quarz, einem Kunstharz, einem Metall und Keramiken oder dergleichen sein.
Ein im Handel erhältlicher Positivtyp-Resist, der durch Mischen eines Diazonaphthochinon-Derivats als ein photosensitives Mittel zu einem Cresol-Novolak-Basis-Kunstharz hergestellt wird, welches gewöhnlich bei der Fertigung einer Halbleitervorrichtung in Gebrauch ist, ist unverändert als Material zur Ausbildung einer Resist-Schicht 15 anwendbar. Der Ausdruck des Positivtyp-Resists, wie er hier verwendet wird, bezeichnet einen Resist, von dem ein belichteter Bereich selektiv durch eine Entwicklungslösung beseitigt werden kann.
Die Ausbildung der Resistschicht kann durch Schleuderbeschichtung, Tauchen, Sprühbeschichtung, Rollbeschichtung und Stabbeschichtung oder dergleichen bewerkstelligt werden.
Anschließend, wie in 2(b) gezeigt ist, wird eine Maske 16 auf der Resistschicht 15 angeordnet, wobei ein belichteter Bereich 18 ausgebildet wird, indem nur ein vorgeschriebener Bereich der Resistschicht 15 durch die Maske 16 mit Licht 17 bestrahlt wird.
Auf der Maske 16 wird ein Muster ausgebildet, so dass das Licht 17 nur durch den Bereich dringt, der den konkaven Abschnitten 11 entspricht, wie in 2(e) gezeigt ist.
Die konkaven Abschnitte 11 werden in Reaktion auf die Form und die Anordnung der Trennwände, die die Tintendruckkammer, den Tinteneinlass und den Vorratsbehälter des herzustellenden Tintenstrahlkopfes bilden, ausgebildet. Nach der Belichtung der Resistschicht 15 führt die Anwendung der Entwicklungsbehandlung unter vorgeschriebenen Bedingungen zu einer selektiven Entfernung nur des Resists am belichteten Bereich 18, wie in 2(c) gezeigt ist. Somit wird das Grünlagensubstrat 14 freigelegt, wobei die anderen Abschnitte mit der Resistschicht 15 bedeckt bleiben.
Nach Abschluss der Musterung der Resistschicht 15, wie oben beschrieben worden ist, wird das Grünlagensubstrat 14 bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe mit der Resistschicht 15 als Maske geätzt.
Das Ätzen wird entweder nass oder trocken bewerkstelligt. Nass- oder Trockenätzen wird in geeigneter Weise in Reaktion auf die bestimmten Spezifikationen für die Eigenschaften, wie z. B. das Material des Grünlagensubstrats, die Ätzquerschnittsform und die Ätzrate, ausgewählt. Hinsichtlich der Kontrollierbarkeit ist Trockenätzen überlegen: es ist möglich, die konkaven Abschnitte in einer gewünschten Form einschließlich der Herstellung zu einem Rechteck oder einer Kegelform zu ätzen, indem Bedingungen wie z. B. der Ätzgastyp, die Gasströmungsrate, der Gasdruck und die Vorspannung verändert werden. Unter anderem sind das Induktivkopplungs-(ICP)-Verfahren, das Elektronzyklotronresonanz-(ECR)-Verfahren und Hochdichtplasma-Ätzverfahren, wie z. B. das Helikon-Wellenanregungsverfahren, für das tiefe Ätzen des Grünlagensubstrats 14 geeignet.
Nach Abschluss des Ätzens wird anschließend die Resist-Schicht 15 entfernt, wie in 2(e) gezeigt ist, um die Grünlage 10 mit einem Reliefmuster in Übereinstimmung mit der Kopfbasis zu erhalten.
In der vorangehenden Ausführungsform wurde bei der Ausbildung des Reliefmusters auf dem Grünlagensubstrat der Positivtyp-Resist verwendet. Es kann jedoch auch ein Negativtyp-Resist verwendet werden, bei dem ein belichteter Bereich in der Entwicklungslösung unlöslich ist und ein nichtbelichteter Bereich selektiv durch die Entwicklungslösung entfernt werden kann. In diesem Fall wird eine Maske mit einem Muster, das umgekehrt zu demjenigen der Maske 16 ist, verwendet. Oder der Resist kann direkt beim Belichten mittels eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls ohne die Verwendung einer Maske gemustert werden.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform des ersten Schritts beschrieben.
Die 3 und 4 zeigen einen Prozess zur Herstellung einer Grünlage in der zweiten Ausführungsform des ersten Schritts.
In der zweiten Ausführungsform wird der erste Schritt wie folgt ausgeführt:
Zuerst, wie in 3(a) gezeigt ist, wird eine Resistschicht 15 auf der zweiten Grünlage 20 ausgebildet.
Die zweite Grünlage 20 übernimmt die Rolle eines Trägers für die Resistschicht 15 im Prozessablauf. Das Material derselben ist nicht besonders eingeschränkt, solange das Material eine Prozesswiderstandsfähigkeit einschließlich einer mechanischen Festigkeit und einer Chemikalienbeständigkeit, die für den Prozessablauf erforderlich sind, aufweist und hinsichtlich Benetzbarkeit und Haftung an dem die Resistschicht 15 bildenden Material zufriedenstellend ist, einschließlich z. B. Glas, Quarz, einem Silicium-Wafer, einem Kunstharz, einem Metall und Keramiksubstraten. Eine Glasausgangsplatte 20, die mittels Flachpolieren der Oberfläche des Materials unter Verwendung eines Ceriumoxid-Basis-Schleifmittels hergestellt worden ist, wird gewaschen und getrocknet und hier verwendet.
Das Material und das Verfahren, die für die obenerwähnte erste Ausführungsform beschrieben worden sind, können für die Resistschicht 15 in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, weshalb deren Beschreibung weggelassen wird.
Wie in 3(b) gezeigt ist, wird anschließend eine Maske 21 auf der Resistschicht 15 angeordnet, wobei Licht 17 nur auf einen vorgeschriebenen Bereich der Resistschicht 15 durch die Maske 21 gestrahlt wird, um somit einen belichteten Bereich 18 auszubilden.
Die Maske 21 wird so gemustert, dass das Licht 17 nur durch den Bereich dringt, der den konvexen Abschnitten der herzustellenden Grünlage 10 entspricht, und hat ein Muster genau umgekehrt zu demjenigen der in 2 gezeigten Maske 16.
Nach der Belichtung der Resistschicht 15 erlaubt die Anwendung einer Entwicklungsbehandlung unter vorgeschriebenen Bedingungen die selektive Entfernung des Resists nur des belichteten Bereichs 18, wie in 3(c) gezeigt ist, wobei die Resistschicht 15 gemustert wird.
Wie in 4(a) gezeigt ist, wird anschließend eine Leitfähigkeitsschicht 22 auf der Resistschicht 15 und der zweiten Grünlage 20 ausgebildet, um die Oberfläche leitend zu machen.
Für die Leitfähigkeitsschicht 22 ist es z. B. ausreichend, Ni in einer Dicke innerhalb des Bereiches von 500 bis 1000 Å auszubilden. Die Leitfähigkeits schicht 22 kann durch Sputtern, CVD, Gasphasenabscheidung und stromloses Plattieren ausgebildet werden.
Ferner wird Ni mit dem Galvanisierungsverfahren elektrisch abgeschieden, wobei die Resistschicht 15 und die zweite Grünlage 20, die durch die Leitfähigkeitsschicht 22 in Leiter verwandelt worden sind, als Katoden verwendet werden und ein Ni-Chip oder eine Kugel als Anode verwendet wird, um eine Metallschicht 23 zu bilden, wie in 4(b) gezeigt ist.
Eine typische Zusammensetzung der Galvanisierungslösung ist folgende:
Nickelsulfamat: 500 g/l
Borsäure: 30 g/l
Nickelchlorid: 5 g/l
Egalisierungsmittel: 15 mg/l
Wie in 4(c) gezeigt ist, werden anschließend die Leitfähigkeitsschicht 22 und die Metallschicht 23 von der zweiten Grünlage 20 abgelöst, woraufhin das Produkt bei Bedarf gewaschen wird, um eine Grünlage 10 fertigzustellen.
Die Leitfähigkeitsschicht 22 kann bei Bedarf durch eine Ablösebehandlung von der Metallschicht 23 entfernt werden.
Die zweite Grünlage 20 kann mittels Regeneration und Waschen wiederverwendet werden, solange ihre Haltbarkeit dies erlaubt.
Auch in der vorangehenden zweiten Ausführungsform kann wie in der ersten Ausführungsform ein Negativtyp-Resist verwendet werden, wobei in diesem Fall eine Maske mit einem umgekehrten Muster bezüglich der obenerwähnten Maske 21, d. h. die in 2 gezeigte Maske 16, verwendet wird. Andererseits kann der Resist direkt in einer Musterform mittels eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls ohne Verwendung einer Maske belichtet werden.
(Zweiter Schritt)
Dies ist ein Schritt zur Ausbildung einer Kopfbasis 12 durch Auftragen und Verfestigen eines Materials zur Ausbildung einer Kopfbasis auf der Oberfläche der Grünlage 10, die im ersten Schritt hergestellt worden ist und ein Reliefmuster aufweist.
Für das Material zur Ausbildung einer Kopfbasis besteht keine besondere Beschränkung, jedoch sind verschiedene Materialien anwendbar, solange die Anforderungen für die mechanische Festigkeit und die Eigenschaften, wie z. B. die Korrosionsbeständigkeit, als Kopfbasis eines Tintenstrahlkopfes mit einer ausreichenden Prozesshaltbarkeit zufriedengestellt werden. Das Material sollte vorzugsweise durch Beaufschlagen mit Energie aushärtbar sein.
Da eine solche Substanz in Form einer Flüssigkeit mit niedriger Viskosität gehandhabt werden kann, wenn diese auf der Grünlage aufgetragen wird, ist es möglich, auch die kleinsten Einzelheiten der konkaven Abschnitte der Grünlage mit dem Kopfbasisformmaterial zu füllen, wodurch eine genaue Kopie des Reliefmusters auf der Grünlage ermöglicht wird.
Die Energie sollte vorzugsweise Licht oder Wärme oder sowohl Licht als auch Wärme sein. Die Verwendung einer solchen Energie erlaubt die Nutzung einer Universalbelichtungseinheit, eines Backofens oder einer heißen Platte, was zu geringeren Anlagenkosten und zu Raumeinsparungen führt.
Anwendbare Substanzen umfassen insbesondere Acrylharze, Epoxydharze, Melaminharze, Novolak-Harze, Styrolharze, Kunstharze, wie z. B. solche auf Polyimid-Basis, und Polymere auf Siliciumbasis, wie z. B. Polysilazan.
Das Auftragen eines Kopfbasisformmaterials kann mittels Schleuderbeschichtung, Tauchen, Sprühbeschichtung, Rollbeschichtung und Stabbeschichtung bewerkstelligt werden.
Wenn das Kopfbasisformmaterial eine Lösungsmittelkomponente enthält, sollte eine Wärmebehandlung zum Entfernen des Lösungsmittels durchgeführt werden.
Anschließend wird eine Aushärtungsbehandlung in Übereinstimmung mit dem Kopfbasisformmaterial durchgeführt, wobei das Material verfestigt wird, um eine Kopfbasis 12 zu bilden.
Eine thermoplastische Substanz kann als Kopfbasisformmaterial verwendet werden. Hydriertes Glas ist als eine solche Substanz geeignet. Hydriertes Glas enthält Wasser innerhalb eines Bereiches von einigen bis einigen zehn Gew.-% und befindet sich bei Raumtemperatur in einem festen Zustand. Es weist bei niedriger Temperatur (unter 100°C, mit der Zusammensetzung variierend) Plastizität auf. Eine Dehydrierung eines solchen hydrierten Glases nach Ausbildung der Kopfbasis liefert eine Kopfbasis, die hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Korrosionsbeständigkeit und der Wärmebeständigkeit hervorragend ist.
(Dritter Schritt)
Dies ist ein Schritt des Ablösens der Kopfbasis 12, die auf der Grünlage 10 im zweiten Schritt ausgebildet worden ist, von der Grünlage 10.
Genauer umfasst der Ablöseschritt das Befestigen der Grünlage 10 mit der darauf ausgebildeten Kopfbasis 12, das Anziehen und Halten der Kopfbasis 12, und das mechanische Ablösen derselben.
Beim Ablösen kann eine bestimmte Kombination von Materialien für die Grünlage und die Kopfbasis 12 zu einer höheren Haftung führen, was es schwierig macht, die Kopfbasis 12 von der Grünlage 10 abzulösen.
In einem solchen Fall sollten die konkaven Abschnitte des Reliefmusters, das auf der Grünlage 10 ausgebildet ist, vorzugsweise eine verjüngte Form aufweisen, mit einer Öffnung, die größer ist als der Boden. Dies erlaubt die Reduzierung der Beanspruchung, wie z. B. einer Reibungskraft, die zwischen der Grünlage 10 und der Kopfbasis 12 beim Ablösen wirkt, wodurch das Ablösen von der Grünlage 10 sichergestellt wird.
Eine ähnliche Wirkung kann auch erhalten werden durch Ausbilden einer Ablöseschicht 24, die ein Material mit einer geringen Haftung umfasst, an der Kopfbasis 12 auf der Oberfläche der Grünlage 10 mit einem Reliefmuster, wie in 6 gezeigt ist. Es reicht aus, in geeigneter Weise ein Material für die Ablöseschicht 24 in Reaktion auf die Materialien für die Grünlage 10 und die Kopfbasis 12 auszuwählen.
Das Ablösen von der Grünlage 10 wird in zufriedenstellender Weise durch Abstrahlen von Licht 25 auf die Grenzfläche zwischen der Grünlage 10 und der Kopfbasis 12 vor dem Ablösen bewerkstelligt, wie in 7 gezeigt ist, um die Haftung zwischen der Grünlage und der Kopfbasis 12 zu reduzieren oder zu beseitigen. Dies dient dazu, verschiedene Arten von Bindungskräften zwischen Atomen oder Molekülen an der Grenzfläche der Grünlage 10 und der Kopfbasis 12 zu reduzieren oder zu beseitigen, oder um in der Praxis eine Ablösung oder dergleichen hervorzurufen, was zu einer Grenzflächenablösung und der Wirkung des Bestrahlungslichts führt.
Ferner kann das Bestrahlungslicht in bestimmten Fällen die Freisetzung von Gasen von der Kopfbasis 12 hervorrufen, um somit das Erreichen eines Trennungseffekts zu erlauben. Genauer werden die in der Kopfbasis 12 enthaltenen Komponenten verdampft und freigesetzt, um zur Trennung beizutragen.
Das Bestrahlungslicht 25 sollte vorzugsweise ein Excimer-Laser sein. Der Excimer-Laser wird praktisch in einer Vorrichtung angewendet, die eine hohe Energieabgabe im kurzen Wellenlängenbereich bereitstellt, und erlaubt die Behandlung in einer sehr kurzen Zeitspanne. Eine Ablösung wird somit nur in der Nähe der Grenzschicht hervorgerufen, wobei kaum eine Temperaturbeanspruchung auf die Grünlage 10 oder die Kopfbasis 12 ausgeübt wird.
Das Bestrahlungslicht 25 ist nicht auf dem Excimer-Laser beschränkt, vielmehr sind beliebige verschiedene Laserstrahlen (Bestrahlungen) anwendbar, solange sie eine Grenzflächenablösung an der Grenzfläche zwischen der Grünlage 10 und der Kopfbasis 12 hervorrufen können.
Es ist notwendig, dass die Grünlage 10 eine Durchlässigkeit bezüglich des Bestrahlungslichts 25 aufweist. Die Durchlässigkeit sollte vorzugsweise wenigstens 10 %, oder vorzugsweise wenigstens 50 % betragen. Mit einer Durchlässigkeit, die kleiner ist als dieses Niveau, wird das Bestrahlungslicht durch die Grünlage während des Durchlassens gedämpft, was zu einer größeren Lichtmenge führt, die erforderlich ist, um die obenerwähnte Erscheinung, wie z. B. die Ablösung, hervorzurufen. Quarzglas, das eine hohe Durchlässigkeit aufweist und auch eine hervorragende mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit aufweist, ist als Material für die Ausgangsplatte geeignet.
Wie in 8 gezeigt ist, kann zwischen der Grünlage 10 und der Kopfbasis 12 eine Trennschicht 26 vorgesehen sein, um das Ablösen an der Grenzfläche mit der Grünlage 10 unter der Wirkung des Bestrahlungslichts 25 hervorzurufen. Durch das Hervorrufen der Ablösung in der Trennschicht 26 und/oder an der Grenzfläche wird niemals ein direkter Einfluss auf die Grünlage 10 oder die Kopfbasis 12 ausgeübt.
Verwendbare Materialien für die Trennschicht 26 umfassen nichtkristallines Silicium; verschiedene Oxidkeramiken, wie z. B. Sicliciumoxid, Silikatverbindungen, Titanoxid, Titanatverbindungen, Zirkoniumoxid, Zirkonatverbindungen, Lanthanoxid und Lanthanatverbindungen; (starke) dielektrische Körper oder Halbleiter; Nitrid-Keramiken, wie z. B. Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid und Titannitrid; organische Polymermaterialien, wie z. B. Acrylharze, Epoxydharze, Polyamide und Polyimide, ein Metall oder eine Legierung von zwei oder mehr Metallen, ausgewählt aus der Gruppe Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Br, Gd und Sm. Aus den oben aufgezählten Materialien werden eines oder mehrere in geeigneter Weise entsprechend den Prozessbedingungen und den Materialien für die Grünlage und die Kopfbasis 12 ausgewählt.
Für das Ausbildungsverfahren der Trennschicht 26 gibt es keine besondere Einschränkung, jedoch wird ein Verfahren in geeigneter Weise entsprechend der Zusammensetzung und der Dicke der Trennschicht 26 ausgewählt. Genauer umfassen die anwendbaren Verfahren zur Ausbildung der Trennschicht 26 verschiedene Gasphasenabscheidungsverfahren, wie z. B. CVD, die Gasphasenabscheidung, Sputtern und die Ionenplattierung, die Galvanisierung, das Langmuir-Blodgett-LP-Verfahren, die Schleuderbeschichtung, das Tauchen, die Sprühbeschichtung, die Rollbeschichtung und die Stabbe schichtung.
Die Dicke der Trennschicht 26, die mit dem Objekt der Ablösung oder der Zusammensetzung der Trennschicht 26 variiert, sollte üblicherweise innerhalb eines Bereiches von 1 nm bis 20 μm, vorzugsweise von 10 nm bis 20 μm, oder stärker bevorzugt von 40 nm bis 1 μm liegen. Eine kleinere Dicke als dieses Niveau der Trennschicht 26 führt zu einer größeren Beschädigung der Kopfbasis 12, während eine größere Dicke eine größere Menge an Bestrahlungslicht erfordert, um eine gute Ablösbarkeit der Trennschicht 26 sicherzustellen. Die Dicke der Trennschicht 26 sollte vorzugsweise möglichst gleichmäßig sein.
Die Reste der Trennschicht 26 nach dem Ablösen werden durch Abwaschen beseitigt.
(Vierter Schritt)
Dies ist ein Schritt zur Ausbildung einer Tintenausstoßdüsenöffnung 13 an der Kopfplatte 12, die im dritten Schritt erhalten worden ist.
Das Verfahren zur Ausbildung der Tintenausstoßdüsenöffnung 13 ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt, vielmehr sind Verfahren anwendbar, die z. B. das lithographische Verfahren, die Laserfertigung, die FIB-Fertigung und die Entladungsfertigung umfassen.
9 zeigt einen Prozess zur Ausbildung einer Tintenaustoßdüsenöffnung 13 mit dem lithographischen Verfahren. Genauer wird der Prozess wie folgt ausgeführt:
Wie in 9(a) gezeigt ist, wird zuerst eine Resistschicht 15 auf der Kopfbasis 12 ausgebildet.
Das Material und das Verfahren zur Ausbildung der Resistschicht 15 können die gleichen sein wie diejenigen, die oben mit Bezug auf 2 beschrieben worden sind, und werden daher hier nicht beschrieben.
Wie in 9(b) gezeigt ist, wird als Nächstes eine Maske 27 auf der Resistschicht 15 angeordnet und Licht 17 nur auf einen vorgeschriebenen Bereich der Resistschicht 15 durch die Maske gestrahlt, um somit einen belichteten Bereich 18 auszubilden.
Die Maske 27 wird so gemustert, dass das Licht 17 nur zu einem Bereich durchdringt, der der Tintenausstoßdüsenöffnung 13 entspricht, wie in 9(e) gezeigt ist.
Nach der Belichtung der Resistschicht 15 führt die Anwendung der Entwicklungsbehandlung unter vorgeschriebenen Bedingungen zu einer selektiven Entfernung des Resists nur vom belichteten Bereich 18, wie in 9(c) gezeigt ist, um die Kopfbasis 12 freizulegen, wobei die anderen Abschnitte mit der Resistschicht 15 bedeckt bleiben.
Wenn die Resistschicht 15 wie oben beschrieben gemustert worden ist, wird ein Ätzen bis zur vollständigen Durchdringung durch die Kopfbasis 12 unter Verwendung der Resistschicht 15 als Maske durchgeführt.
Das Ätzen kann entweder nass oder trocken durchgeführt werden. Das nasse oder trockene Ätzen wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Ätzquerschnittsform, der Ätzrate und der Oberflächengleichmäßigkeit für das bestimmte Material für die Tintenstrahlbasis 12 ausgewählt. Hinsichtlich der Steuerbarkeit ist das trockene Ätzen überlegen, wobei verwendbare Trockenverfahren z. B. das parallele Flach-Typ-Reaktivionenätzverfahren (RIE-Verfahren), das Induktivkopplungsverfahren (ICP-Verfahren), das Elektronzyklotronresonanz-Verfahren (ECR-Verfahren), das Helikon-Wellenanregungsverfahren, das Magnetron-Verfahren, das Plasmaätzverfahren und das Ionenstrahlätzverfahren umfassen. Die Tintenausstoßdüsenöffnung 13 kann in einer gewünschten Form einschließlich eines Rechtecks und einer verjüngten Form durch Ändern der Bedingungen, wie z. B. der Ätzgassaat, der Gasströmungsrate, des Gasdrucks, der Vorspannung und dergleichen, geätzt werden.
Nach Abschluss des Ätzens, wie in 9(e) gezeigt ist, wird die Kopfbasis 12 mit einer darin ausgebildeten Tintenausstoßdüsenöffnung 13 durch Entfernen der Resistschicht 15 erhalten.
Laser, die für die Laserfertigung verwendbar sind, umfassen verschiedene Gaslaser und Festkörperlaser (Halbleiterlaser), wobei insbesondere Excimer-Laser, wie z. B. KrF, YAG-Laser, Ar-Laser, He-Cd-Laser und CO₂-Laser geeignet sind. Unter anderem ist der Excimer-Laser besonders geeignet.
Der Excimer-Laser, der einen Laserstrahl mit einer hohen Energieabgabe im kurzen Wellenlängenbereich bereitstellt, erlaubt die Fertigung in einer sehr kurzen Zeitspanne, wodurch sich eine hohe Produktivität ergibt.
Gemäß dem lithographischen Verfahren ist es möglich, Tintenausstoßdüsenöffnungen 13 an mehreren Positionen gleichzeitig auszubilden. Dieses Verfahren führt jedoch zu hohen Anlagenkosten und höheren Materialkosten, was einen größeren Anlagenraum erfordert.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Kopfbasis, wie oben beschrieben worden ist, kann die Grünlage 10, sobald sie einmal hergestellt worden ist, wiederholt wiederverwendet werden, solange dies die Haltbarkeit erlaubt. Die Fertigungsschritte der zweiten und nachfolgenden Grünlage 10 können daher weggelassen werden, was eine Reduktion der Anzahl der Prozesse und eine Kostenreduktion ermöglicht.
Ein Beispiel des Prozesses zur Ausbildung eines piezoelektrischen Elements auf der Kopfbasis 12, die in der obenerwähnten Ausführungsform ausgebildet worden ist, wird im Folgenden mit Bezug auf 10 beschrieben. Gemäß diesem Prozess wird das piezoelektrische Element einmal auf einer dritten Grünlage 28 ausgebildet und anschließend auf die Kopfbasis 12 kopiert. Genauer wird der Prozess wie folgt ausgeführt:
Wie in 10(a) gezeigt ist, werden zuerst eine Masseelektrode 29, eine piezoelektrische Dünnschicht 30 und eine obere Elektrode 31 sequentiell auf der dritten Grünlage 28 laminiert.
Die dritte Grünlage 28 übernimmt die Rolle als Träger beim Mustern der piezoelektrischen Dünnschicht 30 und der oberen Elektrode 31 zu Elemen ten, und sollte vorzugsweise eine Prozesshaltbarkeit, eine besonders zufriedenstellende Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit aufweisen. Nach dem Verkleben (Anheften) an der Kopfbasis in einem Prozess, der der Musterung der piezoelektrischen Dünnschicht 30 und der oberen Elektrode 31 folgt, wird ein Ablösen an der Grenzfläche zwischen der Masseelektrode 29 und der dritten Grünlage 28 durchgeführt. Die dritte Grünlage 28 sollte daher vorzugsweise keine sehr hohe Haftung mit der Masseelektrode 29 eingehen.
Das Material für die Masseelektrode 29 und die obere Elektrode 31 ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt, solange die elektrische Leitfähigkeit hoch ist. Anwendbare Materialien umfassen z. B. Pt, Au, Al, Ni und In. Es reicht aus, in geeigneter Weise ein Verfahren zur Ausbildung der Masseelektrode 29 und der oberen Elektrode 31 entsprechend dem Material und der Schichtdicke auszuwählen. Anwendbare Verfahren umfassen z. B. Sputtern, Gasphasenabscheidung, CVD, Galvanisierung und stromlose Plattierung.
Als Material für die piezoelektrische Dünnschicht für einen Tintenstrahldrucker sind Substanzen auf Bleizirkonat-Titanat-(PZT)-Basis geeignet. Für die Formung einer Substanz auf PCT-Basis zu einem Film kann in geeigneter Weise das Sol-Gel-Verfahren verwendet werden. Eine qualitativ hochwertige Dünnschicht wird durch einen einfachen Prozess gemäß dem Sol-Gel-Vertahren erhalten.
Eine nichtkristalline Gel-Dünnschicht wird gebildet durch Wiederholen eines Zyklus für eine vorgeschriebene Zeit, der die Beschichtung der Masseelektrode 29 mit einer Substanz auf PCT-Basis, die eine Zusammensetzung aufweist, die auf eine vorgeschriebene Zusammensetzung eingestellt ist, mittels Schleuderbeschichtung und vorübergehendes Brennen derselben umfasst. Ferner wird das beschichtete Produkt vollständig gebrannt, um eine piezoelektrische Dünnschicht 30 mit einer Perovskit-Kristallstruktur zu erhalten.
Abgesehen vom Sol-Gel-Verfahren kann Sputtern verwendet werden, um die piezoelektrische Dünnschicht 30 auszubilden.
Wie in 10(b) gezeigt ist, werden anschließend die piezoelektrische Dünnschicht 30 und die obere Elektrode 31 zu einem piezoelektrischen Element 32 in Reaktion auf das Muster der Tintendruckkammer 33 der in 10(c) gezeigten Kopfbasis 12 gemustert.
Die Musterung kann z. B. unter Verwendung des in 12 gezeigten lithographischen Verfahrens ausgeführt werden. Ihre Beschreibung wird daher hier weggelassen.
Wie in 10(c) gezeigt ist, wird anschließend die aus dem in 1 gezeigten Prozess erhaltene Kopfbasis 12 mittels einer Klebeschicht 34 an die dritte Grünlage 28 geklebt oder angeheftet, die die Masseelektrode 29 und das piezoelektrische Element 32, die darauf ausgebildet sind, aufweist.
Das Material für die Klebeschicht 34 kann in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit den Materialien für die Kopfbasis 12, die Masseelektrode 29 und das piezoelektrische Element 32 gewählt werden.
Wie in 10(d) gezeigt ist, werden die Kopfbasis 12, die Masseelektrode 29 und das piezoelektrische Element 32 integral von der Grünlage 28 abgelöst.
Wenn die dritte Grünlage 28 und die Masseelektrode 29 so fest aneinander haften, dass es schwierig ist, die Ablösung zu bewerkstelligen, kann mit Licht bestrahlt werden, um das Ablösen zu fördern, wie in der obigen Beschreibung des in 7 gezeigten Prozesses, wobei ferner eine Trennschicht vorgesehen sein kann, wie in 8 gezeigt ist.
Bei der Ausbildung des piezoelektrischen Elements 32 auf der Kopfbasis 12 werden ein Verdrahtungsmuster, eine Signalschaltung, ein Tintentank und dergleichen eingebaut, um einen Tintenstrahldruckkopf zu vervollständigen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes, aus dem Tinte ausgestoßen wird, indem eine Tintendruckkammer (33) mittels eines piezoelektrischen Elements (32) unter Druck gesetzt wird, das sich in Reaktion auf ein elektrisches Signal verformt, und das auf einer Kopfbasis (12) vorgesehen ist, das die Tintendruckkammer (33) bildet; wobei das Herstellungsverfahren der Kopfbasis (12) umfasst: einen ersten Schritt der Herstellung einer Grünlage (10) mit einem vorgeschriebenen Reliefmuster, das einem benötigten Profil für die Kopfbasis (12) entspricht; einen zweiten Schritt der Ausbildung der Kopfbasis (12) durch Auftragen und Verfestigen eines Materials, um die Kopfbasis (12) auf der Oberfläche der Grünlage (10) mit dem Reliefmuster auszubilden; nach dem zweiten Schritt einen dritten Schritt des Ablösens der Kopfbasis (12) von der Grünlage (10) durch Bestrahlen einer Grenzfläche zwischen der Grünlage und der Kopfbasis mit Licht; und einen vierten Schritt des Ausbildens einer Düsenöffnung (13) auf der Kopfbasis (12) zum Ausstoßen von Tinte.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: der erste Schritt einen Schritt des Ausbildens einer Resistschicht (15) in Reaktion auf ein vorgeschriebenes Muster auf einem Substrat (14) der Grünlage, und das anschließende Herstellen der Grünlage (10) durch Ausbilden des Reliefmusters auf den Substrat (14) der Grünlage durch Ätzen umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 2, wobei: das Substrat (14) der Grünlage ein Silicium-Wafer (39) ist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 2, wobei: das Substrat (14) der Grünlage aus einem Quarzglas gefertigt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldurckkopfes nach Anspruch 1, wobei: der erste Schritt die Schritte umfasst: Ausbilden einer Resistschicht (15) mit einem Reliefmuster entsprechend dem benötigten Profil der Kopfbasis auf einer zweiten Grünlage (20), anschließendes Konvertieren der zweiten Grünlage (20) und der Resistschicht (15) zu Leitern, Ausbilden einer Metallschicht (23) durch elektrisches Abscheiden eines Metalls mittels eines Galvanisierungsverfahrens, und anschließendes Ablösen der Metallschicht (23) von der zweiten Grünlage (20) und der Resistschicht (15), um die Grünlage herzustellen.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: das Material zur Ausbildung der Kopfbasis (12) eine Substanz ist, die durch Beaufschlagen mit Energie aushärtbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 6, wobei: die Energie Licht oder Wärme, oder sowohl Licht als auch Wärme ist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: die Kopfbasis (12) aus einer thermoplastischen Substanz gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 8, wobei: die thermoplastische Substanz Hydratglas ist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: die Vertiefung des Reliefmusters, das auf der Grünlage (10) ausgebildet wird, eine abgeschrägte Form mit einer Öffnung größer als ein Boden aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: eine Ablösungsschicht (24) eines Materials, das eine geringe Haftung an der Kopfbasis (12) aufweist, auf der Grünlagenoberfläche mit dem Reliefmuster ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: die Kopfbasis (12) von der Grünlage (10) abgelöst wird, so dass sich der Bereich der Trennung innerhalb einer Trennschicht (26) und/oder an einer Grenzfläche zur Grünlage (10) befindet, indem die Trennschicht (26) zwischen der Grünlage (10) und der Kopfbasis (12) vorgesehen wird, und indem die Grenzfläche zwischen der Grünlage (10) und der Trennschicht (26) mit Licht bestrahlt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: der vierte Schritt das Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung mittels eines Lithographieverfahrens umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: der vierte Schritt das Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung (13) mittels eines Laserstrahls umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: der vierte Schritt das Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung (13) mittels eines konvergierenden Ionenstrahls umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach Anspruch 1, wobei: der vierte Schritt das Ausbilden der Tintenausstoßdüsenöffnung (13) mittels Entladungsfertigung umfasst.