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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023172473
(43)【公開日】2023-12-06
(54)【発明の名称】ヘッドチップの製造方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/16 20060101AFI20231129BHJP
H10N 30/20 20230101ALI20231129BHJP
H10N 30/045 20230101ALI20231129BHJP
H10N 30/50 20230101ALI20231129BHJP
H10N 30/088 20230101ALI20231129BHJP
【ＦＩ】
B41J2/16 503
B41J2/16 511
H01L41/09
H01L41/257
H01L41/083
H01L41/338
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022084305
(22)【出願日】2022-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】平井 徹
(72)【発明者】
【氏名】田中 聡一
【テーマコード（参考）】
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C057AF93
2C057AG45
2C057AP02
2C057AP14
2C057AP22
2C057AP25
2C057AP51
2C057AP82
2C057BA03
2C057BA14
(57)【要約】
【課題】各チャネルの体積にバラつきが生じにくいヘッドチップの製造方法を提供する。
【解決手段】第一方向Ｘに延びる複数のチャネル溝１３を貫通するように、あるいは当接するように、少なくとも一方端のチャネル溝１３が、ウエハー１０の他方端と連通するように、第一方向Ｘと略直交する第二方向Ｙに延びるエア逃げ溝１３ｂを形成すると、チャネル溝１３内のエアがエア逃げ溝１３ｂからウエハー１０外へ逃げるようになるため、積層基板製造工程Ｐ６の際に接着剤が均等にエア逃げ溝１３ｂに流れ込むようになり、チャネルの体積にバラつきが生じにくくなり、液滴吐出装置に搭載された際に安定した吐出性能となるヘッドチップを製造することができる。
【選択図】図５Ａ
【解決手段】第一方向Ｘに延びる複数のチャネル溝１３を貫通するように、あるいは当接するように、少なくとも一方端のチャネル溝１３が、ウエハー１０の他方端と連通するように、第一方向Ｘと略直交する第二方向Ｙに延びるエア逃げ溝１３ｂを形成すると、チャネル溝１３内のエアがエア逃げ溝１３ｂからウエハー１０外へ逃げるようになるため、積層基板製造工程Ｐ６の際に接着剤が均等にエア逃げ溝１３ｂに流れ込むようになり、チャネルの体積にバラつきが生じにくくなり、液滴吐出装置に搭載された際に安定した吐出性能となるヘッドチップを製造することができる。
【選択図】図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヘッドチップの製造方法であって、
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びて前記複数のチャネル溝を貫通するエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、
前記エア逃げ溝が形成された前記第１面に、第２の基板を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、少なくとも一方端が前記第１の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成するヘッドチップの製造方法。
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びて前記複数のチャネル溝を貫通するエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、
前記エア逃げ溝が形成された前記第１面に、第２の基板を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、少なくとも一方端が前記第１の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成するヘッドチップの製造方法。
【請求項2】
ヘッドチップの製造方法であって、
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、第２の基板の第２面を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、
前記第２の基板の第２面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びるエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、前記積層基板製造工程よりも前に行う工程であって、
少なくとも一方端が前記第２の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成し、
前記積層基板製造工程は、前記複数のチャネル溝と、前記エア逃げ溝とが当接するように、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合させるヘッドチップの製造方法。
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、第２の基板の第２面を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、
前記第２の基板の第２面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びるエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、前記積層基板製造工程よりも前に行う工程であって、
少なくとも一方端が前記第２の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成し、
前記積層基板製造工程は、前記複数のチャネル溝と、前記エア逃げ溝とが当接するように、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合させるヘッドチップの製造方法。
【請求項3】
前記積層基板製造工程は、前記チャネル溝の全面を覆うように前記第１の基板に前記第２の基板を接合する請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項4】
前記エア逃げ溝形成工程は、前記チャネル溝の前記第一方向の端部に前記エア逃げ溝を形成する請求項１記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項5】
前記エア逃げ溝形成工程は、前記チャネル溝の前記第一方向の端部において湾曲状に形成された曲率部に前記エア逃げ溝を形成する請求項４記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項6】
前記エア逃げ溝形成工程は、前記第１の基板の前記チャネル溝の前記第一方向の端部において湾曲状に形成された曲率部に前記エア逃げ溝が当接するように前記エア逃げ溝を形成する請求項２記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項7】
前記チャネル溝に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の電気容量を検査する容量検査工程と、を有し、
前記電極形成工程及び前記容量検査工程は、前記エア逃げ溝形成工程よりも前に行う請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法。
前記電極の電気容量を検査する容量検査工程と、を有し、
前記電極形成工程及び前記容量検査工程は、前記エア逃げ溝形成工程よりも前に行う請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項8】
前記積層基板製造工程は、接着剤で接合した前記第１の基板及び前記第２の基板に加熱処理及び加圧処理を行うことで、前記第１の基板に前記第２の基板を接合する請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項9】
前記積層基板から前記エア逃げ溝を含む部分とヘッドチップ部分とに分けて切断する切断工程を有する請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項10】
前記積層基板製造工程は、前記チャネル溝内に接着剤からなるフィレットを形成する請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項11】
前記積層基板製造工程は、前記第１の基板及び前記第２の基板の接合によって構成された複数の積層基板同士を接着剤で接合させる請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヘッドチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、液滴吐出装置のヘッドチップの製造方法として、インク／エアチャネルを形成した基板を複数積層させて、接着剤によって接合した上で切断する製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このとき、基板同士が充分に接合されるように、接合箇所から溢れ出してチャネルにフィレットが形成されるような量の接着剤が用いられる必要がある。
このとき、基板同士が充分に接合されるように、接合箇所から溢れ出してチャネルにフィレットが形成されるような量の接着剤が用いられる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１６７５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の発明は、接合部分から接着剤が不均一に溢れて、各チャネル部分に大きさの不均一なフィレットが形成されてしまう。図１２のグラフに示すように、大きさの不均一なフィレットによってチャネルの体積にバラつきが生まれると、それに応じてＡＬ（Acoustic Length）が変化してしまうため、ヘッドチップから液滴吐出させた際に、所望の吐出速度が得られなくなってしまうという課題を抱えていた。
【0005】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、各チャネルの体積にバラつきが生じにくいヘッドチップの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ヘッドチップの製造方法であって、
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びて前記複数のチャネル溝を貫通するエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、
前記エア逃げ溝が形成された前記第１面に、第２の基板を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、少なくとも一方端が前記第１の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成する。
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びて前記複数のチャネル溝を貫通するエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、
前記エア逃げ溝が形成された前記第１面に、第２の基板を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、少なくとも一方端が前記第１の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成する。
【0007】
また、以上の課題を解決するために、請求項２記載の発明は、ヘッドチップの製造方法であって、
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、第２の基板の第２面を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、
前記第２の基板の第２面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びるエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、前記積層基板製造工程よりも前に行う工程であって、
少なくとも一方端が前記第２の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成し、
前記積層基板製造工程は、前記複数のチャネル溝と、前記エア逃げ溝とが当接するように、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合させる。
第一方向に延びる複数のチャネル溝が第１面に形成された第１の基板の前記第１面に、第２の基板の第２面を接着剤で接合させて積層基板とする積層基板製造工程と、
前記第２の基板の第２面に、前記第一方向と略直交する第二方向に延びるエア逃げ溝を形成するエア逃げ溝形成工程と、を有し、
前記エア逃げ溝形成工程は、前記積層基板製造工程よりも前に行う工程であって、
少なくとも一方端が前記第２の基板の端部に連通するように前記エア逃げ溝を形成し、
前記積層基板製造工程は、前記複数のチャネル溝と、前記エア逃げ溝とが当接するように、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合させる。
【0008】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記積層基板製造工程は、前記チャネル溝の全面を覆うように前記第１の基板に前記第２の基板を接合する。
前記積層基板製造工程は、前記チャネル溝の全面を覆うように前記第１の基板に前記第２の基板を接合する。
【0009】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記エア逃げ溝形成工程は、前記チャネル溝の前記第一方向の端部に前記エア逃げ溝を形成する。
前記エア逃げ溝形成工程は、前記チャネル溝の前記第一方向の端部に前記エア逃げ溝を形成する。
【0010】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記エア逃げ溝形成工程は、前記チャネル溝の前記第一方向の端部において湾曲状に形成された曲率部に前記エア逃げ溝を形成する。
前記エア逃げ溝形成工程は、前記チャネル溝の前記第一方向の端部において湾曲状に形成された曲率部に前記エア逃げ溝を形成する。
【0011】
請求項６記載の発明は、請求項２記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記エア逃げ溝形成工程は、前記第１の基板の前記チャネル溝の前記第一方向の端部において湾曲状に形成された曲率部に前記エア逃げ溝が当接するように前記エア逃げ溝を形成する。
前記エア逃げ溝形成工程は、前記第１の基板の前記チャネル溝の前記第一方向の端部において湾曲状に形成された曲率部に前記エア逃げ溝が当接するように前記エア逃げ溝を形成する。
【0012】
請求項７記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記チャネル溝に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の電気容量を検査する容量検査工程と、を有し、
前記電極形成工程及び前記容量検査工程は、前記エア逃げ溝形成工程よりも前に行う。
前記チャネル溝に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の電気容量を検査する容量検査工程と、を有し、
前記電極形成工程及び前記容量検査工程は、前記エア逃げ溝形成工程よりも前に行う。
【0013】
請求項８記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記積層基板製造工程は、接着剤で接合した前記第１の基板及び前記第２の基板に加熱処理及び加圧処理を行うことで、前記第１の基板に前記第２の基板を接合する。
前記積層基板製造工程は、接着剤で接合した前記第１の基板及び前記第２の基板に加熱処理及び加圧処理を行うことで、前記第１の基板に前記第２の基板を接合する。
【0014】
請求項９記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記積層基板から前記エア逃げ溝を含む部分とヘッドチップ部分とに分けて切断する切断工程を有する。
前記積層基板から前記エア逃げ溝を含む部分とヘッドチップ部分とに分けて切断する切断工程を有する。
【0015】
請求項１０記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記積層基板製造工程は、前記チャネル溝内に接着剤からなるフィレットを形成する。
前記積層基板製造工程は、前記チャネル溝内に接着剤からなるフィレットを形成する。
【0016】
請求項１１記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドチップの製造方法であって、
前記積層基板製造工程は、前記第１の基板及び前記第２の基板の接合によって構成された複数の積層基板同士を接着剤で接合させる。
前記積層基板製造工程は、前記第１の基板及び前記第２の基板の接合によって構成された複数の積層基板同士を接着剤で接合させる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、各チャネルの体積にバラつきが生じにくいヘッドチップの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態に係るヘッドチップの製造工程の手順を示すフローチャートである。
【図2】ウエハーの構成を示す側面図である。
【図3A】チャネル溝形成工程の様子を示す斜視図である。
【図4】電極を形成した１つのチャネル溝を示す拡大断面図である。
【図5A】エア逃げ溝を形成したウエハーを示す上面図である。
【図6A】複数のウエハーとカバー基板を接合させた積層基板の一の実施形態を示す側断面図である。
【図6B】複数のウエハーとカバー基板を接合させた積層基板の他の実施形態を示す側断面図である。
【図6C】複数のウエハーとカバー基板を接合させた積層基板の他の実施形態を示す側断面図である。
【図7】第一方向に等幅なウエハーとカバー基板を接合させた積層基板を示す側断面図である。
【図8】切断工程の様子を示す側断面図である。
【図9A】エア逃げ溝を形成した積層基板のうち、第１面に幅狭なカバー基板を接合させたウエハーの各チャネルにおいて、液滴吐出速度が最大になるＡＬを測定したグラフである。
【図9B】エア逃げ溝を形成した積層基板のうち、第１面に等幅なウエハーを接合させたウエハーの各チャネルにおいて、液滴吐出速度が最大になるＡＬを測定したグラフである。
【図10A】エア逃げ溝を形成していない積層基板のうち、第１面に幅狭なカバー基板を接合させたウエハーの各チャネルにおいて、液滴吐出速度が最大になるＡＬを測定したグラフである。
【図10B】エア逃げ溝を形成していない積層基板のうち、第１面に等幅なウエハーを接合させたウエハーの各チャネルにおいて、液滴吐出速度が最大になるＡＬを測定したグラフである。
【図11】第２実施形態に係る積層基板を示す側断面図である。
【図12】体積が異なる各チャネルにおいて、液滴吐出速度が最大になるＡＬを測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して、本発明に係るヘッドチップの製造方法について詳細に説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【0020】
［第１実施形態］
初めに第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す。図１に示すように、第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法は、基板製造工程Ｐ１と、チャネル溝形成工程Ｐ２と、電極形成工程Ｐ３と、容量検査工程Ｐ４と、エア逃げ溝形成工程Ｐ５と、積層基板製造工程Ｐ６と、切断工程Ｐ７を有する。
初めに第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す。図１に示すように、第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法は、基板製造工程Ｐ１と、チャネル溝形成工程Ｐ２と、電極形成工程Ｐ３と、容量検査工程Ｐ４と、エア逃げ溝形成工程Ｐ５と、積層基板製造工程Ｐ６と、切断工程Ｐ７を有する。
【0021】
（基板製造工程）
まず、基板製造工程Ｐ１として、図２に示すように、例えばセラミックスからなる基板１１上に、それぞれ分極処理を行った２枚の圧電素子基板１２ａ、１２ｂをそれぞれ接着し、表面に圧電素子層を有するヘッドチップを構成するウエハー１０を作成する。
まず、基板製造工程Ｐ１として、図２に示すように、例えばセラミックスからなる基板１１上に、それぞれ分極処理を行った２枚の圧電素子基板１２ａ、１２ｂをそれぞれ接着し、表面に圧電素子層を有するヘッドチップを構成するウエハー１０を作成する。
【0022】
各圧電素子基板１２ａ、１２ｂに用いられる圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じる公知の圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いることができる。２枚の圧電素子基板１２ａ、１２ｂは互いに分極方向（矢印で示す）を反対方向に向けて積層し、基板１１に接着剤を用いて接合する。
【0023】
（チャネル溝形成工程）
次いで、チャネル溝形成工程Ｐ２として、ウエハー１０に対して第一方向Ｘに切削を行い、ヘッドチップにおいてインク／エアチャネルとなるチャネル溝１３を形成する。図３Ａは、当該工程の様子を示す斜視図であり、図３Ｂは、チャネル溝１３が形成されたウエハー１０の、チャネル溝１３と略直交する第二方向Ｙ（図３ＡにおけるIIIB-IIIB線）の断面図である。
次いで、チャネル溝形成工程Ｐ２として、ウエハー１０に対して第一方向Ｘに切削を行い、ヘッドチップにおいてインク／エアチャネルとなるチャネル溝１３を形成する。図３Ａは、当該工程の様子を示す斜視図であり、図３Ｂは、チャネル溝１３が形成されたウエハー１０の、チャネル溝１３と略直交する第二方向Ｙ（図３ＡにおけるIIIB-IIIB線）の断面図である。
【0024】
図３Ａに示すように、当該工程においては、回転刃であるダイシングブレード等を使用した切削により、ウエハー１０の第１面に複数のチャネル溝１３を形成する。当該工程により、図３Ｂに示すように、隣接するチャネル溝１３間に、高さ方向で分極方向が反対となる圧電素子からなる駆動壁１４が並設される。
【0025】
なお、当該工程はダイシングブレードを使用する方法に限られない。ただし、ダイシングブレードを使用すると、チャネル溝１３の幅を高精度に切削することができ、チャネル溝１３同士が平行になるため、好ましい。
【0026】
また、当該工程においては、図３Ａに示すように、チャネル溝１３の第一方向Ｘの端部に湾曲状となる曲率部１３ａを形成するのが好ましい。チャネル溝１３の端部に曲率部１３ａを形成すると、液の流動性が高まる。そのため、後続する電極形成工程Ｐ３において、金属被膜を形成しやすくなる。
【0027】
また、図３Ａに示すように、チャネル溝１３の両端がウエハー１０の端部まで達せず、ウエハー１０の側端部を開放しないように切削を行うのが好ましい。駆動壁１４は第二方向Ｙの幅が非常に幅狭である。そのため、チャネル溝１３の両端がウエハー１０の端部まで達するように切削すると、チャネル溝１３、１３の間の駆動壁１４が倒れやすくなってしまうからである。
【0028】
また、基板製造工程Ｐ１においては、基板１１を用いる代わりに厚手の圧電素子基板１２ｂを用いて、チャネル溝形成工程Ｐ２においては、薄手の圧電素子基板１２ａ側から厚手の圧電素子基板１２ｂの中途部にまで至るようにチャネル溝１３を切削してもよい。このようにすると、高さ方向で分極方向が反対となる駆動壁１４の形成と同時に、基板１１の部分が圧電素子基板１２ｂによって一体に形成される。
【0029】
（電極形成工程）
次いで、電極形成工程Ｐ３として、図４に示すように、電極１５をチャネル溝１３の内面に形成する。
次いで、電極形成工程Ｐ３として、図４に示すように、電極１５をチャネル溝１３の内面に形成する。
【0030】
電極１５は、チャネルの容積変化を生じさせる圧電素子に電圧を印加するために形成される。
電極１５の形成方法としては、めっき法の他、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学気相反応法）等の真空装置を用いた方法等によって金属被膜を形成する方法が挙げられる。
電極１５の形成方法としては、めっき法の他、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学気相反応法）等の真空装置を用いた方法等によって金属被膜を形成する方法が挙げられる。
【0031】
電極１５を形成する金属は、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）等が使用できる。電気抵抗の面からはＡｌやＣｕを用いることが好ましいが、腐食や強度、コストの面からＮｉが好ましく用いられる。また、Ａｌの上に更にＡｕ（金）を積層した積層構造としてもよい。
【0032】
なお、電極１５はチャネル溝１３毎に独立させる必要がある。そのため、図４に示すように、駆動壁１４の上端面には金属被膜が形成されないようにする必要がある。そこで、例えば各駆動壁１４の上端面に予めドライフィルムを貼着しておいたり、レジスト膜を形成したりした上で金属被膜を形成するのが好ましい。このようにすると、金属被膜を形成した後にドライフィルムやレジスト膜を除去することで、チャネル溝１３内に臨む各駆動壁１４の側面及び各チャネル溝１３の底面にのみ、選択的に電極１５を形成することができる。
【0033】
（容量検査工程）
次いで、容量検査工程Ｐ４として、プローバを用いて、各チャネル溝１３における電極１５の電気容量及び抵抗値の検査を行う。
ここで、規定の電気容量或いは抵抗値を満たさない電極１５が検出された場合、切断工程Ｐ７において、該当箇所を廃棄する。
次いで、容量検査工程Ｐ４として、プローバを用いて、各チャネル溝１３における電極１５の電気容量及び抵抗値の検査を行う。
ここで、規定の電気容量或いは抵抗値を満たさない電極１５が検出された場合、切断工程Ｐ７において、該当箇所を廃棄する。
【0034】
（エア逃げ溝形成工程）
次いで、エア逃げ溝形成工程Ｐ５として、図５Ａに示すように、第二方向Ｙに切削を行って、複数のチャネル溝１３を貫通するエア逃げ溝１３ｂを形成する。
次いで、エア逃げ溝形成工程Ｐ５として、図５Ａに示すように、第二方向Ｙに切削を行って、複数のチャネル溝１３を貫通するエア逃げ溝１３ｂを形成する。
【0035】
エア逃げ溝１３ｂは、後続する積層基板製造工程Ｐ６において、チャネル溝１３内のエアをチャネル溝１３外へと逃がすための流路である。そのため、エア逃げ溝１３ｂは、少なくとも一方端のチャネル溝１３がウエハー１０の他方端と連通するように設けられる。また、特に図５Ａに示すように、ウエハー１０の一方端から他方端にかけて連通するように設けられると、エアが両方向に逃げられるようになるため、好ましい。
【0036】
なお、チャネル溝１３におけるエア逃げ溝１３ｂの形成箇所は、特には限定されないが、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、曲率部１３ａに形成するのが好ましい。
ウエハー１０において、エア逃げ溝１３ｂが形成されている箇所は、ヘッドチップとして使用することができない。そのため、後続する切断工程Ｐ７においては、エア逃げ溝１３ｂが形成されている箇所を避けて、ウエハー１０を切断する必要がある。そこで、チャネル溝１３とは体積が異なり、元々廃棄される箇所である曲率部１３ａにエア逃げ溝１３ｂを形成すると、廃棄箇所がひとまとまりとなり、より多くのヘッドチップをウエハー１０から形成可能になるため好ましい。
ウエハー１０において、エア逃げ溝１３ｂが形成されている箇所は、ヘッドチップとして使用することができない。そのため、後続する切断工程Ｐ７においては、エア逃げ溝１３ｂが形成されている箇所を避けて、ウエハー１０を切断する必要がある。そこで、チャネル溝１３とは体積が異なり、元々廃棄される箇所である曲率部１３ａにエア逃げ溝１３ｂを形成すると、廃棄箇所がひとまとまりとなり、より多くのヘッドチップをウエハー１０から形成可能になるため好ましい。
【0037】
なお、チャネル溝形成工程Ｐ２とエア逃げ溝形成工程Ｐ５で共にダイシングブレードを用いる場合、作業の簡略化を目的として、両工程を連続して行っても構わない。
ただし、エア逃げ溝形成工程Ｐ５よりも前に電極形成工程Ｐ３及び容量検査工程Ｐ４を行うのが好ましい。これは、電極形成工程Ｐ３の前にエア逃げ溝１３ｂを形成してしまうと、電極１５がショートしてしまい、容量検査工程Ｐ４を実施できなくなってしまうからである。
ただし、エア逃げ溝形成工程Ｐ５よりも前に電極形成工程Ｐ３及び容量検査工程Ｐ４を行うのが好ましい。これは、電極形成工程Ｐ３の前にエア逃げ溝１３ｂを形成してしまうと、電極１５がショートしてしまい、容量検査工程Ｐ４を実施できなくなってしまうからである。
【0038】
（積層基板製造工程）
次いで、積層基板製造工程Ｐ６として、チャネル溝１３、エア逃げ溝１３ｂ及び電極１５を形成したウエハー１０を複数枚（例えば４枚）積層させることで積層基板２０を作製する。
次いで、積層基板製造工程Ｐ６として、チャネル溝１３、エア逃げ溝１３ｂ及び電極１５を形成したウエハー１０を複数枚（例えば４枚）積層させることで積層基板２０を作製する。
【0039】
具体的には、第１の基板（ウエハー１０）においてチャネル溝１３が形成された第１面に接合される基板である、第２の基板（ウエハー１０）の第２面を積層させて、接着剤で接合する。そして、当該第２の基板の第１面に、カバー基板１６を接着剤で接合する。このような２つのウエハー１０と１つのカバー基板１６からなる積層体を２つ用意して、両積層体のカバー基板１６同士を接着剤で接合することで、積層基板２０を作製することができる。
すなわち、本実施形態においては、積層基板２０は、複数の基板を積層させることで構成される積層基板である積層体を複数接合させることで作製される。
すなわち、本実施形態においては、積層基板２０は、複数の基板を積層させることで構成される積層基板である積層体を複数接合させることで作製される。
【0040】
このように形成された積層基板２０を図６Ａに示す。当該構成においては、積層体のうち、ウエハー１０ａは、第１面にのみ他のウエハー１０（ウエハー１０ｂ）が接合される第１の基板である。これに対して、当該他のウエハー１０ｂは、その第２面に第１の基板の第１面が接合される第２の基板であるとともに、その第１面に第２の基板であるカバー基板１６が接合される第１の基板である。
以下においては、このように第１の基板であるウエハー１０を「ウエハー１０ａ」、第１の基板であるとともに第２の基板であるウエハー１０を「ウエハー１０ｂ」として示す。
以下においては、このように第１の基板であるウエハー１０を「ウエハー１０ａ」、第１の基板であるとともに第２の基板であるウエハー１０を「ウエハー１０ｂ」として示す。
【0041】
なお、当該工程において、カバー基板１６には、駆動壁１４を構成する圧電材料と同一の基板材料を脱分極して用いるのが好ましい。このようにすることで、カバー基板１６を加熱接着する時の熱や、液滴吐出ヘッド完成後の駆動時の発熱の影響によって、熱膨張係数差に起因する速度分布や駆動特性のバラつきを抑制することができる。
【0042】
また、ウエハー１０の枚数は４枚に限られない。ウエハー１０の枚数は、ヘッドチップの列数に応じて任意に変更可能であり、６枚や他の枚数としても構わない。なお、ウエハー１０の枚数を４枚とした場合は４列構成のヘッドチップとなり、６枚とした場合は６列構成のヘッドチップとなる。
【0043】
また、積層基板２０を形成するウエハー１０及びカバー基板１６の積層方法も、図６Ａに示した形に限られない。例えば図６Ｂに示すように、ウエハー１０ａの第１面にウエハー１０ｂの第２面が接合された積層体同士を接合させ、ウエハー１０ｂの第２面が接合されていない、最上のウエハー１０ｂの第１面にカバー基板１６を接合させた積層基板２０としてもよい。
【0044】
また、図６Ｃに示すように、２枚のウエハー１０ａの第１面同士を対向させた上で、第１面に対してカバー基板１６を接合させた積層体を複数積層させた積層基板２０としてもよい。
【0045】
また、図６Ａから図６Ｃにおいては、チャネル溝１３よりも第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６を第１の基板に接合させる場合を例示したが、これに限らない。図７に示すように、ウエハー１０と第一方向Ｘに等幅なカバー基板１６を接合させてもよい。
【0046】
また、各基板を接合して積層基板２０を作製した後に、加熱・加圧処理を行うのが好ましい。加熱・加圧処理を行うことで、基板同士の接合強度をより高めることができる。
従来の発明においては、加熱・加圧処理を行うと、チャネル溝１３内のエアが膨張するため、特に顕著に接着剤の溢れ出し量にバラつきが生じ、不均一な大きさのフィレットが形成されていた。しかし、本実施形態においては、チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂが設けられており、膨張したエアが逃げるため、略均一な大きさのフィレットが形成される。
従来の発明においては、加熱・加圧処理を行うと、チャネル溝１３内のエアが膨張するため、特に顕著に接着剤の溢れ出し量にバラつきが生じ、不均一な大きさのフィレットが形成されていた。しかし、本実施形態においては、チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂが設けられており、膨張したエアが逃げるため、略均一な大きさのフィレットが形成される。
【0047】
（切断工程）
次いで、切断工程Ｐ７として、図８に示すように、ダイシングブレード等を用いて、チャネル溝１３の長手方向（第一方向Ｘ）と直交する方向（第二方向Ｙ）に沿って、所定の間隔で配置される複数の切断部位Ｄでフルカット（切断）することで、チャネルの長さが所定のピッチＰとなるヘッドチップを複数切り出す。上記したように、切断工程Ｐ７においては、積層基板２０からエア逃げ溝１３ｂを含む部分とヘッドチップ部分とに分けて切断を行う。
次いで、切断工程Ｐ７として、図８に示すように、ダイシングブレード等を用いて、チャネル溝１３の長手方向（第一方向Ｘ）と直交する方向（第二方向Ｙ）に沿って、所定の間隔で配置される複数の切断部位Ｄでフルカット（切断）することで、チャネルの長さが所定のピッチＰとなるヘッドチップを複数切り出す。上記したように、切断工程Ｐ７においては、積層基板２０からエア逃げ溝１３ｂを含む部分とヘッドチップ部分とに分けて切断を行う。
【0048】
ダイシングブレード等によって切り出されたヘッドチップの切断面のうち、第１の切断面は、複数のノズルが形成された平板であるノズルプレートが接合される、ノズルプレート接合面となる。また、第２の切断面は、電極１５に給電を行う配線基板が接合される、配線基板接合面となる。
【0049】
また、図８においては、複数の切断部位Ｄを同一のピッチＰとすることで、切り出されるヘッドチップのチャネルのピッチＰが同一となるようにしているが、これに限られない。すなわち、複数の切断部位Ｄの間隔を異ならせることで、１枚の積層基板２０からチャネルの長さが異なる複数種類のヘッドチップを切り出すようにしても構わない。
【0050】
また、切断工程の前に、切断部位Ｄの外側に、全てのチャネル溝１３に亘るような溝を形成することで、切断工程の際に発生する切削屑が当該溝から排出されるようにしても構わない。
【実施例0051】
次に、本発明のヘッドチップ製造方法について評価した結果を説明する。以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0052】
（試験内容）
チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂを設けたウエハー１０ａ、１０ｂと、エア逃げ溝１３ｂよりも第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６を図６Ａに示すように接合した上で、加熱・加圧処理を行った積層基板２０から形成したヘッドチップを用意した。また、チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂを設けなかったウエハー１０ａ、１０ｂと、エア逃げ溝１３ｂよりも第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６を図６Ａに示すように接合した上で、加熱・加圧処理を行った積層基板２０から形成したヘッドチップを用意した。そして、これらのヘッドチップを、それぞれインクジェット記録装置に搭載した上で、各チャネルにつき、駆動パルス幅を変化させた際に、液滴吐出速度が最大になるＡＬを測定した。なお、ここでＡＬは、チャネルの音響的共振周期の１／２である。
チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂを設けたウエハー１０ａ、１０ｂと、エア逃げ溝１３ｂよりも第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６を図６Ａに示すように接合した上で、加熱・加圧処理を行った積層基板２０から形成したヘッドチップを用意した。また、チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂを設けなかったウエハー１０ａ、１０ｂと、エア逃げ溝１３ｂよりも第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６を図６Ａに示すように接合した上で、加熱・加圧処理を行った積層基板２０から形成したヘッドチップを用意した。そして、これらのヘッドチップを、それぞれインクジェット記録装置に搭載した上で、各チャネルにつき、駆動パルス幅を変化させた際に、液滴吐出速度が最大になるＡＬを測定した。なお、ここでＡＬは、チャネルの音響的共振周期の１／２である。
【0053】
図９Ａは、エア逃げ溝１３ｂを設けた４列構成のヘッドチップのうち、第１面がカバー基板１６と接する側の基板であるウエハー１０ｂにおける測定結果を示す。また、図９Ｂは、エア逃げ溝１３ｂを設けた４列構成のヘッドチップのうち、第１面が第１の基板の第２面と接するウエハー１０ａにおける測定結果を示す。また、図１０Ａは、エア逃げ溝１３ｂを設けなかった４列構成のヘッドチップのうち、ウエハー１０ｂにおける測定結果を示す。また、図１０Ｂは、エア逃げ溝１３ｂを設けなかった４列構成のヘッドチップのうち、ウエハー１０ａにおける測定結果を示す。
【0054】
【0055】
当該効果は、図９Ｂと図１０Ｂを比較した際に特に顕著である。これは、図１０Ｂに係るヘッドチップは、チャネル溝１３の全面がウエハー１０ｂによって覆われており、チャネル溝１３内のエアの逃げ道が無い。そのため、ウエハー１０ａにウエハー１０ｂを接合させる際の接着剤の流れ出し量にバラつきが生じ、各チャネルに不均一な大きさのフィレットが形成され、当該不均一なフィレットにより、チャネルの容量にバラつきが生じて、吐出特性が不安定になったと考えられる。一方で、図９Ｂに係るヘッドチップは、チャネル溝１３がウエハー１０ｂによって覆われているものの、エア逃げ溝１３ｂがチャネル溝１３内のエアの逃げ道となる。そのため、接着剤の流れ出し量が略一定となり、より均一なフィレットが形成され、各チャネルの体積にバラつきが生じにくくなり、吐出特性が安定するようになったと考えられる。
【0056】
一方で、図９Ａと図１０Ａを比較しても、吐出特性を安定させる効果は少ない。これは、図１０Ａに係るヘッドチップは、ウエハー１０ｂの第１面に接合される基板が、第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６であり、チャネル溝１３が開口部を有する。そのため、エア逃げ溝１３ｂを設けなくても当該開口部がチャネル溝１３内のエアの逃げ道となったと考えられる。
【0057】
したがって、第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６が第１面に接合されて、チャネル溝１３が開口部を有するウエハー１０ｂには、エア逃げ溝１３ｂを形成しなくても構わない。ただし、ウエハー１０ｂにエア逃げ溝１３ｂを形成すると、チャネル溝１３の開口部のみならず、エア逃げ溝１３ｂからもエアが抜けるようになるため、より吐出特性が安定するようになる。そのため、ウエハー１０ｂの第１面に、第一方向Ｘに幅狭なカバー基板１６を接合する場合であっても、チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂを形成するのが好ましい。
【0058】
［第１実施形態の技術的効果］
以上に示すように、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法は、第一方向Ｘに延びる複数のチャネル溝１３が第１面に形成された第１の基板の第１面に、第一方向Ｘと略直交する第二方向Ｙに延びて複数のチャネル溝１３を貫通するエア逃げ溝１３ｂを形成するエア逃げ溝形成工程Ｐ５と、エア逃げ溝１３ｂが形成された第１面に、第２の基板を接着剤で接合させて積層基板２０とする積層基板製造工程Ｐ６と、を有し、エア逃げ溝形成工程Ｐ５は、少なくとも一方端が第１の基板の端部に連通するようにエア逃げ溝１３ｂを形成する。
当該構成によれば、積層基板製造工程Ｐ６における接着剤の溢れ出し量、すなわち、各チャネル内に形成されるフィレットの大きさを略均一とすることができ、各チャネルの体積にバラつきが生じにくくなる。そのため、ヘッドチップとして液滴吐出装置に装着された際に、安定した吐出性能となる。
以上に示すように、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法は、第一方向Ｘに延びる複数のチャネル溝１３が第１面に形成された第１の基板の第１面に、第一方向Ｘと略直交する第二方向Ｙに延びて複数のチャネル溝１３を貫通するエア逃げ溝１３ｂを形成するエア逃げ溝形成工程Ｐ５と、エア逃げ溝１３ｂが形成された第１面に、第２の基板を接着剤で接合させて積層基板２０とする積層基板製造工程Ｐ６と、を有し、エア逃げ溝形成工程Ｐ５は、少なくとも一方端が第１の基板の端部に連通するようにエア逃げ溝１３ｂを形成する。
当該構成によれば、積層基板製造工程Ｐ６における接着剤の溢れ出し量、すなわち、各チャネル内に形成されるフィレットの大きさを略均一とすることができ、各チャネルの体積にバラつきが生じにくくなる。そのため、ヘッドチップとして液滴吐出装置に装着された際に、安定した吐出性能となる。
【0059】
また、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法において、エア逃げ溝形成工程Ｐ５は、チャネル溝１３の第一方向Ｘの端部にエア逃げ溝１３ｂを形成する。
当該構成によれば、１つの積層基板２０からより多くのヘッドチップを形成することができる。
当該構成によれば、１つの積層基板２０からより多くのヘッドチップを形成することができる。
【0060】
また、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法において、エア逃げ溝形成工程Ｐ５は、チャネル溝１３の第一方向Ｘの端部において湾曲状に形成された曲率部１３ａにエア逃げ溝１３ｂを形成する。
チャネル溝１３の端部に曲率部１３ａを形成することで、電極１５の形成がより容易になる。また、曲率部１３ａとエア逃げ溝１３ｂという、ヘッドチップの製造工程における廃棄箇所がひとまとまりとなるため、より多くのヘッドチップを積層基板２０から形成可能になる。
チャネル溝１３の端部に曲率部１３ａを形成することで、電極１５の形成がより容易になる。また、曲率部１３ａとエア逃げ溝１３ｂという、ヘッドチップの製造工程における廃棄箇所がひとまとまりとなるため、より多くのヘッドチップを積層基板２０から形成可能になる。
【0061】
また、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法は、チャネル溝１３に電極１５を形成する電極形成工程Ｐ３と、電極１５の電気容量を検査する容量検査工程Ｐ４と、を有し、電極形成工程Ｐ３及び容量検査工程Ｐ４は、エア逃げ溝形成工程Ｐ５よりも前に行う。
当該構成によれば、エア逃げ溝１３ｂによって容量検査工程Ｐ４を行えなくなってしまうのを防ぐことができ、より精度の高いヘッドチップを製造することができる。
当該構成によれば、エア逃げ溝１３ｂによって容量検査工程Ｐ４を行えなくなってしまうのを防ぐことができ、より精度の高いヘッドチップを製造することができる。
【0062】
また、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法において、積層基板製造工程Ｐ６は、接着剤で接合した第１の基板及び第２の基板に加熱処理及び加圧処理を行うことで、第１の基板に第２の基板を接合する。
当該構成によれば、より強固に基板同士を接合させることができる。
当該構成によれば、より強固に基板同士を接合させることができる。
【0063】
また、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法は、積層基板２０からエア逃げ溝１３ｂを含む部分とヘッドチップ部分とに分けて切断する切断工程Ｐ７を有する。
当該構成によれば、エア逃げ溝１３ｂを含むことにより、異なる体積のチャネルを備えるヘッドチップが形成されるのを防ぐことができる。
当該構成によれば、エア逃げ溝１３ｂを含むことにより、異なる体積のチャネルを備えるヘッドチップが形成されるのを防ぐことができる。
【0064】
また、本実施形態に係るヘッドチップの製造方法において、積層基板製造工程は、チャネル溝１３内に接着剤からなるフィレットを形成する。
当該構成によれば、基板同士が充分に接合されたヘッドチップを製造することができる。
当該構成によれば、基板同士が充分に接合されたヘッドチップを製造することができる。
【0065】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るヘッドチップの製造方法につき、以下説明する。なお、第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法と同一の部分については、その説明を省略する。
第２実施形態に係るヘッドチップの製造方法につき、以下説明する。なお、第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法と同一の部分については、その説明を省略する。
【0066】
（エア逃げ溝形成工程）
第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法と、第２実施形態に係るヘッドチップの製造方法における主な相違点は、エア逃げ溝形成工程Ｐ５である。
具体的には、第２実施形態に係るエア逃げ溝形成工程Ｐ５においては、図１１に示すように、第１の基板であるウエハー１０ａ又はウエハー１０ｂの第１面に接合される、第２の基板であるウエハー１０ｂ又はカバー基板１６の第２面に、複数のチャネル溝１３と当接するようにエア逃げ溝１３ｂを形成する。
第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法と、第２実施形態に係るヘッドチップの製造方法における主な相違点は、エア逃げ溝形成工程Ｐ５である。
具体的には、第２実施形態に係るエア逃げ溝形成工程Ｐ５においては、図１１に示すように、第１の基板であるウエハー１０ａ又はウエハー１０ｂの第１面に接合される、第２の基板であるウエハー１０ｂ又はカバー基板１６の第２面に、複数のチャネル溝１３と当接するようにエア逃げ溝１３ｂを形成する。
【0067】
［第２実施形態の技術的効果］
第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法においては、上記したように、電極形成工程Ｐ３と容量検査工程Ｐ４を行う場合、これらの工程よりも後にエア逃げ溝形成工程Ｐ５を行う必要があった。しかし、第２実施形態に係るヘッドチップの製造方法においては、チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂを形成しない。そのため、積層基板製造工程Ｐ６以前であれば、任意のタイミングでエア逃げ溝形成工程Ｐ５を行うことができる。
第１実施形態に係るヘッドチップの製造方法においては、上記したように、電極形成工程Ｐ３と容量検査工程Ｐ４を行う場合、これらの工程よりも後にエア逃げ溝形成工程Ｐ５を行う必要があった。しかし、第２実施形態に係るヘッドチップの製造方法においては、チャネル溝１３にエア逃げ溝１３ｂを形成しない。そのため、積層基板製造工程Ｐ６以前であれば、任意のタイミングでエア逃げ溝形成工程Ｐ５を行うことができる。
【0068】
なお、第１実施形態においては、曲率部１３ａにエア逃げ溝１３ｂを形成するのが好ましいとしたが、本実施形態においても、積層基板製造工程Ｐ６の際に曲率部１３ａと当接するような箇所にエア逃げ溝１３ｂを形成することで、同様の効果を得ることができる。
【0069】
以上、本発明に係る実施の形態に基づいて具体的に説明を行ったが、本発明が上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む様々な変更が可能であるのはもちろんである。
【符号の説明】
【0070】
１０、１０ａ、１０ｂ ウエハー（第１の基板、第２の基板）
１３ チャネル溝
１３ａ 曲率部
１３ｂ エア逃げ溝
１５ 電極
１６ カバー基板
２０ 積層基板
Ｐ３ 電極形成工程
Ｐ４ 容量検査工程
Ｐ５ エア逃げ溝形成工程
Ｐ６ 積層基板製造工程
Ｐ７ 切断工程
Ｘ 第一方向
Ｙ 第二方向
１３ チャネル溝
１３ａ 曲率部
１３ｂ エア逃げ溝
１５ 電極
１６ カバー基板
２０ 積層基板
Ｐ３ 電極形成工程
Ｐ４ 容量検査工程
Ｐ５ エア逃げ溝形成工程
Ｐ６ 積層基板製造工程
Ｐ７ 切断工程
Ｘ 第一方向
Ｙ 第二方向
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】