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JP6388385B2 - Liquid discharge head and method of manufacturing liquid discharge head - Google Patents

Liquid discharge head and method of manufacturing liquid discharge head Download PDF

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JP6388385B2 JP2014167746A JP2014167746A JP6388385B2 JP 6388385 B2 JP6388385 B2 JP 6388385B2 JP 2014167746 A JP2014167746 A JP 2014167746A JP 2014167746 A JP2014167746 A JP 2014167746A JP 6388385 B2 JP6388385 B2 JP 6388385B2
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Description

本発明は液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head and a method for manufacturing the liquid discharge head.

液体を吐出する液体吐出ヘッドの代表例としては、液滴を被記録媒体に吐出して記録を行う液体吐出ヘッドが挙げられる。液体吐出ヘッドは一般に、液体を吐出するための吐出口と、吐出口と連通する液室および圧力室と、液室に設けられたエネルギー発生部と、を具備する。
液体吐出ヘッドは、エネルギー発生部を駆動させることによって吐出口から液滴を吐出させて記録を行う。このため、吐出口の形状や吐出口近傍の吐出口形成部材の表面状態が、液体吐出性能に影響を与える。
近年では高画質な印刷を実現するため、液体吐出ヘッドの微細化が進み、5pl以下の液体を吐出できる高精細な吐出口が液体吐出ヘッドに搭載されている。吐出口の口径と、吐出口と連通するように形成された液室を隔てるノズル壁の厚みは、高画質印刷対応になるほど小さくなる傾向があり、吐出口の口径およびノズル壁の厚みは、共に10μm以下の部分が存在する。
また、微細化と共に外力に対する吐出口の強度も低下している。上記のように微細に加工された吐出口を保護するために、液体吐出ヘッドの吐出口が形成されている第1の面には、保護テープが貼りつけられている。保護テープは、液体吐出ヘッドを使用する際にユーザーが剥がす必要がある。
保護テープは、ベースフィルムと、ベースフィルムと液体吐出ヘッドとを接着する粘着層から構成されている。粘着層の粘着力が強いと、ユーザーが保護テープを剥がす際に液体吐出ヘッドを破壊してしまう恐れがある。一方で粘着力が弱いと、物流中にテープが剥がれるなど、保護テープの機能を十分に発揮できない。
A typical example of a liquid discharge head that discharges liquid is a liquid discharge head that performs recording by discharging droplets onto a recording medium. A liquid discharge head generally includes a discharge port for discharging a liquid, a liquid chamber and a pressure chamber communicating with the discharge port, and an energy generation unit provided in the liquid chamber.
The liquid ejection head performs recording by ejecting liquid droplets from the ejection port by driving the energy generating unit. For this reason, the shape of the discharge port and the surface state of the discharge port forming member near the discharge port affect the liquid discharge performance.
In recent years, in order to realize high-quality printing, the liquid discharge head has been miniaturized and a high-definition discharge port capable of discharging a liquid of 5 pl or less is mounted on the liquid discharge head. The diameter of the discharge port and the thickness of the nozzle wall that separates the liquid chamber formed so as to communicate with the discharge port tend to be small enough to support high-quality printing, and both the diameter of the discharge port and the thickness of the nozzle wall are both There is a portion of 10 μm or less.
Moreover, the strength of the discharge port with respect to external force is also decreasing with miniaturization. In order to protect the discharge port finely processed as described above, a protective tape is attached to the first surface on which the discharge port of the liquid discharge head is formed. The protective tape needs to be peeled off by the user when using the liquid discharge head.
The protective tape includes a base film and an adhesive layer that bonds the base film and the liquid discharge head. If the adhesive strength of the adhesive layer is strong, the liquid ejection head may be destroyed when the user peels off the protective tape. On the other hand, if the adhesive strength is weak, the function of the protective tape cannot be fully exhibited, for example, the tape is peeled off during distribution.

特許文献1には、以上の課題を解決する目的で、撥液処理が施されている液体吐出ヘッドの特定部分の表面を改質して、保護テープに対する密着力(接着強度)を変化させ、吐出口が形成されていない領域の密着力を高める製造方法が開示されている。
特許文献1に開示されている方法によれば、フッ素を含むアルキルシロキサンエポキシ樹脂を用いた撥液処理が施されている液体吐出ヘッド表面の特定部分に、紫外線を照射することによって活性酸素を発生させる。発生した活性酸素と結合することによって、液体吐出ヘッド表面にヒドロキシル基(OH)等の酸素原子を含む官能基が形成され、表面の酸素量が増大し、化学結合効率が改善されることによって、液体吐出ヘッド表面と保護テープとの密着力が向上する。
In Patent Document 1, for the purpose of solving the above problems, the surface of a specific portion of the liquid discharge head subjected to the liquid repellent treatment is modified to change the adhesion (adhesive strength) to the protective tape, A manufacturing method for increasing the adhesion of a region where no discharge port is formed is disclosed.
According to the method disclosed in Patent Document 1, active oxygen is generated by irradiating a specific part of the surface of a liquid discharge head subjected to liquid repellency treatment using an alkylsiloxane epoxy resin containing fluorine with ultraviolet rays. Let By combining with the generated active oxygen, a functional group containing an oxygen atom such as a hydroxyl group (OH) is formed on the surface of the liquid ejection head, the amount of oxygen on the surface is increased, and the chemical bonding efficiency is improved. The adhesion between the surface of the liquid discharge head and the protective tape is improved.

特開2007‐313890号公報JP 2007-313890 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法は、表面改質によって撥液層の一部における保護テープの密着力を相対的に向上させるものである。このため、撥液層が形成されていないような密着性の高い表面を有する液体吐出ヘッドにおいては、紫外線照射による表面改質効果が低いため、所望する密着力の差異を発現させることが困難である。また、近年では液体吐出ヘッドのサイズが小型化されているため、表面改質を施す吐出口が形成されていないエリアが少なくなっており、紫外線を照射する際の微細な位置合わせが困難になってきている。
本発明は、液体吐出ヘッドの表面構造によって精度良く保護テープの密着力が強い領域と弱い領域が形成された液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。
However, the method described in Patent Document 1 relatively improves the adhesion of the protective tape in a part of the liquid repellent layer by surface modification. For this reason, in a liquid discharge head having a surface with high adhesion such that no liquid repellent layer is formed, the surface modification effect by ultraviolet irradiation is low, and it is difficult to express a desired difference in adhesion. is there. Further, in recent years, the size of the liquid discharge head has been reduced, so that the area where the discharge port for surface modification is not formed is reduced, and fine alignment when irradiating ultraviolet rays becomes difficult. It is coming.
An object of the present invention is to provide a liquid discharge head in which a region having a strong and weak adhesion of a protective tape is formed with high accuracy according to the surface structure of the liquid discharge head, and a method for manufacturing the same.

本発明による液体吐出ヘッドは、吐出口が形成された吐出口形成面を有する吐出口形成部材を備え、吐出口形成面に保護テープが貼り付けられる液体吐出ヘッドにおいて、
吐出口形成部材の吐出口形成面と反対側の面であって吐出口に連通する流路を構成する面に、流路内に突出する断面が円弧状の突出部が形成され、吐出口形成面に、突出部に対応して断面が円弧状の窪みが形成されており、保護テープは窪みおよび吐出口を覆うように吐出口形成面に貼り付けられることを特徴とする。
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、
保護テープが貼り付けられる吐出口形成面に窪みを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板の凹んだ領域もしくは貫通口の開口を有する表面に、型材層を形成し、該型材層の表面に前記基板の凹んだ領域もしくは貫通口の開口に追従した窪みを形成する工程と、
前記型材層の窪みを有する面上に、前記吐出口形成面を形成し、該吐出口形成面に該型材層の窪みに追従する窪みを形成する工程と、
を有することを特徴とする。
上記のように吐出口形成面には窪みが形成される。窪みの箇所では保護テープは吐出口形成面に接着しないか、もしくは、浅い接着となるため、密着力が他の箇所よりも弱いものとなる。
A liquid discharge head according to the present invention includes a discharge port forming member having a discharge port forming surface on which a discharge port is formed , and a liquid discharge head in which a protective tape is attached to the discharge port forming surface .
On the surface opposite to the discharge port forming surface of the discharge port forming member and forming the flow channel communicating with the discharge port, a projecting portion having an arc-shaped cross section protruding into the flow channel is formed. A recess having an arc-shaped cross section is formed on the surface corresponding to the protrusion , and the protective tape is attached to the discharge port forming surface so as to cover the recess and the discharge port.
The manufacturing method of the liquid discharge head of the present invention includes
A method for manufacturing a liquid discharge head having a depression on a discharge port forming surface to which a protective tape is attached,
Forming a mold material layer on a recessed area of the substrate or a surface having an opening of the through-hole, and forming a depression following the recessed area of the substrate or the opening of the through-hole on the surface of the mold material layer;
Forming the discharge port forming surface on the surface having the recess of the mold material layer, and forming a recess that follows the recess of the mold material layer on the discharge port forming surface;
It is characterized by having.
As described above, a depression is formed on the discharge port forming surface. Since the protective tape does not adhere to the discharge port forming surface or is shallowly adhered at the recessed portion, the adhesion is weaker than other portions.

本発明によれば、窪みの箇所では保護テープとの接触面積が減少して密着力が低下するため、液体吐出ヘッド表面に容易に精度良く密着力の強い領域と弱い領域が形成されることのできる。   According to the present invention, since the contact area with the protective tape is reduced at the recessed portion and the adhesion is reduced, a strong and weak area can be easily and accurately formed on the surface of the liquid ejection head. it can.

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the liquid discharge head which concerns on this invention. (a)−(e)は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。(A)-(e) is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the liquid discharge head concerning this invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the liquid discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the liquid discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the liquid discharge head which concerns on this invention. (a)−(e)は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。(A)-(e) is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the liquid discharge head concerning this invention. (a)−(g)は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例を示す断面図である。(A)-(g) is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the liquid discharge head concerning this invention.

[液体吐出ヘッド]
図3は、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。図1は、図3の液体吐出ヘッドのA−A断面を示す図である。
図1に示されるように、液体吐出ヘッド20は、基板1と、圧力室11を形成するレジスト31(流路形成部材ともいう)と、吐出口12を有するレジスト4(吐出口形成部材ともいう)を備える。基板1には液体吐出エネルギー発生素子10が設けられ、基板1および液体吐出エネルギー発生素子10を覆う保護層2が形成されている。また、基板1および保護層2を貫く液体供給口13が形成されている。吐出口12の形成面には基板1の方向に向けて凹んだ窪み6が形成され、保護層2とレジスト4との間であり、液体供給口13の縁となる個所には窪み6を作製するためのレジスト32、33が設けられている。
[Liquid discharge head]
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the liquid discharge head according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the liquid discharge head of FIG. 3 taken along the line AA.
As shown in FIG. 1, the liquid discharge head 20 includes a substrate 1, a resist 31 that forms the pressure chamber 11 (also referred to as a flow path forming member), and a resist 4 that includes the discharge ports 12 (also referred to as a discharge port forming member). ). A liquid discharge energy generating element 10 is provided on the substrate 1, and a protective layer 2 that covers the substrate 1 and the liquid discharge energy generating element 10 is formed. Further, a liquid supply port 13 penetrating the substrate 1 and the protective layer 2 is formed. A recess 6 that is recessed toward the substrate 1 is formed on the surface on which the discharge port 12 is formed. The recess 6 is formed between the protective layer 2 and the resist 4 and at the edge of the liquid supply port 13. Resist 32, 33 is provided.

[液体吐出ヘッドの製造方法1]
以下、図1ないし図3を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。図2は図3に示される液体吐出ヘッドのA−A断面図の一部(吐出口12の部分)である。なお、本発明に係る方法はこれらに限定されない。
まず、図2(a)に示すように、液体吐出エネルギー発生素子10および保護層2が形成されたシリコンからなる基板1上に、ネガ型感光性の第一の層としてのレジスト3を形成する。液体吐出エネルギー発生素子10としては、電気熱変換素子、圧電素子等が挙げられる。保護層2の材料としては、SiO2等を用いることができる。レジスト3としては化学増幅型レジストを用いることができる。レジスト3に含まれる高分子材料成分としては、エポキシ樹脂、シリコン系高分子化合物、α−位に水素原子を有するビニル系高分子化合物等を用いることができる。これらの中でも、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等のエポキシ化ゴム等が挙げられる。これらは一種以上を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。また、レジスト3は光酸発生剤を含むことができる。光酸発生剤としては、トリアリールスルホニウム塩、オニウム塩等を用いることができる。これらは一種以上を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。さらに、レジスト3は溶媒を含むことができる。該溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、γ−ブチロラクトン等を用いることができる。これらの一種を単独で、あるいはこれらの二種以上を併用してもよい。溶媒の沸点は、100℃以上、250℃以下であることが好ましい。なお、沸点は文献値により選択することができる。また、これらの溶媒は、後述する第二のネガ型感光性レジスト4に含まれる溶媒、第二のネガ型感光性レジスト4上に塗布される樹脂膜5に含まれる溶媒としても用いることができる。また、レジスト3、レジスト4、樹脂膜5の形成に同じ溶媒を用いてもよい。
[Liquid discharge head manufacturing method 1]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 2 is a part of the AA sectional view of the liquid discharge head shown in FIG. 3 (portion of the discharge port 12). The method according to the present invention is not limited to these.
First, as shown in FIG. 2A, a resist 3 as a negative photosensitive first layer is formed on a silicon substrate 1 on which a liquid discharge energy generating element 10 and a protective layer 2 are formed. . Examples of the liquid discharge energy generating element 10 include an electrothermal conversion element and a piezoelectric element. As a material of the protective layer 2, SiO 2 or the like can be used. As the resist 3, a chemically amplified resist can be used. As the polymer material component contained in the resist 3, an epoxy resin, a silicon polymer compound, a vinyl polymer compound having a hydrogen atom at the α-position, or the like can be used. Among these, an epoxy resin is preferable. Examples of the epoxy resin include phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, and epoxidized rubbers such as epoxidized polybutadiene. These may use 1 or more types, and may use 2 or more types together. The resist 3 can contain a photoacid generator. As the photoacid generator, a triarylsulfonium salt, an onium salt, or the like can be used. These may use 1 or more types, and may use 2 or more types together. Further, the resist 3 can contain a solvent. As the solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), γ-butyrolactone, or the like can be used. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination. The boiling point of the solvent is preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. The boiling point can be selected based on literature values. These solvents can also be used as a solvent contained in the second negative photosensitive resist 4 described later and a solvent contained in the resin film 5 applied on the second negative photosensitive resist 4. . Further, the same solvent may be used for forming the resist 3, the resist 4, and the resin film 5.

レジスト3に含まれる高分子材料成分の割合としては、例えば19.9質量%以上、70.0質量%以下とすることができる。レジスト3に含まれる光酸発生剤の割合としては、例えば0.1質量%以上、2.5質量%以下とすることができる。レジスト3に含まれる溶媒の割合としては、例えば29.9質量%以上、80.0質量%以下とすることができる。
レジスト3の形成方法としては、ソルベントコート法、ドライフィルムを作製し、基板上に転写する方法等が挙げられる。ソルベントコート法とは、レジスト溶液をスピンコーター、ロールコーター又はワイヤーバー等により基板上に塗布した後、溶媒を乾燥して除去し、レジスト層を形成する方法である。例えば、高分子材料成分と、光酸発生剤と、溶媒とを含む溶液を基板1上にスピンコート法により塗布し、乾燥させることにより、レジスト3を形成することができる。レジスト3の膜厚は特に限定されないが、例えば5μm以上、30μm以下とすることができる。
The proportion of the polymer material component contained in the resist 3 can be, for example, 19.9 mass% or more and 70.0 mass% or less. As a ratio of the photo-acid generator contained in the resist 3, it can be 0.1 mass% or more and 2.5 mass% or less, for example. As a ratio of the solvent contained in the resist 3, it can be 29.9 mass% or more and 80.0 mass% or less, for example.
Examples of the method for forming the resist 3 include a solvent coating method, a method of producing a dry film, and transferring it onto a substrate. The solvent coating method is a method of forming a resist layer by applying a resist solution on a substrate with a spin coater, a roll coater, a wire bar or the like and then drying and removing the solvent. For example, the resist 3 can be formed by applying a solution containing a polymer material component, a photoacid generator, and a solvent onto the substrate 1 by spin coating and drying. The film thickness of the resist 3 is not particularly limited, but can be, for example, 5 μm or more and 30 μm or less.

次に、図2(b)に示すように、レジスト3への部分的な露光処理として、マスク40を介してレジスト3を選択的に露光してパターンを潜像させる。その後にベーク処理(以下、PEB:Post Exposure Bakeと示す)を行うことによって、光を照射した領域のレジスト31、32、および33を硬化させて壁材層とする。ここで選択的に光を照射しない部分は未硬化状態で残されて型材層となり、この型材層が基板から除去された後の空間に、圧力室11が形成される。保護テープに対する密着力を相対的に低下させたい窪み6に該当する領域(図2(b)のX)については、レジスト32および33を形成し、これらに挟まれた領域を型材層とする。続くPEB工程で領域X、すなわち型材層表面を選択的に凹ませることによって、後述するレジスト4にも凹んだ領域Yが形成される。露光には紫外線や電離放射線等を用いることができる。露光量は所望のパターンが形成できれば特に限定されないが、例えば3000J/m2以上、10000J/m2以下とすることができる。PEBの温度及び時間についても、所望のパターンが形成できれば特に限定されないが、例えば40℃以上、105℃以下で、3分以上、15分以下行うことができる。
X領域に窪みを良好に形成するために、光照射領域の幅(図2に示す幅)は、4μm以上1.5mm以下とすることが好ましい。より好ましくは10μm以上である。また200μm以下である。光照射領域の深さは、レジスト3および4の強度の観点から、0.5μm以上50μm以下とすることが好ましい。より好ましくは3μm以上である。また25μm以下である。
Next, as shown in FIG. 2B, as a partial exposure process to the resist 3, the resist 3 is selectively exposed through a mask 40 to form a latent image. Thereafter, a baking process (hereinafter referred to as PEB: Post Exposure Bake) is performed to cure the resists 31, 32, and 33 in the region irradiated with light to form a wall material layer. Here, the portion not selectively irradiated with light is left in an uncured state to become a mold material layer, and the pressure chamber 11 is formed in a space after the mold material layer is removed from the substrate. For the region corresponding to the recess 6 (X in FIG. 2B) for which the adhesive strength to the protective tape is relatively lowered, resists 32 and 33 are formed, and the region sandwiched between these is used as a mold material layer. In the subsequent PEB process, the region X, that is, the surface of the mold material layer is selectively recessed to form a recessed region Y in the resist 4 described later. For the exposure, ultraviolet rays, ionizing radiation, or the like can be used. Although the amount of exposure is not particularly limited as long as a desired pattern can be formed, for example, it can be 3000 J / m 2 or more and 10,000 J / m 2 or less. The temperature and time of PEB are not particularly limited as long as a desired pattern can be formed. For example, it can be performed at 40 ° C. or higher and 105 ° C. or lower for 3 minutes or longer and 15 minutes or shorter.
In order to satisfactorily form a depression in the X region, the width of the light irradiation region (the width shown in FIG. 2) is preferably 4 μm or more and 1.5 mm or less. More preferably, it is 10 μm or more. Moreover, it is 200 micrometers or less. The depth of the light irradiation region is preferably 0.5 μm or more and 50 μm or less from the viewpoint of the strength of the resists 3 and 4. More preferably, it is 3 μm or more. Moreover, it is 25 micrometers or less.

次に、図2(c)に示すように、レジスト31−33を含むレジスト3上、即ち第一の層上に、第二の層として第二のネガ型感光性レジストであるレジスト4を形成する。レジスト4としては化学増幅型レジストを用いることができる。レジスト4に含まれる樹脂成分はエポキシ樹脂が好ましく、レジスト3に含むことのできる樹脂成分と同様のものを用いることができる。また、レジスト4は光酸発生剤を含むことができる。光酸発生剤としては、所望のパターンを形成できるものであれば特に限定されず、レジスト3に含まれる光酸発生剤と同様のものを用いることができる。さらに、レジスト4は溶媒を含むことができる。溶媒としては、PGMEA、γ−ブチロラクトン等を用いることができる。これらの一種を単独で、あるいはこれらの二種以上を併用してもよい。該溶媒の沸点は、100℃以上、250℃以下であることが好ましい。レジスト4は、光吸収材および光酸発生剤によって発生した酸の拡散を抑制する成分(以下併せて吸収材と呼ぶ)を含んでいてもよい。吸収材は、所望のパターンを形成できるものであれば特に限定されない。
レジスト4に含まれる樹脂成分の割合としては、例えば19.9質量%以上、70.0質量%以下とすることができる。レジスト4に含まれる光酸発生剤の割合としては、例えば0.1質量%以上、2.5質量%以下とすることができる。レジスト4に含まれる溶媒の割合としては、例えば29.9質量%以上、80.0質量%以下とすることができる。
レジスト4の溶解度パラメータ(SP値)は、5以上、13以下であることが好ましい。なお、本発明においてSP値は物性値から推算した値である。具体的には、溶解度パラメータδは、蒸発エンタルピーをΔH、モル体積をVとおくと、δ=√(ΔH−RT)/Vで定義されるため、各材料の物性値を文献等から引用して推算できる。
Next, as shown in FIG. 2C, a resist 4 as a second negative photosensitive resist is formed as a second layer on the resist 3 including the resists 31-33, that is, on the first layer. To do. As the resist 4, a chemically amplified resist can be used. The resin component contained in the resist 4 is preferably an epoxy resin, and the same resin component as that which can be contained in the resist 3 can be used. The resist 4 can contain a photoacid generator. The photoacid generator is not particularly limited as long as it can form a desired pattern, and the same photoacid generator as that contained in the resist 3 can be used. Further, the resist 4 can contain a solvent. As the solvent, PGMEA, γ-butyrolactone, or the like can be used. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination. The boiling point of the solvent is preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. The resist 4 may include a component that suppresses diffusion of the acid generated by the light absorbing material and the photo acid generator (hereinafter also referred to as an absorbing material). The absorbent material is not particularly limited as long as it can form a desired pattern.
As a ratio of the resin component contained in the resist 4, it can be 19.9 mass% or more and 70.0 mass% or less, for example. As a ratio of the photo-acid generator contained in the resist 4, it can be 0.1 mass% or more and 2.5 mass% or less, for example. As a ratio of the solvent contained in the resist 4, it can be 29.9 mass% or more and 80.0 mass% or less, for example.
The solubility parameter (SP value) of the resist 4 is preferably 5 or more and 13 or less. In the present invention, the SP value is a value estimated from a physical property value. Specifically, since the solubility parameter δ is defined as δ = √ (ΔH−RT) / V where the evaporation enthalpy is ΔH and the molar volume is V, the physical property values of each material are quoted from the literature. Can be estimated.

レジスト4の形成方法としては、ソルベントコート法、ドライフィルムを作製し、レジスト3上に転写する方法等が挙げられる。保護テープに対する密着力を相対的に低下させたい窪み6に該当する領域(図2(c)のY)を凹んだ状態に形成することが出来るのであれば、いずれの形成方法を選択してもよい。
レジスト4の膜厚は特に限定されないが、例えば3μm以上、60μm以下とすることができる。ただし、凹んだ状態を形成する観点から、3μm以上15μm以下で有ることが好ましく、3μm以上8μm以下であることがより好ましい。
続いて、図2(d)に示すように、マスク41を介してレジスト4を選択的に一括露光して吐出口パターンを潜像させ、その後PEBを行う。露光条件及びPEB条件は、所望の吐出口パターンが形成できれば特に制限されるものではない。露光には、例えば紫外線や電離放射線等を用いることができる。露光量は、例えば400J/m2以上、2000J/m2以下とすることができる。PEBの温度及び時間については、例えば70℃以上、105℃以下で3分以上、10分以下行うことができる。
次に、図2(e)に示すように、レジスト3およびレジスト4を一括現像して圧力室11及び吐出口12を形成する。現像はPGMEA等を用いて行うことができる。これによって、吐出口12が存在する吐出口形成面の一部に、凹んだ窪み6を有する吐出口形成部材を形成することができる。
次に、基板1に液体供給口13(図1参照)を形成し、基板1をダイシングソー等により切断分離してチップ化する。その後、液体吐出エネルギー発生素子10を駆動させるための駆動基板に接続させるための端子と液体吐出エネルギー発生素子10との電気的接合を行う。さらに、液体供給のためのチップタンク部材(不図示)を接続して、液体吐出ヘッドが完成する。
Examples of the method for forming the resist 4 include a solvent coating method, a method of producing a dry film, and transferring it onto the resist 3. Any method can be selected as long as the region corresponding to the recess 6 (Y in FIG. 2C) for which the adhesive force to the protective tape is relatively lowered can be formed in a recessed state. Good.
The film thickness of the resist 4 is not particularly limited, but can be, for example, 3 μm or more and 60 μm or less. However, from the viewpoint of forming a depressed state, it is preferably 3 μm or more and 15 μm or less, and more preferably 3 μm or more and 8 μm or less.
Subsequently, as shown in FIG. 2D, the resist 4 is selectively exposed collectively through a mask 41 to form a latent image on the discharge port pattern, and then PEB is performed. The exposure conditions and PEB conditions are not particularly limited as long as a desired discharge port pattern can be formed. For the exposure, for example, ultraviolet rays or ionizing radiation can be used. Exposure amount, for example, 400 J / m 2 or more, it is possible to 2000J / m 2 or less. About the temperature and time of PEB, it can carry out for 3 minutes or more and 10 minutes or less at 70 degreeC or more and 105 degrees C or less, for example.
Next, as shown in FIG. 2E, the resist 3 and the resist 4 are collectively developed to form the pressure chamber 11 and the discharge port 12. Development can be performed using PGMEA or the like. As a result, a discharge port forming member having a recessed recess 6 can be formed in a part of the discharge port forming surface where the discharge port 12 exists.
Next, a liquid supply port 13 (see FIG. 1) is formed in the substrate 1, and the substrate 1 is cut and separated by a dicing saw or the like to form a chip. Thereafter, electrical connection between the terminal for connecting to the drive substrate for driving the liquid discharge energy generating element 10 and the liquid discharge energy generating element 10 is performed. Further, a chip tank member (not shown) for liquid supply is connected to complete the liquid discharge head.

本発明に係る方法では、吐出口形成部材の吐出口が形成される吐出口形成面に凹んだ領域を形成する。当該領域には保護テープが接触しないため、液体吐出ヘッドと保護テープの密着性を低減することができる。吐出口近傍の密着性を保持したまま全体の密着性を低減することで、所望の機能を維持しつつ、液体吐出ヘッドを破壊せずに保護テープを剥離することができる。   In the method according to the present invention, a recessed region is formed on the discharge port forming surface where the discharge port of the discharge port forming member is formed. Since the protective tape is not in contact with the region, the adhesion between the liquid discharge head and the protective tape can be reduced. By reducing the overall adhesion while maintaining the adhesion in the vicinity of the discharge port, the protective tape can be peeled without destroying the liquid discharge head while maintaining a desired function.

[液体吐出ヘッドの製造方法2]
製造方法1の形態では、吐出口形成面に形成する窪み6をレジスト3の露光およびPEBで形成した。本実施形態は、液体供給口13が開けられている基板の場合の製造方法であり、以下に図5および図6を参照して、本実施形態について詳細に説明する。
図5は本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面図であり、図3のA−A断面を示す図である。
図5に示されるように、液体吐出ヘッド20は、基板1と、圧力室11を形成するレジスト31と、吐出口12を有するレジスト4を備える。基板1には液体吐出エネルギー発生素子10が設けられ、基板1および液体吐出エネルギー発生素子10を覆う保護層2が形成されている。また、基板1および保護層2を貫く液体供給口13が形成されている。吐出口12の形成面には基板1の方向に向けて凹んだ窪み6が形成されている。本実施形態の場合には、基板1にあらかじめ設けられている液体供給口13を用いて窪み6を形成するため、図1に示したレジスト32および33は設けられていない。
まず、図6(a)に示すように、あらかじめ液体供給口13となる貫通口が形成された基板1上に、レジスト3を形成する。即ち、貫通口の開口を有する表面に、レジスト3を形成している。基板1の構成や、レジスト3の組成は製造方法1に準ずる。レジスト3の形成方法としては、ドライフィルムを作製し、保護層2上に転写する方法が挙げられる。転写条件は、レジスト3が液体供給口13上で凹む形状となる条件であれば、特に限定されるものではないが、転写温度は一般的なレジストの軟化点およびガラス転移点から、40℃以上180℃以下であることが望ましい。またその膜厚についても、レジスト3が液体供給口13上で凹む形状となる条件であれば、特に限定されるものではないが、20μm以下であることが好ましい。
図6(b)に示す工程では、マスク42を介してレジスト3を選択的に露光してパターンを潜像させ、その後にベークを行うことによって、光を照射した領域のレジスト31を硬化させる。凹みが形成された部分は、型材層である。
以下の工程は、製造方法1に準ずるものとする。即ち、図6(c)〜(e)に示すように、型材層の窪みを有する面上に、吐出口形成面を形成し、吐出口形成面に型材層の窪みに追従する窪みを形成する。
以上の製造方法で形成された液体吐出ヘッドは、吐出口形成面の液体供給口13上の領域に凹んだ窪み6を形成することによって、保護テープとの密着性を低減することができる。
[Liquid discharge head manufacturing method 2]
In the form of the manufacturing method 1, the recess 6 formed on the discharge port forming surface is formed by exposing the resist 3 and PEB. The present embodiment is a manufacturing method in the case of a substrate in which the liquid supply port 13 is opened, and this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the liquid discharge head according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
As shown in FIG. 5, the liquid discharge head 20 includes a substrate 1, a resist 31 that forms a pressure chamber 11, and a resist 4 that has discharge ports 12. A liquid discharge energy generating element 10 is provided on the substrate 1, and a protective layer 2 that covers the substrate 1 and the liquid discharge energy generating element 10 is formed. Further, a liquid supply port 13 penetrating the substrate 1 and the protective layer 2 is formed. A recess 6 that is recessed toward the substrate 1 is formed on the surface on which the discharge port 12 is formed. In the case of the present embodiment, since the recess 6 is formed using the liquid supply port 13 provided in advance in the substrate 1, the resists 32 and 33 shown in FIG. 1 are not provided.
First, as shown in FIG. 6A, a resist 3 is formed on a substrate 1 on which a through-hole serving as a liquid supply port 13 has been formed in advance. That is, the resist 3 is formed on the surface having the opening of the through hole. The configuration of the substrate 1 and the composition of the resist 3 are in accordance with the manufacturing method 1. Examples of the method for forming the resist 3 include a method in which a dry film is prepared and transferred onto the protective layer 2. The transfer conditions are not particularly limited as long as the resist 3 has a shape that is recessed on the liquid supply port 13, but the transfer temperature is 40 ° C. or more from the general softening point and glass transition point of the resist. It is desirable that the temperature is 180 ° C. or lower. The thickness of the resist 3 is not particularly limited as long as the resist 3 has a shape that is recessed on the liquid supply port 13, but is preferably 20 μm or less.
In the step shown in FIG. 6B, the resist 3 is selectively exposed through the mask 42 to form a latent image of the pattern, and then baking is performed to cure the resist 31 in the region irradiated with light. The portion where the dent is formed is a mold material layer.
The following steps are based on manufacturing method 1. That is, as shown in FIGS. 6C to 6E, the discharge port forming surface is formed on the surface having the depression of the mold material layer, and the depression that follows the depression of the mold material layer is formed on the discharge port formation surface. .
The liquid discharge head formed by the above manufacturing method can reduce the adhesiveness with the protective tape by forming the recess 6 in the region on the liquid supply port 13 on the discharge port forming surface.

[液体吐出ヘッドの製造方法3]
製造方法1および2では、吐出口形成面の一部の領域に、凹んだ領域である窪み6を設けることによって、保護テープが窪み6の凹んだ領域と接触しないため、選択的に密着性が下がる構造の製造方法を説明した。選択的に密着性を下げる構造はこの限りではない。吐出口形成面の凹んだ領域に、さらに微小な凹凸形状を設けることによって、保護テープが凹んだ領域に追従した場合でも、微小凹凸形状によって保護テープと吐出口形成面との接触面積を減らすことができ、選択的に密着性を低下させることができる。以下に、図7を用いて、本構成の実施の形態について詳細に説明する。
[Liquid discharge head manufacturing method 3]
In the manufacturing methods 1 and 2, since the protective tape does not come into contact with the recessed region of the recess 6 by providing the recess 6 that is a recessed region in a partial region of the discharge port forming surface, the adhesiveness is selectively improved. A method of manufacturing a structure that goes down has been described. However, the structure for selectively reducing the adhesion is not limited to this. Even if the protective tape follows the recessed area, the contact area between the protective tape and the discharge port forming surface can be reduced by providing a minute uneven shape in the recessed area of the discharge port forming surface. And can selectively reduce the adhesion. Hereinafter, an embodiment of the present configuration will be described in detail with reference to FIG.

図7(a)から(c)までの工程は、製造方法2の図6(a)から(c)に準ずるものとする。
次に図7(d)に示すように、レジスト4上に樹脂膜5を形成する。樹脂膜5は、樹脂、溶媒、光酸発生剤、吸収材、および撥液性を示す撥液剤を含むことができる。なお、樹脂および溶媒以外の成分は、必要に応じて添加してもしなくてもよい。樹脂膜5に含まれる樹脂はエポキシ樹脂が好ましく、第一のネガ型感光性レジスト3に含むことのできる成分と同様のものを用いることができる。溶媒としては、PGMEA、γ−ブチロラクトン、トルエン、α−テルピネオール、酢酸エチル、アセトン、エタノールやブタノール等のアルコール類等を用いることができる。これらの一種を単独で、あるいはこれらの二種以上を併用してもよい。樹脂膜5に含まれる溶媒の沸点は、40℃以上250℃以下であることが好ましく、60℃以上150℃以下であることがより好ましい。樹脂膜5に含まれる溶媒のSP値は、5以上、13以下であることが好ましい。
樹脂膜5の塗布方法は特に限定されないが、例えばスリットコーターによる塗布方法、スピンコートによる塗布方法等が挙げられる。
樹脂膜5の膜厚は特に限定されないが、0.2μm以上3.0μm以下とすることができる。
次に、図7(e)に示すように樹脂膜5を乾燥して、液体吐出ヘッドの凹んだ領域6の表面に微小凹凸50を形成する。樹脂膜5を乾燥する温度条件としては、40℃以上90℃以下とすることができる。時間条件としては、3分以上15分以下とすることができる。
樹脂膜5に含まれる溶媒がレジスト4を溶解しながら揮発するため、乾燥ムラが発生した場合は、遅く揮発した部分の表面にレジスト4に含まれる樹脂と、樹脂膜5に含まれる樹脂が凝集することによって、早く揮発した部分との間に微小凹凸50が形成される。樹脂膜5に含まれる溶媒は、揮発する際に樹脂膜5の膜厚が厚くなっている凹んだ領域の窪み6に集まるように乾燥するため、窪み6に乾燥ムラを発生させることができる。このような作用によって、樹脂膜5の表面に選択的に微小凹凸を形成することが可能となり、保護テープに対する密着が弱い領域を選択的に形成できる。
7A to 7C conform to FIGS. 6A to 6C of the manufacturing method 2.
Next, as shown in FIG. 7D, a resin film 5 is formed on the resist 4. The resin film 5 can contain a resin, a solvent, a photoacid generator, an absorber, and a liquid repellent that exhibits liquid repellency. In addition, it is not necessary to add components other than resin and a solvent as needed. The resin contained in the resin film 5 is preferably an epoxy resin, and the same components as those that can be contained in the first negative photosensitive resist 3 can be used. As the solvent, PGMEA, γ-butyrolactone, toluene, α-terpineol, ethyl acetate, acetone, alcohols such as ethanol and butanol, and the like can be used. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination. The boiling point of the solvent contained in the resin film 5 is preferably 40 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and more preferably 60 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. The SP value of the solvent contained in the resin film 5 is preferably 5 or more and 13 or less.
Although the coating method of the resin film 5 is not specifically limited, For example, the coating method by a slit coater, the coating method by spin coating, etc. are mentioned.
The film thickness of the resin film 5 is not particularly limited, but can be 0.2 μm or more and 3.0 μm or less.
Next, as shown in FIG. 7E, the resin film 5 is dried to form minute irregularities 50 on the surface of the recessed area 6 of the liquid ejection head. The temperature condition for drying the resin film 5 can be 40 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. The time condition can be 3 minutes or more and 15 minutes or less.
Since the solvent contained in the resin film 5 is volatilized while dissolving the resist 4, when uneven drying occurs, the resin contained in the resist 4 and the resin contained in the resin film 5 are aggregated on the surface of the part that has been volatilized slowly. By doing so, the micro unevenness | corrugation 50 is formed between the parts volatilized early. Since the solvent contained in the resin film 5 is dried so as to collect in the dent 6 in the recessed area where the film thickness of the resin film 5 is thick when volatilized, drying unevenness can be generated in the dent 6. By such an action, it is possible to selectively form minute irregularities on the surface of the resin film 5, and it is possible to selectively form a region having low adhesion to the protective tape.

吐出口形成面に撥液層を形成したい場合には、樹脂膜5に撥液剤を添加することで撥液膜とすることができる。この場合の撥液剤は、フッ素系の撥水剤、シリコン系の撥液剤等を用いることができる。これらの一種を単独で、あるいはこれらの二種以上を併用してもよい。撥液膜の膜厚は、0.1μm以上、1.5μm以下であることが好ましい。
塗布前の樹脂膜5に含まれる溶媒の割合は、5質量%以上95質量%以下であることが好ましい。溶媒の含有割合が5質量%以上であることにより、樹脂膜5がレジスト4に含まれる樹脂を溶解することができる。一方で、95質量%以下であることによって、微小凹凸50を形成できる樹脂膜5に含まれる樹脂量を確保することができる。
良好に微小凹凸50の領域を形成するためには、乾燥ムラを良好に生じさせることが好ましい。このため、樹脂膜5には、溶媒として20℃での飽和蒸気圧が30mmHg以上の溶媒を用い、樹脂膜5中に50%以上含有させることが好ましい。より好ましくは、20℃での飽和蒸気圧が40mmHg以上の溶媒を用いる。また、樹脂膜5中に60%以上95%以下含有させる。
When it is desired to form a liquid repellent layer on the discharge port forming surface, a liquid repellent film can be obtained by adding a liquid repellent to the resin film 5. In this case, a fluorine-based water repellent, a silicon-based liquid repellent, or the like can be used as the liquid repellent. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination. The film thickness of the liquid repellent film is preferably 0.1 μm or more and 1.5 μm or less.
The proportion of the solvent contained in the resin film 5 before coating is preferably 5% by mass or more and 95% by mass or less. When the content ratio of the solvent is 5% by mass or more, the resin film 5 can dissolve the resin contained in the resist 4. On the other hand, the amount of resin contained in the resin film 5 capable of forming the minute unevenness 50 can be ensured by being 95% by mass or less.
In order to satisfactorily form the fine unevenness 50 region, it is preferable to cause uneven drying. For this reason, the resin film 5 is preferably a solvent having a saturated vapor pressure of 30 mmHg or higher at 20 ° C. as the solvent and contained in the resin film 5 by 50% or more. More preferably, a solvent having a saturated vapor pressure at 20 ° C. of 40 mmHg or more is used. Further, the resin film 5 contains 60% or more and 95% or less.

以上のようにして微小凹凸領域を形成した後、図7(f)に示すように、マスク42を介してレジスト4および樹脂膜5を選択的に一括露光して吐出口パターンを潜像させ、その後PEBを行う。露光条件及びPEB条件は、製造方法1および2に準ずる。
続いて、図7(g)に示すように、レジスト3、レジスト4および樹脂膜5を一括現像して圧力室11及び吐出口12を形成する。これによって、吐出口12が存在する吐出口形成面の一部に、凹んだ領域の表面に微小凹凸50領域が形成されている窪み6を有する吐出口形成部材を形成することができる。現像の条件は製造方法1および2に準ずる。
After forming the micro concavo-convex region as described above, as shown in FIG. 7F, the resist 4 and the resin film 5 are selectively collectively exposed through the mask 42 to cause the discharge port pattern to become a latent image, Then PEB is performed. The exposure conditions and PEB conditions are in accordance with the manufacturing methods 1 and 2.
Subsequently, as illustrated in FIG. 7G, the resist 3, the resist 4, and the resin film 5 are collectively developed to form the pressure chamber 11 and the discharge port 12. As a result, a discharge port forming member having a recess 6 in which a minute unevenness 50 region is formed on the surface of the recessed region can be formed on a part of the discharge port forming surface where the discharge port 12 exists. The development conditions are in accordance with production methods 1 and 2.

本実施形態に係る方法では、表面が凹んだ窪み6を有するレジスト4上に、樹脂膜5を塗布することによって凹んだ領域である窪み6の表面に乾燥ムラが発生し、その部分に微小凹凸50が形成される。微小凹凸50の部分では、保護テープとの接触面積が、凹凸が無い部分と比較して減少するため、図4に示すように貼付される保護テープ30の、吐出口形成面に対する密着力を相対的に下げることができる。これによって、吐出口形成面の表面状態に関わらず、吐出口形成面に容易に精度良く密着力の強い領域と弱い領域を形成することができる。
なお、本発明によって形成される凹凸は深さが0.1μm〜3.0μmであり、樹脂膜5が撥液膜である場合には0.1μm〜1.5μmと微小であるため、粘着層が硬い、もしくは薄い保護テープを用いることで、領域6の密着力を低下させることができる。一方で粘着層がやわらかい保護テープを用いた場合は、微小凹凸内に粘着層が入り込むため、接触面積が増えて密着力が増加させることもできる。
In the method according to the present embodiment, drying unevenness is generated on the surface of the depression 6 which is a recessed area by applying the resin film 5 on the resist 4 having the depression 6 having a recessed surface, and minute unevenness is formed in the portion. 50 is formed. Since the contact area with the protective tape is reduced in the portion with the minute unevenness 50 as compared with the portion without the unevenness, the adhesive force of the protective tape 30 to be applied as shown in FIG. Can be lowered. As a result, regardless of the surface state of the discharge port forming surface, it is possible to easily form a strong region and a weak region with high adhesion on the discharge port forming surface.
The unevenness formed by the present invention has a depth of 0.1 μm to 3.0 μm, and when the resin film 5 is a liquid repellent film, it is as small as 0.1 μm to 1.5 μm. By using a hard or thin protective tape, the adhesion of the region 6 can be reduced. On the other hand, when a protective tape having a soft adhesive layer is used, the adhesive layer enters the minute irregularities, so that the contact area can be increased and the adhesive force can be increased.

[実施例1]
図2を用いて、実施例1に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。図2(a)〜(e)は本実施例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を示す断面図である。
まず、図2(a)に示すように、基板1上に第一のネガ型感光性レジスト3(以下、レジスト3と示す)を形成した。基板1にはシリコン基板を用いた。基板1には、電気熱変換素子である液体吐出エネルギー発生素子10と、SiO2を含む保護層2とが設けられている。レジスト3は、エポキシ樹脂(商品名:SU−8、日本化薬製)からなる樹脂成分と、PGMEAからなる溶媒と、トリアリールスルホニウム塩からなる光酸発生剤、アミン化合物からなる酸失活剤とを含む溶液をスピンコート法により塗布し、乾燥して形成した。レジスト3の乾燥膜厚は8μmであった。レジスト3に含まれる樹脂成分の割合は60質量%、光酸発生剤の割合は0.75質量%、酸失活剤の割合は0.25質量%、溶媒の割合は39質量%であった。形成方法はスピンコート法を用いた。
次に、図2(b)に示すように、マスク40を介してレジスト3に対して圧力室壁パターンを選択的に露光し、その後PEBを行った。露光には紫外線を用いた。露光量は10000(J/m2)とした。PEBは90℃で5分間行った。窪み6が形成される凹んだ領域は、後の工程で液体供給口13が形成される箇所の直上に設け、その幅を100μmとしたところ、凹み量を最大で3μm発生させることができた。
[Example 1]
A method of manufacturing the liquid discharge head according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid discharge head according to the present embodiment.
First, as shown in FIG. 2A, a first negative photosensitive resist 3 (hereinafter referred to as a resist 3) was formed on a substrate 1. A silicon substrate was used as the substrate 1. The substrate 1 is provided with a liquid discharge energy generating element 10 that is an electrothermal conversion element and a protective layer 2 containing SiO 2 . Resist 3 includes a resin component composed of an epoxy resin (trade name: SU-8, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), a solvent composed of PGMEA, a photoacid generator composed of a triarylsulfonium salt, and an acid deactivator composed of an amine compound. A solution containing was applied by spin coating and dried. The dry film thickness of the resist 3 was 8 μm. The ratio of the resin component contained in the resist 3 was 60% by mass, the ratio of the photoacid generator was 0.75% by mass, the ratio of the acid deactivator was 0.25% by mass, and the ratio of the solvent was 39% by mass. . A spin coating method was used as a forming method.
Next, as shown in FIG. 2B, the pressure chamber wall pattern was selectively exposed to the resist 3 through a mask 40, and then PEB was performed. Ultraviolet rays were used for exposure. The exposure amount was 10,000 (J / m 2 ). PEB was performed at 90 ° C. for 5 minutes. The recessed area in which the recess 6 is formed is provided immediately above the location where the liquid supply port 13 is formed in a later step, and when the width is 100 μm, the amount of recess can be generated up to 3 μm.

次に、図2(c)に示すように、レジスト3上にレジスト4を形成した。レジスト4は、エポキシ樹脂(レジスト3と同じ)からなる樹脂成分と、PGMEAからなる溶媒と、トリアリールスルホニウム塩からなる光酸発生剤とを含むレジストである。レジスト4に含まれる樹脂成分の割合は50質量%、溶媒の割合は49質量%、光酸発生剤の割合は1質量%であった。このレジストをドライフィルムとした。ドライフィルム状態のレジスト4の溶媒量、すなわち残留溶媒量は0.1重量%であった。レジスト4はラミネートによるドライフィルム転写により形成した。レジスト4の膜厚は10μmであった。
次に図2(d)に示すように、マスク41を介してレジスト4に対して吐出口パターンを選択的に一括露光し、その後PEBを行った。露光には紫外線を用いた。露光量は1000(J/m2)とした。PEBは105℃で10分間行った。
次に、図2(e)に示すように、レジスト3およびレジスト4を一括現像した。現像はPGMEAを用いて行った。これにより、所望の領域に凹んだ窪み6が形成された吐出口形成部材を製造することができた。
続いて、基板1に液体供給口を形成後、基板1をダイシングソーにより切断分離してチップ化し、液体吐出エネルギー発生素子10を駆動させるための電気的接合を行った。その後、液体供給のためのチップタンク部材を接続して、液体吐出ヘッドを完成させた。
Next, a resist 4 was formed on the resist 3 as shown in FIG. The resist 4 is a resist including a resin component made of an epoxy resin (same as the resist 3), a solvent made of PGMEA, and a photoacid generator made of a triarylsulfonium salt. The ratio of the resin component contained in the resist 4 was 50% by mass, the ratio of the solvent was 49% by mass, and the ratio of the photoacid generator was 1% by mass. This resist was used as a dry film. The solvent amount of the resist 4 in the dry film state, that is, the residual solvent amount was 0.1% by weight. The resist 4 was formed by dry film transfer by lamination. The film thickness of the resist 4 was 10 μm.
Next, as shown in FIG. 2D, the discharge port pattern was selectively and collectively exposed to the resist 4 through a mask 41, and then PEB was performed. Ultraviolet rays were used for exposure. The exposure amount was 1000 (J / m 2 ). PEB was performed at 105 ° C. for 10 minutes.
Next, as shown in FIG. 2E, the resist 3 and the resist 4 were collectively developed. Development was performed using PGMEA. Thereby, the discharge port formation member in which the hollow 6 dented in the desired area | region was formed was able to be manufactured.
Subsequently, after forming a liquid supply port in the substrate 1, the substrate 1 was cut and separated by a dicing saw into chips, and electrical bonding for driving the liquid discharge energy generating element 10 was performed. Thereafter, a chip tank member for supplying liquid was connected to complete the liquid discharge head.

[実施例2]
実施例1では、基板に液体供給口が開いていない系で吐出口形成部材を製造したが、本実施例では先に液体供給口13が形成されている基板1を用いて吐出口形成部材を製造する。
まず、図6(a)に示すように、基板1上に第一のネガ型感光性レジスト3(以下、レジスト3と示す)を形成した。基板1は実施例1と同等とする。基板1には、電気熱変換素子である液体吐出エネルギー発生素子10と、SiO2を含む保護層2と、液体供給口13が形成されている。レジスト3は実施例1に従って形成した。このレジスト3を10μmの膜厚でドライフィルムレジストにした。ドライフィルム状態のレジスト3の溶媒量、すなわち残留溶媒量は0.1重量%であった。レジスト3はラミネートによるドライフィルム転写により形成した。転写温度はレジスト3の軟化点を超える温度に設定する。今回は90℃で転写を行ったところ、液体供給口13上にレジスト3が4μm凹んだ領域Xを形成することができた。
[Example 2]
In the first embodiment, the discharge port forming member is manufactured in a system in which the liquid supply port is not opened on the substrate. However, in this embodiment, the discharge port forming member is formed using the substrate 1 on which the liquid supply port 13 is formed first. To manufacture.
First, as shown in FIG. 6A, a first negative photosensitive resist 3 (hereinafter referred to as resist 3) was formed on a substrate 1. The substrate 1 is the same as that of the first embodiment. The substrate 1 is provided with a liquid discharge energy generating element 10 that is an electrothermal conversion element, a protective layer 2 containing SiO 2 , and a liquid supply port 13. Resist 3 was formed according to Example 1. This resist 3 was made into a dry film resist with a film thickness of 10 μm. The solvent amount of the resist 3 in the dry film state, that is, the residual solvent amount was 0.1% by weight. The resist 3 was formed by dry film transfer by lamination. The transfer temperature is set to a temperature exceeding the softening point of the resist 3. When the transfer was performed at 90 ° C. this time, the region X in which the resist 3 was recessed by 4 μm could be formed on the liquid supply port 13.

次に、図6(b)に示すように、マスク42を介してレジスト3に対して圧力室壁パターンを選択的に露光し、その後PEBを行った。露光には紫外線を用いて、露光量は10000(J/m2)とした。PEBは90℃で5分間行った。
図6(c)に示される第二のネガ型感光性レジスト4の形成以降の手順は、実施例1と同等としたところ、所望の領域に凹んだ窪み6が形成された液体吐出ヘッドを製造することができた。
Next, as shown in FIG. 6B, the pressure chamber wall pattern was selectively exposed to the resist 3 through a mask 42, and then PEB was performed. Ultraviolet rays were used for exposure, and the exposure amount was 10,000 (J / m 2 ). PEB was performed at 90 ° C. for 5 minutes.
The procedure after the formation of the second negative photosensitive resist 4 shown in FIG. 6C is the same as that of the first embodiment. As a result, a liquid discharge head in which a recess 6 is formed in a desired region is manufactured. We were able to.

[実施例3]
実施例2では、吐出口形成部材は流路形成部材と吐出口形成部材のみで構成されているが、吐出口形成部材の表面に撥液膜などの樹脂膜が形成されていてもよい。本実施例では、吐出口形成面に樹脂膜が形成されている例の製造方法を説明する。図7(a)〜(g)は本実施例に係る液体吐出ヘッドの製造方法を示す断面図である。
図7(a)〜(c)については、実施例2の図6(a)〜(c)と同じ製造方法とする。
次に、図7(d)に示すように、レジスト4上に樹脂膜5を塗布した。樹脂膜5の溶媒にはエタノールを用い、樹脂にはエポキシ樹脂(商品名:SU−8、日本化薬製)を選択した。樹脂膜5はスリットコーターにより塗布した。樹脂膜5の塗布条件としては、1μm2あたり3.0×10-9mlを塗布した。樹脂膜5の乾燥は、60℃で10分間行った。その結果、図7(e)に示すように、樹脂膜5の溶媒が揮発する際に乾燥ムラが発生したため、領域6上に樹脂膜5由来の微小凹凸50が形成された。
次に図7(f)に示すように、マスク41を介してレジスト4および樹脂膜5に対して吐出口パターンを選択的に一括露光し、その後PEBを行った。露光には紫外線を用いた。露光量は1000(J/m2)とした。PEBは105℃で10分間行った。
次に、図7(g)に示すように、レジスト3、レジスト4及び樹脂膜5を一括現像した。現像はPGMEAを用いて行った。これにより、所望の領域に微小凹凸領域6が形成された吐出口形成部材を製造することができた。
続いて基板1に液体供給口を形成後、基板1をダイシングソーにより切断分離してチップ化し、液体吐出エネルギー発生素子10を駆動させるための電気的接合を行った。その後、液体供給のためのチップタンク部材を接続して、液体吐出ヘッドを完成させた。
[Example 3]
In the second embodiment, the discharge port forming member includes only the flow path forming member and the discharge port forming member. However, a resin film such as a liquid repellent film may be formed on the surface of the discharge port forming member. In this embodiment, a manufacturing method of an example in which a resin film is formed on the discharge port forming surface will be described. 7A to 7G are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a liquid discharge head according to this embodiment.
7A to 7C are the same manufacturing methods as those in FIGS. 6A to 6C of the second embodiment.
Next, as shown in FIG. 7D, a resin film 5 was applied on the resist 4. Ethanol was used as the solvent for the resin film 5 and an epoxy resin (trade name: SU-8, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was selected as the resin. The resin film 5 was applied with a slit coater. As the application condition of the resin film 5, 3.0 × 10 −9 ml was applied per 1 μm 2 . The resin film 5 was dried at 60 ° C. for 10 minutes. As a result, as shown in FIG. 7E, drying unevenness occurred when the solvent of the resin film 5 was volatilized, so that the minute unevenness 50 derived from the resin film 5 was formed on the region 6.
Next, as shown in FIG. 7F, the discharge port pattern was selectively collectively exposed to the resist 4 and the resin film 5 through a mask 41, and then PEB was performed. Ultraviolet rays were used for exposure. The exposure amount was 1000 (J / m 2 ). PEB was performed at 105 ° C. for 10 minutes.
Next, as shown in FIG. 7G, the resist 3, the resist 4, and the resin film 5 were collectively developed. Development was performed using PGMEA. As a result, a discharge port forming member in which the minute uneven region 6 was formed in a desired region could be manufactured.
Subsequently, after a liquid supply port was formed in the substrate 1, the substrate 1 was cut and separated into chips by a dicing saw, and electrical bonding for driving the liquid discharge energy generating element 10 was performed. Thereafter, a chip tank member for supplying liquid was connected to complete the liquid discharge head.

上述した各実施形態にて形成される窪み6として、図3には、複数の吐出口12が列状に複数設けられた吐出口列の間に、各吐出口に対応する窪み6が、吐出口列の配列方向に沿って設けられている例を示した。窪み6の形状、配置はこれに限定されるものではない。1つの吐出口に対して複数の窪みを設けてもよく、また、複数の吐出口に対して1つの窪みを設けることとしてもよい。さらに、溝状の窪みをその長手方向が吐出口列と直交するように設けてもよい。このように、配置する形状、吐出口に対する割合を選択することで、吐出口形成面に容易に精度良く密着力の強い領域と弱い領域を形成することができる。
また、各実施形態を組み合わせることとしてもよい。例えば、図6を用いて説明した実施形態3は、図5を用いて説明した実施形態2に、樹脂膜5、微小凹凸50を作製する工程を付加したものであるが、同様の工程を図2を用いて説明した実施形態1に付加して微小凹凸50を作製することとしてもよい。
As the recesses 6 formed in each of the above-described embodiments, FIG. 3 shows the recesses 6 corresponding to the respective discharge ports between the discharge port rows in which a plurality of discharge ports 12 are provided in a row. The example provided along the arrangement | sequence direction of an exit row | line | column was shown. The shape and arrangement of the recess 6 are not limited to this. A plurality of depressions may be provided for one discharge port, or one depression may be provided for a plurality of discharge ports. Furthermore, a groove-shaped depression may be provided so that the longitudinal direction thereof is orthogonal to the discharge port array. As described above, by selecting the shape to be arranged and the ratio to the discharge port, it is possible to easily form a region having a strong adhesion and a weak region on the discharge port formation surface with high accuracy.
Moreover, it is good also as combining each embodiment. For example, the third embodiment described with reference to FIG. 6 is the same as the second embodiment described with reference to FIG. 5 except that a step of forming the resin film 5 and the minute unevenness 50 is added. In addition to the first embodiment described with reference to FIG.

1 基板
2 保護層
3 レジスト
4 レジスト
5 樹脂膜
6 窪み
10 液体吐出エネルギー発生素子
11 圧力室
12 吐出口
13 液体供給口
20 液体吐出ヘッド
30 保護テープ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Protective layer 3 Resist 4 Resist 5 Resin film 6 Depression 10 Liquid discharge energy generating element 11 Pressure chamber 12 Discharge port 13 Liquid supply port 20 Liquid discharge head 30 Protective tape

Claims (8)

吐出口が形成された吐出口形成面を有する吐出口形成部材を備え、前記吐出口形成面に保護テープが貼り付けられる液体吐出ヘッドにおいて、
前記吐出口形成部材の前記吐出口形成面と反対側の面であって前記吐出口に連通する流路を構成する面に、前記流路内に突出する断面が円弧状の突出部が形成され、前記吐出口形成面に、前記突出部に対応して断面が円弧状の窪みが形成されており、前記保護テープは前記窪みおよび前記吐出口を覆うことを特徴とする液体吐出ヘッド。
In a liquid discharge head comprising a discharge port forming member having a discharge port forming surface on which a discharge port is formed, and a protective tape is attached to the discharge port forming surface .
On the surface opposite to the discharge port forming surface of the discharge port forming member and constituting the flow channel communicating with the discharge port, a projecting portion having an arcuate cross section protruding into the flow channel is formed. The liquid discharge head is characterized in that a recess having an arcuate cross section is formed on the discharge port forming surface corresponding to the protrusion , and the protective tape covers the recess and the discharge port.
前記吐出口形成面には複数の吐出口による吐出口列が複数設けられ、
前記窪みは、前記複数の吐出口列の間に形成されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
The discharge port forming surface is provided with a plurality of discharge port arrays with a plurality of discharge ports,
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the recess is formed between the plurality of ejection port arrays.
前記窪みは、前記吐出口列の配列方向に沿って複数設けられている、請求項2に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 2, wherein a plurality of the depressions are provided along an arrangement direction of the ejection port arrays. 前記窪みの表面に凹凸が形成されている、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 The concave convex surface of the recess is formed, a liquid discharge head according to any of claims 1 to 3. 保護テープが貼り付けられる吐出口形成面に窪みを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板の凹んだ領域もしくは貫通口の開口を有する表面に、型材層を形成し、該型材層の表面に前記基板の凹んだ領域もしくは貫通口の開口に追従した窪みを形成する工程と、
前記型材層の窪みを有する面上に、前記吐出口形成面を形成し、該吐出口形成面に該型材層の窪みに追従する窪みを形成する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A method for manufacturing a liquid discharge head having a depression on a discharge port forming surface to which a protective tape is attached,
Forming a mold material layer on a recessed area of the substrate or a surface having an opening of the through-hole, and forming a depression following the recessed area of the substrate or the opening of the through-hole on the surface of the mold material layer;
Forming the discharge port forming surface on the surface having the recess of the mold material layer, and forming a recess that follows the recess of the mold material layer on the discharge port forming surface;
A method of manufacturing a liquid discharge head, comprising:
保護テープが貼り付けられる吐出口形成面に窪みを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板上にネガ型感光性の第一の層を形成する工程と、
前記第一の層に部分的に露光処理し、露光により硬化した壁材層と、露光されずに未硬化状態で残された型材層を形成する工程と、
前記露光処理を経た第一の層をベーク処理し、前記型材層の表面に窪みを形成する工程と、
前記ベーク処理を経た第一の層上にネガ型感光性を有する第二の層を形成し、該第二の層の表面に、前記型材層の表面の窪みに追従する窪みを形成する工程と、
前記第二の層を部分的に露光し、現像を行うことにより、該第二の層に吐出口を形成する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A method for manufacturing a liquid discharge head having a depression on a discharge port forming surface to which a protective tape is attached,
Forming a negative photosensitive first layer on the substrate;
A step of forming a wall material layer partially exposed to the first layer and cured by exposure, and a mold material layer left uncured without being exposed;
Baking the first layer that has undergone the exposure process, and forming a depression on the surface of the mold layer; and
Forming a second layer having negative photosensitivity on the first layer that has undergone the baking treatment, and forming a depression that follows the depression on the surface of the mold material layer on the surface of the second layer; ,
Forming a discharge port in the second layer by partially exposing and developing the second layer; and
A method of manufacturing a liquid discharge head, comprising:
前記第二の層上に、第二の層を溶解し得る溶媒を含む樹脂膜を設け、
前記樹脂膜に含まれる溶媒が揮発する際に、前記第二の層の表面に微小凹凸が形成されることを特徴とする、請求項6に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
A resin film containing a solvent capable of dissolving the second layer is provided on the second layer,
The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 6, wherein when the solvent contained in the resin film is volatilized, minute irregularities are formed on the surface of the second layer.
前記樹脂膜が、撥液性を有することを特徴とする、請求項7に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 7, wherein the resin film has liquid repellency.
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