JP2006255972A

JP2006255972A - Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Info

Publication number: JP2006255972A
Application number: JP2005073986A
Authority: JP
Inventors: Shiro Yazaki; 士郎矢崎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】電圧降下による液体吐出特性の低下を防止でき且つ振動板等の剥離や割れを防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室１２が複数形成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に振動板を介して設けられる共通電極６０、圧電体層及び個別電極からなりその幅方向に沿って複数並設される圧電素子と、少なくとも圧電素子を覆って設けられる絶縁膜１００と、絶縁膜１００上に延設されると共に絶縁膜１００に形成されたコンタクトホール１０２を介して共通電極６０と接続される共通電極用引き出し配線９７とを具備し、且つコンタクトホール１０２が、圧力発生室を区画する隔壁１１に対向する領域の絶縁膜１００に圧電素子の長手方向に沿って所定間隔で複数個形成され、共通電極用引き出し配線９７がこれら複数個のコンタクトホール１０２のそれぞれを介して共通電極６０と接続されているようにする。
【選択図】図３
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus capable of preventing a liquid discharge characteristic from being lowered due to a voltage drop and preventing a diaphragm or the like from peeling or cracking.
A flow path forming substrate 10 in which a plurality of pressure generating chambers 12 communicating with nozzle openings for ejecting liquid are formed, and a common electrode 60 provided on one surface side of the flow path forming substrate 10 via a vibration plate, A plurality of piezoelectric elements including a piezoelectric layer and individual electrodes arranged side by side in the width direction, an insulating film 100 provided so as to cover at least the piezoelectric elements, and extending on the insulating film 100 and on the insulating film 100 A common electrode lead-out wiring 97 connected to the common electrode 60 through the formed contact hole 102 is provided, and the contact hole 102 is formed in the insulating film 100 in a region facing the partition wall 11 partitioning the pressure generating chamber. A plurality of common electrode lead-out wirings 97 are formed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the piezoelectric element, and the common electrode 6 is connected to the common electrode 6 through each of the plurality of contact holes 102. Connected to 0.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid, and more particularly, to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink droplets.

ノズル開口に連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。 A part of the pressure generating chamber communicating with the nozzle opening is constituted by a diaphragm, and the diaphragm is deformed by a piezoelectric element to pressurize ink in the pressure generating chamber and eject ink droplets from the nozzle opening. There are two types in practical use, one using a piezoelectric actuator in a longitudinal vibration mode that extends and contracts in the axial direction of the piezoelectric element and one using a piezoelectric actuator in a flexural vibration mode.

そして、後者のたわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。このような圧電素子は比較的高密度に配列することができる。 For example, the latter actuator using the flexural vibration mode is formed by forming a uniform piezoelectric material layer over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique, and generating pressure by lithography using this piezoelectric material layer. A device in which a piezoelectric element is formed so as to be separated into shapes corresponding to chambers and independent for each pressure generating chamber is known. Such piezoelectric elements can be arranged at a relatively high density.

ここで、このような圧電素子は、一方の電極が複数の圧電素子に共通して設けられているため、高密度に配列した多数の圧電素子を同時に駆動すると、電圧降下が生じて圧電素子の変位量が不安定となり、インク吐出特性がばらついてしまうという問題がある。このような問題を解決するために、例えば、共通電極である下電極膜からバイパス電極を引き出し、このバイパス電極によって実質的に下電極膜の抵抗値を低下させて、上述のようなインク吐出特性のばらつきを抑えるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。 Here, since such a piezoelectric element has one electrode shared by a plurality of piezoelectric elements, when a large number of piezoelectric elements arranged at high density are driven simultaneously, a voltage drop occurs and the piezoelectric element There is a problem that the amount of displacement becomes unstable and the ink ejection characteristics vary. In order to solve such a problem, for example, the bypass electrode is drawn out from the lower electrode film which is a common electrode, and the resistance value of the lower electrode film is substantially reduced by the bypass electrode, so that the ink ejection characteristics as described above are obtained. (For example, see Patent Document 1).

しかしながら、このようにバイパス配線を、例えば、スパッタリング法や蒸着法等によって形成しようとすると、その製造過程で生じる応力によって下電極膜あるいはその下側の振動板に剥離や割れが生じてしまうという問題がある。具体的には、スパッタリング法等で下地との密着力のよいバイパス配線を成膜するためには、成膜時に、バイパス配線が形成される流路形成基板を所定の温度に加熱する必要がある。バイパス配線とその下側に設けられている振動板等とは線膨張係数が異なるため、このように基板を加熱した状態でバイパス配線を成膜すると、その後の冷却時に、バイパス配線の下側の振動板等に収縮量の違いによって残留膜応力が作用してしまい、剥離や割れ等が生じてしまうという問題がある。 However, when the bypass wiring is formed in this way, for example, by sputtering or vapor deposition, the lower electrode film or the lower diaphragm is peeled off or cracked due to stress generated in the manufacturing process. There is. Specifically, in order to form a bypass wiring having good adhesion to the substrate by sputtering or the like, it is necessary to heat the flow path forming substrate on which the bypass wiring is formed to a predetermined temperature during the film formation. . Since the linear expansion coefficient is different between the bypass wiring and the diaphragm or the like provided below the bypass wiring, when the bypass wiring is formed in such a state that the substrate is heated in this way, the lower wiring of the bypass wiring is cooled during the subsequent cooling. There is a problem in that residual film stress acts on a diaphragm or the like due to a difference in shrinkage, resulting in peeling or cracking.

特開２００４−１５４９８７号公報（特許請求の範囲等）JP 2004-154987 A (claims, etc.)

本発明はこのような事情に鑑み、電圧降下による液体吐出特性の低下を防止でき且つ振動板等の剥離や割れを防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can prevent a decrease in liquid ejection characteristics due to a voltage drop and can prevent peeling and cracking of a diaphragm and the like. .

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が複数形成される流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる共通電極、圧電体層及び個別電極からなりその幅方向に沿って複数並設される圧電素子と、少なくとも前記圧電素子を覆って設けられる絶縁膜と、該絶縁膜上に延設されると共に当該絶縁層膜に形成されたコンタクトホールを介して前記共通電極と接続される共通電極用引き出し配線とを具備し、且つ前記コンタクトホールが、前記圧力発生室を区画する隔壁に対向する領域の前記絶縁膜に前記圧電素子の長手方向に沿って所定間隔で複数個形成され、前記共通電極用引き出し配線がこれら複数個のコンタクトホールのそれぞれを介して前記共通電極と接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、共通電極用引き出し配線が設けられていることで、圧電素子を構成する共通電極の抵抗値が実質的に低下するため、多数の圧電素子を同時に駆動しても電圧降下が発生するのを防止することができる。また、共通電極用引き出し配線を形成する際に、共通電極、振動板等に生じる応力が抑えられる。したがって、この応力に起因して、共通電極、振動板等に剥がれや割れが生じるのを防止することができる。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with a nozzle opening for ejecting a liquid are formed, and a diaphragm on one surface side of the flow path forming substrate are provided. A plurality of piezoelectric elements that are arranged in parallel along the width direction, and an insulating film that covers at least the piezoelectric element, and extends on the insulating film. And a common electrode lead-out wiring connected to the common electrode through a contact hole formed in the insulating layer film, and the contact hole faces a partition wall defining the pressure generating chamber A plurality of the insulating film in the region are formed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the piezoelectric element, and the common electrode lead-out wiring is in contact with the common electrode through each of the plurality of contact holes. A liquid-jet head, characterized in that it is.
In the first aspect, since the common electrode lead-out wiring is provided, the resistance value of the common electrode constituting the piezoelectric element is substantially reduced. Therefore, the voltage drops even when a large number of piezoelectric elements are driven simultaneously. Can be prevented. In addition, when the common electrode lead-out wiring is formed, stress generated in the common electrode, the diaphragm, and the like can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the common electrode, the diaphragm and the like from being peeled off or cracked due to this stress.

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記コンタクトホールの開口長さが、隣接する前記コンタクトホールとの間隔よりも広いことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、共通電極用引き出し配線を形成する際に、共通電極、振動板等に生じる応力がより確実に抑えられる。 According to a second aspect of the invention, in the liquid jet head according to the first aspect, the opening length of the contact hole is wider than an interval between the adjacent contact holes.
In the second aspect, when the common electrode lead-out wiring is formed, the stress generated in the common electrode, the diaphragm, and the like is more reliably suppressed.

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記コンタクトホールの開口長さが、当該コンタクトホールの開口幅よりも広いことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、共通電極用引き出し配線を形成する際に、共通電極、振動板等に生じる応力がさらに確実に抑えられる。 A third aspect of the present invention is the liquid ejecting head according to the first or second aspect, wherein an opening length of the contact hole is wider than an opening width of the contact hole.
In the third aspect, when the common electrode lead-out wiring is formed, the stress generated in the common electrode, the diaphragm and the like can be more reliably suppressed.

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記共通電極用引き出し配線が、少なくともアルミニウムからなる金属層を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、共通電極の抵抗値をより確実に低下させて電圧降下を防止することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid jet head according to any one of the first to third aspects, the common electrode lead-out wiring includes a metal layer made of at least aluminum.
In the fourth aspect, the resistance value of the common electrode can be more reliably lowered to prevent a voltage drop.

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記共通電極用引き出し配線が、前記金属層と、当該金属層の下側に設けられる密着性金属からなる密着層とで構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、共通電極用引き出し配線を良好に形成でき、共通電極の抵抗値をより確実に低下させて電圧降下を防止することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the common electrode lead-out wiring is composed of the metal layer and an adhesive layer made of an adhesive metal provided below the metal layer. The liquid ejecting head is characterized by the above.
In the fifth aspect, the common electrode lead-out wiring can be satisfactorily formed, and the resistance value of the common electrode can be more reliably reduced to prevent a voltage drop.

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第６の態様では、ヘッドの吐出特性及び信頼性を大幅に向上した液体噴射装置を実現することができる。 According to a sixth aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to any one of the first to fifth aspects.
In the sixth aspect, it is possible to realize a liquid ejecting apparatus that greatly improves the ejection characteristics and reliability of the head.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。図２は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの平面図及びそのＡ−Ａ’断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が設けられている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより形成され、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２が並設されている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of the ink jet recording head according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of the ink jet recording head according to the first embodiment and its AA ′ sectional view. As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in the present embodiment, and one surface thereof is made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation, and has a thickness of 0.5. An elastic film 50 of ˜2 μm is provided. The flow path forming substrate 10 is provided with a plurality of pressure generating chambers 12 formed by performing anisotropic etching from the other side and partitioned by partition walls 11.

また、これら各圧力発生室１２の並設方向（幅方向）とは直交する方向（長手方向）の外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する連通部１３が形成され、この連通部１３は各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。また、各圧力発生室１２の一端に連通する各インク供給路１４の断面積は、圧力発生室１２のそれより小さく形成されており、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。 Further, on the outside of the direction (longitudinal direction) perpendicular to the direction in which the pressure generating chambers 12 are arranged (width direction), there is a communication that forms part of a reservoir that serves as a common ink chamber for each pressure generating chamber 12. A portion 13 is formed, and the communication portion 13 is in communication with one end portion in the longitudinal direction of each pressure generating chamber 12 via an ink supply path 14. The cross-sectional area of each ink supply path 14 communicating with one end of each pressure generation chamber 12 is smaller than that of the pressure generation chamber 12, and the flow path resistance of the ink flowing into the pressure generation chamber 12 is constant. keeping.

さらに、この流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０がマスク膜５１を介して接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。また、ノズルプレート２０は、流路形成基板１０と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよい。 Further, on the opening surface side of the flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20 in which a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end portion of each pressure generating chamber 12 opposite to the ink supply path 14 is formed is a mask film. It is fixed via an adhesive or a heat-welded film via 51. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.01 to 1 mm, a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to 4.5 [× 10 ⁻⁶ / ° C.], glass ceramics, silicon It consists of a single crystal substrate or stainless steel. Further, the nozzle plate 20 may be formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the flow path forming substrate 10.

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とからなる圧電素子３００が形成されている。一般的には、圧電素子の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を圧力発生室１２毎にパターニングして構成している。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍から流路形成基板１０の端部近傍まで延設される上電極用引き出し配線９０が接続されている。 On the other hand, the elastic film 50 having a thickness of, for example, about 1.0 μm is formed on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10 as described above. For example, an insulator film 55 of about 0.4 μm is formed. Further, on the insulator film 55, a lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm, a piezoelectric layer 70 having a thickness of, for example, about 1.0 μm, and a thickness of, for example, about 0 A piezoelectric element 300 composed of an upper electrode film 80 of .05 μm is formed. In general, one of the electrodes of the piezoelectric element is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In either case, a piezoelectric active part is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and the vibration plate that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. Further, each upper electrode film 80 that is an individual electrode of the piezoelectric element 300 extends from the vicinity of the end of the pressure generating chamber 12 opposite to the ink supply path 14 to the vicinity of the end of the flow path forming substrate 10. An upper electrode lead wiring 90 is connected.

ここで、このような圧電素子３００について詳細に説明する。圧電素子３００の共通電極である下電極膜６０は、圧力発生室１２の長手方向では圧力発生室１２に対向する領域内に形成され、圧力発生室１２の並設方向では複数の圧力発生室１２に対応する領域に亘って連続的に設けられている。そして、下電極膜６０は、圧力発生室１２の並設方向で流路形成基板１０の端部近傍まで延設され、本実施形態では、各圧電素子３００から引き出される複数の上電極用引き出し配線９０の周囲を囲むように連続的に設けられている。 Here, the piezoelectric element 300 will be described in detail. The lower electrode film 60, which is a common electrode of the piezoelectric element 300, is formed in a region facing the pressure generation chamber 12 in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12, and a plurality of pressure generation chambers 12 in the direction in which the pressure generation chambers 12 are arranged side by side. It is provided continuously over the area corresponding to. The lower electrode film 60 is extended to the vicinity of the end of the flow path forming substrate 10 in the direction in which the pressure generating chambers 12 are arranged, and in the present embodiment, a plurality of upper electrode lead wires that are drawn from each piezoelectric element 300. It is continuously provided so as to surround the periphery of 90.

圧電体層７０及び上電極膜８０は、基本的には圧力発生室１２に対向する領域内に設けられているが、圧力発生室１２の長手方向では、下電極膜６０の端部よりも外側まで延設されており、下電極膜６０の端面は圧電体層７０によって覆われている。 The piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 are basically provided in a region facing the pressure generation chamber 12, but in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12, the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 are outside the end portion of the lower electrode film 60. The end surface of the lower electrode film 60 is covered with the piezoelectric layer 70.

また、このような圧電素子３００を構成する各層のパターン領域には、無機絶縁材料からなる第１の絶縁膜１００が形成され、圧電素子３００を構成する各層はこの第１の絶縁膜１００によって覆われている。また、上電極用引き出し配線９０は、本実施形態では、上電極膜８０に接続される第１のリード電極９１と、第１のリード電極９１に接続される第２のリード電極９４とを含む。そして、第１のリード電極９１は、この第１の絶縁膜１００上に延設されると共に第１の絶縁膜１００に形成されたコンタクトホール１０１を介して上電極膜８０と接続されている。また、この第１のリード電極９１及び圧電素子３００を構成する各層は、無機絶縁材料からなる第２の絶縁膜１１０によってさらに覆われている。上電極用引き出し配線９０を構成する第２のリード電極９４は、この第２の絶縁膜１１０上に延設され、第２の絶縁膜１１０に形成されたコンタクトホール１１１を介して第１のリード電極９１に接続されている。そして、第２のリード電極９４の先端部近傍は、後述する保護基板３０上に実装された駆動ＩＣ１３０から引き出された接続配線１３５が接続されるようになっている。 In addition, a first insulating film 100 made of an inorganic insulating material is formed in the pattern region of each layer constituting such a piezoelectric element 300, and each layer constituting the piezoelectric element 300 is covered with this first insulating film 100. It has been broken. The upper electrode lead-out wiring 90 includes a first lead electrode 91 connected to the upper electrode film 80 and a second lead electrode 94 connected to the first lead electrode 91 in the present embodiment. . The first lead electrode 91 extends on the first insulating film 100 and is connected to the upper electrode film 80 through a contact hole 101 formed in the first insulating film 100. Each layer constituting the first lead electrode 91 and the piezoelectric element 300 is further covered with a second insulating film 110 made of an inorganic insulating material. The second lead electrode 94 constituting the upper electrode lead-out wiring 90 extends on the second insulating film 110, and the first lead is passed through the contact hole 111 formed in the second insulating film 110. It is connected to the electrode 91. A connection wiring 135 drawn from a driving IC 130 mounted on a protective substrate 30 described later is connected to the vicinity of the tip of the second lead electrode 94.

ここで、第１のリード電極９１は、本実施形態では、厚さが０．１〜０．５μｍ程度の密着層９２と、厚さが０．５〜３μｍ程度の金属層９３とで構成されている。密着層９２の材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）等が挙げられる。また、金属層９３の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。なお、本実施形態では、第１のリード電極９１を構成する密着層９２がチタンタングステン（ＴｉＷ）からなり、金属層９３がアルミニウム（Ａｌ）からなる。 Here, in the present embodiment, the first lead electrode 91 includes an adhesion layer 92 having a thickness of about 0.1 to 0.5 μm and a metal layer 93 having a thickness of about 0.5 to 3 μm. ing. Examples of the material of the adhesion layer 92 include nickel (Ni), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), titanium tungsten (TiW), and the like. Examples of the material of the metal layer 93 include gold (Au) and aluminum (Al). In the present embodiment, the adhesion layer 92 constituting the first lead electrode 91 is made of titanium tungsten (TiW), and the metal layer 93 is made of aluminum (Al).

第２のリード電極９４は、第１のリード電極９１と同様に、密着層９５と金属層９６とで構成されている。例えば、本実施形態では、第２のリード電極９４を構成する密着層９５はニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなり、金属層９６は金（Ａｕ）からなる。 Similar to the first lead electrode 91, the second lead electrode 94 includes an adhesion layer 95 and a metal layer 96. For example, in the present embodiment, the adhesion layer 95 constituting the second lead electrode 94 is made of nickel chrome (NiCr), and the metal layer 96 is made of gold (Au).

また、第１及び第２の絶縁膜１００，１１０の材料としては、無機絶縁材料であれば特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）等が挙げられるが、特に、無機アモルファス材料である、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等を用いるのが好ましい。 The material of the first and second insulating films 100 and 110 is not particularly limited as long as it is an inorganic insulating material, and examples thereof include aluminum oxide (AlO _x ) and tantalum oxide (TaO _x ). In particular, it is preferable to use an inorganic amorphous material such as aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ).

また、本実施形態では、並設された圧力発生室１２の外側の領域の下電極膜６０上には、第１のリード電極９１と同一層（密着層９２及び金属層９３）からなる第１の積層電極１４０が、上述した第１の絶縁膜１００を介して設けられて下電極膜６０と電気的に接続されている。なお、この第１の積層電極１４０は、圧電素子３００を構成する下電極膜６０、すなわち、圧力発生室１２に対応する領域の下電極膜６０と電気的に接続されていればよく、第１の積層電極１４０の下側には、下電極膜６０は設けられていなくてもよい。
さらに、並設された圧電素子３００同士の間の領域には、例えば、１０個の圧電素子に対して１本程度の割合で、第１の積層電極１４０から連続する下電極用引き出し配線９７（共通電極用引き出し配線）が設けられている。 In the present embodiment, the first electrode made of the same layer as the first lead electrode 91 (the adhesion layer 92 and the metal layer 93) is formed on the lower electrode film 60 in the region outside the pressure generation chamber 12 arranged side by side. The laminated electrode 140 is provided via the first insulating film 100 described above and is electrically connected to the lower electrode film 60. The first laminated electrode 140 only needs to be electrically connected to the lower electrode film 60 constituting the piezoelectric element 300, that is, the lower electrode film 60 in the region corresponding to the pressure generating chamber 12. The lower electrode film 60 may not be provided below the stacked electrode 140.
Further, in the region between the piezoelectric elements 300 arranged side by side, for example, a lower electrode lead-out wiring 97 (continuous from the first laminated electrode 140 at a ratio of about one for ten piezoelectric elements) ( Common electrode lead-out wiring) is provided.

この下電極用引き出し配線９７は、本実施形態では、図３に示すように、第１のリード電極９１を構成する密着層９２及び金属層９３で構成され、圧電素子３００の長手方向外側に設けられた第１の積層電極１４０から隔壁１１に対向する領域まで連続的に形成されている。また、この下電極用引き出し配線９７は、第１の絶縁膜１００上に延設されており、この第１の絶縁膜１００に設けられたコンタクトホール１０２を介して圧力発生室１２に対応する領域の下電極膜６０と電気的に接続されている。なお、このような下電極用引き出し配線９７は、圧電素子３００の駆動による振動板の変位を妨げないように、できるだけ狭い幅で形成されていることが好ましく、例えば、本実施形態では、コンタクトホール１０２よりも狭い幅で形成されている。 In the present embodiment, the lower electrode lead-out wiring 97 is composed of an adhesion layer 92 and a metal layer 93 that constitute the first lead electrode 91 as shown in FIG. 3, and is provided outside the piezoelectric element 300 in the longitudinal direction. The first laminated electrode 140 is continuously formed from the region facing the partition wall 11. The lower electrode lead-out wiring 97 is extended on the first insulating film 100, and a region corresponding to the pressure generating chamber 12 through a contact hole 102 provided in the first insulating film 100. The lower electrode film 60 is electrically connected. Note that the lower electrode lead-out wiring 97 is preferably formed as narrow as possible so as not to hinder the displacement of the diaphragm due to the driving of the piezoelectric element 300. For example, in this embodiment, the contact hole is formed as a contact hole. The width is smaller than 102.

ここで、隔壁１１に対向する領域の第１の絶縁膜１００には、圧電素子３００の長手方向に沿って所定間隔で複数のコンタクトホール１０２が設けられており、下電極用引き出し配線９７は、これら複数のコンタクトホール１０２のそれぞれを介して下電極膜６０と接続されている。このように下電極用引き出し配線９７と下電極膜６０とが複数のコンタクトホール１０２を介して接続されるようにすることで、下電極用引き出し配線９７（第１の積層電極１４０）を形成する際、コンタクトホール１０２に対応する領域の下電極膜６０、絶縁体膜５５、弾性膜５０等に生じる応力を比較的小さく抑えることができる。したがって、コンタクトホール１０２に対応する領域の下電極膜６０、絶縁体膜５５あるいは弾性膜５０に、製造過程において剥離が発生するのを防止することができる。特に、絶縁体膜５５と弾性膜５０とは層間の密着力が弱く、これらの間で剥離が生じやすいが、本発明によれば、これら絶縁体膜５５及び弾性膜５０の剥離も防止することができる。また、仮に剥離が生じた場合でも、コンタクトホール１０２が複数個あり各コンタクトホールの大きさが小さいため、剥離領域は圧電素子３００に対応する領域まで広がることなく、圧電素子３００の駆動への影響を極めて小さく抑えることができる。なお、下電極用引き出し配線９７の製造方法については、詳しく後述する。 Here, the first insulating film 100 in the region facing the partition wall 11 is provided with a plurality of contact holes 102 at predetermined intervals along the longitudinal direction of the piezoelectric element 300. Each of the plurality of contact holes 102 is connected to the lower electrode film 60. In this way, the lower electrode lead-out wiring 97 and the lower electrode film 60 are connected via the plurality of contact holes 102, thereby forming the lower electrode lead-out wiring 97 (first laminated electrode 140). At this time, the stress generated in the lower electrode film 60, the insulator film 55, the elastic film 50, and the like in the region corresponding to the contact hole 102 can be suppressed to be relatively small. Therefore, it is possible to prevent the lower electrode film 60, the insulator film 55, or the elastic film 50 in the region corresponding to the contact hole 102 from being peeled off during the manufacturing process. In particular, the insulating film 55 and the elastic film 50 have weak adhesion between the layers, and peeling between them is likely to occur. However, according to the present invention, the peeling of the insulating film 55 and the elastic film 50 can be prevented. Can do. Even if peeling occurs, since there are a plurality of contact holes 102 and the size of each contact hole is small, the peeling region does not extend to a region corresponding to the piezoelectric element 300 and affects the driving of the piezoelectric element 300. Can be kept extremely small. A method of manufacturing the lower electrode lead-out wiring 97 will be described later in detail.

また、このようなコンタクトホール１０２は、隔壁１１に対向する領域に複数個設けられていればよいが、各コンタクトホール１０２は、図３に示すように、その開口長さａと隣接するコンタクトホール１０２との間隔ｂとの関係がａ＜ｂを満たすように形成されているのが好ましい。さらに、各コンタクトホール１０２は、その開口長さａと開口幅ｃとの関係がｃ＜ａを満たすように形成されているのが望ましい。これにより、上述した下電極膜６０、絶縁体膜５５、弾性膜５０等の応力による剥離をより確実に防止することができる。 In addition, a plurality of such contact holes 102 may be provided in a region facing the partition wall 11, but each contact hole 102 is a contact hole adjacent to the opening length a as shown in FIG. It is preferable that the relationship with the distance b to 102 satisfies a <b. Further, each contact hole 102 is preferably formed so that the relationship between the opening length a and the opening width c satisfies c <a. Thereby, it is possible to more reliably prevent the lower electrode film 60, the insulator film 55, the elastic film 50, and the like described above from being peeled by stress.

なお、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が、例えば、接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていてもよいが、勿論、密封されていなくてもよい。 In addition, on the surface of the flow path forming substrate 10 on the piezoelectric element 300 side, a protective substrate 30 having a piezoelectric element holding portion 31 capable of ensuring a space that does not hinder the movement of the region facing the piezoelectric element 300 is provided, for example. And are bonded via an adhesive 35. Since the piezoelectric element 300 is formed in the piezoelectric element holding part 31, it is protected in a state hardly affected by the external environment. The piezoelectric element holding portion 31 may be sealed, but of course may not be sealed.

また、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１２０を構成している。さらに、圧電素子保持部のリザーバ部３２とは反対側の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通して第２のリード電極９４が露出される露出孔３３が形成されている。そして、保護基板３０上に実装されている駆動ＩＣ１３０から引き出された接続配線１３５は、この露出孔３３内で第２のリード電極９４及び第１の積層電極１４０（下電極膜６０）に接続されている。 The protective substrate 30 is provided with a reservoir portion 32 in a region corresponding to the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10. In this embodiment, the reservoir portion 32 is provided along the direction in which the pressure generating chambers 12 are arranged so as to penetrate the protective substrate 30 in the thickness direction, and as described above, the communication portion of the flow path forming substrate 10. The reservoir 120 is connected to the pressure generation chamber 12 and serves as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12. Furthermore, an exposed hole 33 through which the second lead electrode 94 is exposed through the protective substrate 30 in the thickness direction is formed in a region opposite to the reservoir portion 32 of the piezoelectric element holding portion. Then, the connection wiring 135 drawn from the driving IC 130 mounted on the protective substrate 30 is connected to the second lead electrode 94 and the first laminated electrode 140 (lower electrode film 60) in the exposed hole 33. ing.

保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。 Examples of the material of the protective substrate 30 include glass, ceramic material, metal, resin, and the like, but it is more preferable that the protective substrate 30 be formed of substantially the same material as the thermal expansion coefficient of the flow path forming substrate 10. In the embodiment, a single crystal silicon substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10 is used.

また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１２０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１２０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。 A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the protective substrate 30. The sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm). Yes. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the area of the fixing plate 42 facing the reservoir 120 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 120 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１２０からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、保護基板３０上に実装された駆動ＩＣ１３０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。 In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an external ink supply means (not shown), filled with ink from the reservoir 120 to the nozzle opening 21, and then mounted on the protective substrate 30. In accordance with a recording signal from the IC 130, a voltage is applied between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, and the elastic film 50, the insulator film 55, the lower electrode film 60, and the piezoelectric body. By bending and deforming the layer 70, the pressure in each pressure generation chamber 12 is increased, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図４〜図８を参照して説明する。なお、図６は圧力発生室の幅方向の断面図であり、それ以外の図は圧力発生室の長手方向の断面図である。 Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view in the width direction of the pressure generating chamber, and the other drawings are cross-sectional views in the longitudinal direction of the pressure generating chamber.

まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１６０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１６０（流路形成基板１０）として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。 First, as shown in FIG. 4A, a channel forming substrate wafer 160, which is a silicon wafer, is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and a silicon dioxide film 52 constituting the elastic film 50 is formed on the surface. To do. In the present embodiment, a silicon wafer having a relatively large thickness and high rigidity of about 625 μm is used as the flow path forming substrate wafer 160 (flow path forming substrate 10). Next, as shown in FIG. 4B, a zirconium (Zr) layer is formed on the elastic film 50 (silicon dioxide film 52), and then thermally oxidized in a diffusion furnace at 500 to 1200 ° C., for example, to form zirconium oxide ( An insulator film 55 made of ZrO ₂ ) is formed. Next, as shown in FIG. 4C, for example, after the lower electrode film 60 is formed by laminating platinum and iridium on the insulator film 55, the lower electrode film 60 is patterned into a predetermined shape.

次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウム（Ｉｒ）等からなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１６０の全面に形成した後、これら圧電体層７０及び上電極膜８０を各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。 Next, as shown in FIG. 4D, for example, a piezoelectric layer 70 made of lead zirconate titanate (PZT) or the like and an upper electrode film 80 made of iridium (Ir) or the like are formed as flow paths. After forming the entire surface of the substrate wafer 160, the piezoelectric layer 300 and the upper electrode film 80 are patterned in a region facing each pressure generating chamber 12 to form the piezoelectric element 300.

なお、圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料に、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等を用いてもよい。その組成は、圧電素子の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ_３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ_３（ＰＺ）、Ｐｂ（Ｚｒ_ｘＴｉ_１−ｘ）Ｏ_３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ_１／２Ｎｂ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｔａ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。また、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ(Metal-Organic Decomposition)法等を用いてもよい。 As a material of the piezoelectric layer 70, for example, a relaxor ferroelectric material obtained by adding a metal such as niobium, nickel, magnesium, bismuth or yttrium to a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT). Etc. may be used. The composition may be appropriately selected in consideration of the characteristics and application of the piezoelectric element. For example, PbTiO ₃ (PT), PbZrO ₃ (PZ), Pb (Zr _x Ti _1-x ) O ₃ (PZT) , Pb (Mg _1/3 Nb _2/3 ) O ₃ -PbTiO ₃ (PMN-PT), Pb (Zn _1/3 Nb _2/3 ) O ₃ -PbTiO ₃ (PZN-PT), Pb (Ni _{1 / _{_{_{3 Nb 2/3) O 3 -PbTiO 3}}}} (PNN-PT), Pb (In 1/2 Nb 1/2) O 3 -PbTiO 3 (PIN-PT), Pb (Sc 1/3 Ta 2/3) O ₃ -PbTiO ₃ (PST-PT), Pb (Sc _1/3 Nb _2/3 ) O ₃ -PbTiO ₃ (PSN-PT), BiScO ₃ -PbTiO ₃ (BS-PT), BiYbO ₃ -PbTiO ₃ ( BY-PT Etc. The. The method for manufacturing the piezoelectric layer 70 is not limited to the sol-gel method, and for example, a MOD (Metal-Organic Decomposition) method or the like may be used.

次に、酸化アルミニウムからなる第１の絶縁膜１００を形成する。具体的には、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、まず流路形成基板用ウェハ１６０の全面に第１の絶縁膜１００を形成した後、例えば、レジスト等からなるマスク（図示なし）を介して第１の絶縁膜１００をエッチングすることにより、コンタクトホール１０１，１０２を形成する。 Next, a first insulating film 100 made of aluminum oxide is formed. Specifically, as shown in FIGS. 5A and 6A, first, after the first insulating film 100 is formed on the entire surface of the flow path forming substrate wafer 160, for example, a mask made of resist or the like. The first insulating film 100 is etched through (not shown) to form contact holes 101 and 102.

なお、本実施形態では、圧電素子３００を構成する各層のパターン領域以外の第１の絶縁膜１００を除去するようにしている。勿論、第１の絶縁膜１００は、上記パターン領域以外にも設けられていてもよい。また、第１の絶縁膜１００のパターニング方法は、特に限定されないが、例えば、イオンミリング等のドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、第１の絶縁膜１００を選択的に良好に除去することができる。 In the present embodiment, the first insulating film 100 other than the pattern region of each layer constituting the piezoelectric element 300 is removed. Of course, the first insulating film 100 may be provided other than the pattern region. The patterning method of the first insulating film 100 is not particularly limited, but it is preferable to use dry etching such as ion milling, for example. Thereby, the first insulating film 100 can be selectively removed favorably.

次に、第１のリード電極９１を形成すると共に、第１の積層電極１４０及び下電極用引き出し配線９７を形成する。具体的には、まず、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１６０の全面に亘って、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる密着層９２を形成し、この密着層９２上の全面に、例えば、アルミニウム（Ａｌ）からなる金属層９３を形成する。その後、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、例えば、レジスト等からなるマスク（図示なし）を介して金属層９３及び密着層９２を順次エッチング（ウェットエッチング）することにより、第１のリード電極９１、第１の積層電極１４０及び下電極用引き出し配線９７を形成する。 Next, the first lead electrode 91 is formed, and the first laminated electrode 140 and the lower electrode lead wiring 97 are formed. Specifically, first, as shown in FIGS. 5B and 6B, an adhesion layer 92 made of, for example, titanium tungsten (TiW) is formed over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 160. Then, a metal layer 93 made of, for example, aluminum (Al) is formed on the entire surface of the adhesion layer 92. Thereafter, as shown in FIGS. 5C and 6C, for example, the metal layer 93 and the adhesion layer 92 are sequentially etched (wet etching) through a mask (not shown) made of a resist or the like. The first lead electrode 91, the first laminated electrode 140, and the lower electrode lead-out wiring 97 are formed.

ここで、下電極用引き出し配線９７を構成する密着層９２及び金属層９３は、流路形成基板用ウェハ１６０を加熱した状態で成膜され、その後冷却される。そして、下電極用引き出し配線９７、下電極膜６０、絶縁体膜５５、弾性膜５０等の各層を構成する材料の線膨張係数はそれぞれ異なるため、上記冷却時の各層の収縮率も異なる。この収縮率の違いによって上記各層には応力が生じ、この応力によって下電極膜６０、絶縁体膜５５、弾性膜５０等に剥離が生じる虞がある。特に、下電極膜６０に下電極用引き出し配線９７が接触しているコンタクトホール１０２に対応する領域では、このような応力による剥離が生じやすい。 Here, the adhesion layer 92 and the metal layer 93 constituting the lower electrode lead-out wiring 97 are formed while the flow path forming substrate wafer 160 is heated, and then cooled. Since the linear expansion coefficients of the materials constituting the layers such as the lower electrode lead-out wiring 97, the lower electrode film 60, the insulator film 55, and the elastic film 50 are different, the shrinkage rates of the layers during the cooling are also different. Due to the difference in shrinkage rate, stress is generated in each of the layers, and there is a possibility that the lower electrode film 60, the insulator film 55, the elastic film 50, and the like are peeled off due to the stress. In particular, in a region corresponding to the contact hole 102 in which the lower electrode lead-out wiring 97 is in contact with the lower electrode film 60, peeling due to such stress is likely to occur.

しかしながら、本発明では、第１の絶縁膜１００に設けられた複数のコンタクトホール１０２を介して下電極用引き出し配線９７を接続するようにし、各コンタクトホール１０２での下電極膜６０と下電極引き出し配線９７との接触面積を比較的小さく抑えている。このため、密着層９２及び金属層９３を形成する際に、コンタクトホール１０２に対応する部分に生じる応力が極めて小さく抑えられ、下電極膜６０、絶縁体膜５５、弾性膜５０等の剥離を防止することができる。 However, in the present invention, the lower electrode lead-out wiring 97 is connected through the plurality of contact holes 102 provided in the first insulating film 100, and the lower electrode film 60 and the lower electrode lead-out are connected to each contact hole 102. The contact area with the wiring 97 is kept relatively small. For this reason, when the adhesion layer 92 and the metal layer 93 are formed, the stress generated in the portion corresponding to the contact hole 102 is suppressed to be extremely small, and peeling of the lower electrode film 60, the insulator film 55, the elastic film 50, and the like is prevented. can do.

このように下電極用引き出し配線９７等を形成した後は、図７（ａ）に示すように、第２の絶縁膜１１０を流路形成基板用ウェハ１６０の全面に形成し、その後、例えば、レジスト等からなるマスク（図示なし）を介してエッチングすることにより、コンタクトホール１１１等を形成する。なお、本実施形態では、第１の絶縁膜１００と同様に、圧電素子３００を構成する各層のパターン領域以外の第２の絶縁膜１１０を除去するようにしている。 After forming the lower electrode lead-out wiring 97 and the like in this way, as shown in FIG. 7A, the second insulating film 110 is formed on the entire surface of the flow path forming substrate wafer 160. Etching through a mask (not shown) made of resist or the like forms contact holes 111 and the like. In the present embodiment, like the first insulating film 100, the second insulating film 110 other than the pattern region of each layer constituting the piezoelectric element 300 is removed.

次に、図７（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１６０の全面に亘って、例えば、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなる密着層９５を形成し、この密着層９５上の全面に、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９６を形成する。その後、マスクパターン（図示なし）を介して金属層９６及び密着層９５を順次エッチングすることにより、第２のリード電極９４を形成する。 Next, as shown in FIG. 7B, an adhesion layer 95 made of, for example, nickel chrome (NiCr) is formed over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 160, and the entire surface on the adhesion layer 95 is formed. For example, a metal layer 96 made of gold (Au) or the like is formed. Thereafter, the metal layer 96 and the adhesion layer 95 are sequentially etched through a mask pattern (not shown) to form the second lead electrode 94.

次いで、図７（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１６０の圧電素子３００側に、シリコンウェハであり複数の保護基板となる保護基板用ウェハ１７０を接合する。次いで、図８（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１６０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、さらにフッ硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１６０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハ１６０を加工した。次いで、図８（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１６０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５１を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、このマスク膜５１を介して流路形成基板用ウェハ１６０を異方性エッチングすることにより、流路形成基板用ウェハ１６０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する（図８（ｃ））。 Next, as shown in FIG. 7C, a protective substrate wafer 170 that is a silicon wafer and serves as a plurality of protective substrates is bonded to the flow path forming substrate wafer 160 on the piezoelectric element 300 side. Next, as shown in FIG. 8 (a), the flow path forming substrate wafer 160 is polished to a certain thickness, and then wet etched with hydrofluoric acid to make the flow path forming substrate wafer 160 a predetermined thickness. To. For example, in this embodiment, the flow path forming substrate wafer 160 is processed so as to have a thickness of about 70 μm. Next, as shown in FIG. 8B, a mask film 51 made of, for example, silicon nitride (SiN) is newly formed on the flow path forming substrate wafer 160 and patterned into a predetermined shape. Then, the flow path forming substrate wafer 160 is anisotropically etched through the mask film 51 to form the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the like in the flow path forming substrate wafer 160. (FIG. 8 (c)).

なお、その後は、流路形成基板用ウェハ１６０及び保護基板用ウェハ１７０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１６０の保護基板用ウェハ１７０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１７０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１６０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとなる。 After that, unnecessary portions of the outer peripheral edge portions of the flow path forming substrate wafer 160 and the protective substrate wafer 170 are removed by cutting, for example, by dicing. The nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 formed on the surface of the flow path forming substrate wafer 160 opposite to the protective substrate wafer 170 is bonded, and the compliance substrate 40 is bonded to the protective substrate wafer 170. The ink jet recording head of this embodiment is obtained by dividing the flow path forming substrate wafer 160 and the like into the flow path forming substrate 10 and the like having one chip size as shown in FIG.

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、第１の積層電極１４０（第１のリード電極９１）と同一の層からなる下電極用引き出し配線９７を例示したが、これに限定されず、例えば、第２のリード電極と同一の層からなる下電極用引き出し配線を、第１及び第２の絶縁膜に形成した複数個のコンタクトホールを介して下電極膜と接続するようにしてもよい。このような構成とした場でも、複数のコンタクトホールを介して下電極膜と接続することで、勿論、上述した実施形態と同様の効果が得られる。 (Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the lower electrode lead-out wiring 97 made of the same layer as the first stacked electrode 140 (first lead electrode 91) is illustrated, but the present invention is not limited to this. The lower electrode lead wiring made of the same layer as the lead electrode may be connected to the lower electrode film via a plurality of contact holes formed in the first and second insulating films. Even in such a configuration, by connecting to the lower electrode film through a plurality of contact holes, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

なお、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図９は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図９に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。 The ink jet recording head according to the above-described embodiment constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 9 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 9, in the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording head, cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively. The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is conveyed on the platen 8. It is like that.

また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head of the present invention. However, the basic configuration of the liquid ejecting head is not limited to the above-described configuration. The present invention covers a wide range of liquid ejecting heads, and can naturally be applied to those ejecting liquids other than ink. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment. 下電極用引き出し配線の構造を示す平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing which show the structure of the extraction wiring for lower electrodes. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

Explanation of symbols

１０流路形成基板、１２圧力発生室、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、４０コンプライアンス基板、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０上電極用引き出し配線、９１第１のリード電極、９２，９５密着層、９３，９６金属層、９４第２のリード電極、９７下電極用引き出し配線、１００第１の絶縁膜、１１０第２の絶縁膜、１２０リザーバ、１４０第１の積層電極、３００圧電素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generation chamber, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 30 Protection board | substrate, 40 Compliance board | substrate, 60 Lower electrode film, 70 Piezoelectric layer, 80 Upper electrode film, 90 Lead-out wiring for upper electrode, 91 First lead electrode, 92, 95 Adhesion layer, 93, 96 Metal layer, 94 Second lead electrode, 97 Lower electrode lead-out wiring, 100 First insulating film, 110 Second insulating film, 120 Reservoir, 140 First laminated electrode, 300 piezoelectric element

Claims

A flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with nozzle openings for injecting liquid are formed, and a common electrode, a piezoelectric layer, and individual electrodes provided on one surface side of the flow path forming substrate via a vibration plate And a plurality of piezoelectric elements arranged in parallel along the width direction, an insulating film provided to cover at least the piezoelectric element, and a contact hole extending on the insulating film and formed in the insulating film. A common electrode lead-out line connected to the common electrode, and the contact hole extends along the longitudinal direction of the piezoelectric element in the insulating film in a region facing the partition wall defining the pressure generating chamber. A liquid ejecting head, wherein a plurality of common electrode lead-out lines are connected to the common electrode through each of the plurality of contact holes.

The liquid ejecting head according to claim 1, wherein an opening length of the contact hole is wider than an interval between the adjacent contact holes.

3. The liquid ejecting head according to claim 1, wherein an opening length of the contact hole is wider than an opening width of the contact hole.

The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the common electrode lead-out wiring includes a metal layer made of at least aluminum.

5. The liquid jet head according to claim 4, wherein the common electrode lead-out wiring includes the metal layer and an adhesive layer made of an adhesive metal provided below the metal layer.

A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1.