JP2008120075A - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無電解めっき法を採用しても、新たな保護層を必要しないインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供すること、更には、流路形成部材と基板との密着性を向上させるための密着層を用いることで、バンプ部の信頼性を向上させたインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【解決手段】インクジェット記録ヘッドの構成を、エネルギー発生素子と電極パッドの周囲および縁とを覆う保護層と、保護層上の流路形成部材を形成する部位に形成された、該保護層を介して流路形成部材を前記基板の表面に密着させるための密着層と、電極パッドを囲む部位の保護層上に形成された、密着層と同じ材料で形成された上部保護層と、無電解めっき法により形成された、電極パッドを覆うニッケル層と該ニッケル層を覆う金層を有するバンプと、を有する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法に関するものである。

インクジェット記録方法としては、熱エネルギーを液体に作用させて、液滴吐出の原動力を得て、液滴を被記録部材に付与して記録を行う方法が知られている。

この記録法では、熱エネルギーの作用を受けた液体が加熱されて気泡が発生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録ヘッド部先端のオリフィスから液滴が形成され、この液滴が被記録部材に付着して情報等の記録が行われる。

この記録法に適用される記録ヘッドは、一般に液体を吐出する為に設けられたオリフィスと、このオリフィスに連通して液滴を吐出する為の熱エネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部を具備している。

さらに、熱エネルギーを発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗層と、それをインクから保護する上部保護層と蓄熱する為の下部層を具備している。

従来知られているインクジェット記録ヘッドの製造方法は、発熱抵抗素子と吐出口間の距離を高い精度で短くかつ再現よく設定可能で高品位記録が可能なインクジェット記録ヘッドが得られる製造方法である。

その製造方法は、溶解可能な樹脂でのインク流路パターン形成工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を塗布する工程と、インク吐出口形成工程と、溶解可能な樹脂層を溶解する工程を有する製造方法である（特開平６−２８６１４９号公報参照）。

更に、インク吐出圧力発生素子を設けた基板上に、ポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を介して、流路形成部材である被覆樹脂を接合する製造方法も知られている（特開平１１−３４８２９０号公報参照）。この製造方法におけるインク吐出圧力発生素子の有する発熱抵抗体上には、絶縁層膜と、耐キャビテーション層としてＴａ膜が設けられている。

図８（Ａ）及び（Ｂ）に、従来の製造方法により製造されたインクジェット記録ヘッドの斜視図と断面図を示す。また、図９（Ａ）〜（Ｆ）は、従来のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示した断面模式図である。バンプ６の形成方法に関しては、特開２０００−４３２７１号公報に開示されている。

図９（Ａ）に示されているシリコン基板１としては結晶方位［１００］のものを使用する。その表面には、発熱抵抗体等のインクを吐出するエネルギーを発生させるエネルギー発生素子４が複数個配置されている。また、インク供給口１７を形成する際に用いる犠牲層３が設けられ、エネルギー発生素子４と犠牲層３とを覆うようにＳｉＮからなる保護層５が形成されている。このときのシリコン基板１の裏面は、ＳｉＯ₂膜７で全面が覆われている。

次に、図８に示すように、配線とともにエネルギー発生素子へ電力を供給するための電極パッド上に無電解めっき法でＮｉ（ニッケル）層及び置換金層を形成し、バンプ６を形成する。

以下に、無電解めっき法を用いたバンプ形成方法を説明する。まず、電極パッドが形成された基板を用意する。この電極パッドは、Ａｌ（アルミニウム）が含まれている材料であればよく、Ａｌのみの他、ＡｌとＳｉ（シリコン）の合金やＡｌとＣｕ（銅）の合金等が用いられても良い。その後、電極パッドのＡｌ面の表面に形成されている酸化膜を除去し、ジンケート処理をした後、Ｎｉ層（ニッケル層）を形成する。このＮｉ層は、電極パッドのＡｌ面の表面に付着しているＺｎ（亜鉛）と置換して形成された後、還元反応で成長していく。その後、電極パッドのＡｌ面の上に形成されたＮｉ層を覆うように置換金層を形成して、所望のバンプ６を形成する。

次に、図９（Ｃ）に示すように、シリコン基板１の表面と裏面とに、密着層８及びエッチングマスク層９を形成するために、ポリエーテルアミド樹脂をそれぞれ塗布し、熱処理により硬化させる。密着層８は、ポリエーテルアミド樹脂の層にポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、ポリエーテルアミド樹脂の層をドライエッチング等によりパターニングした後、ポジ型レジストを剥離し、残ったポリエーテルアミド樹脂層として得られる。

表面への処理と同様の工程で裏面にエッチングマスク層９のパターニングをする為に、裏面のポリエーテルアミド樹脂層にポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像する。その後、ポリエーテルアミド樹脂層をドライエッチング等によりエッチングしてパターニングした後、ポジ型レジストを剥離する。これにより、図９（Ｃ）に示すように、裏面にポリエーテルアミド樹脂層の裏面開口２を有するエッチングマスク層９が形成される。

図９（Ｄ）において、シリコン基板１の表面に、インク流路の形状に相当する型材１１となるポジ型レジストをパターニングする。

次に、型材１１上に流路形成部材１３となる被覆感光性樹脂をスピンコート等により形成する。この被覆感光性樹脂上には、撥水材１４がドライフィルムのラミネート等により形成される。

インク吐出口１５は、流路形成部材１３に対して、その表面の所定の位置に紫外線やＤｅｅｐＵＶ光等による露光、現像を行ってパターニングして開孔して形成される。

次に、図９（Ｅ）に示すように、型材１１及び流路形成部材１３等が形成されているシリコン基板１の表面及び側面に対して、保護材１６をスピンコート等により塗布して覆う。

シリコン基板１の裏面のＳｉＯ₂膜７は、エッチングマスク層９をマスクとして除去される。これにより、除去された部位にシリコン基板１の裏面の一部が露出し、ウエットエッチングの開始面となる。

次に、シリコン基板１にインク供給口１７を形成する。このインク供給口１７は、例えば、強アルカリ溶液による異方性エッチングといったような、基板を化学的にエッチングすることで形成される。

そして、図９（Ｆ）に示すように、裏面から異方性エッチングを行っていくと、表面の犠牲層３に到達し、インク供給口１７がシリコン基板１を貫通して形成される。次に、エッチングマスク層９及び保護材１６を除去する。

更に、型材１１を、インク吐出口１５及びインク供給口１７から溶出・除去させることにより、型材１１が存在していた空間に、インク流路及び発泡室が形成される。

そして、インク吐出口１５を有する流路形成部材１３が形成されたシリコン基板１を、ダイシングソー等により所定の大きさ、形状に切断分離すると、図８（Ａ）に示すようなインクジェット記録ヘッドのチップが完成する。

さらに、インク吐出エネルギー発生素子４を駆動させる為の電気的接合を行った後、インク供給の為のチップタンク部材との接続部を設けて、インクジェット記録ヘッドが完成する。このとき、チップタンク部とチップとを一体に接続する形態のものもある。
特開平６−２８６１４９号公報 特開平１１−３４８２９０号公報

上述した従来のインクジェット記録ヘッドを形成する製造方法においては、以下のような課題が挙げられる。

つまり、完成された半導体基板に無電解めっきを行うと、電極パッドの周囲を保護する保護層５にピンホールが存在する場合には、電子がリークし、無電解めっきの膜厚コントロールが困難になることがあった。

また、ピンホールの下部にＡｌ層がある場合、Ａｌの異常析出が発生することがあった。さらに、この異常析出を防ぐためには、無電解めっきを行う前に、電極パッドの周囲を保護する保護層上に、更に、無電解めっき専用の保護層を形成しなければならなかった。

本発明の目的は、無電解めっき法を採用しても、新たな保護層を必要しないインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、流路形成部材と基板との密着性を向上させるための密着層を用いることで、バンプ部の信頼性を向上させたインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。

本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、該エネルギー発生素子へ電力を供給するための配線及び電極パッドと、インク吐出口に連通するインク流路が形成された流路形成部材と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記エネルギー発生素子と前記配線と前記電極パッドとが形成された基板を用意する工程と、
前記エネルギー発生素子と前記電極パッドの周囲および縁とを覆う保護層を形成する工程と、
前記保護層上の前記流路形成部材を形成する部位と前記電極パッドを囲む部位とに、当該保護層を介して前記流路形成部材を前記基板の表面に密着させるための密着層をパターニングして形成する工程と、
無電解めっき法により、前記電極パッドを覆うニッケル層と当該ニッケル層を覆う金層を形成してバンプを形成する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録ヘッドは、
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、該エネルギー発生素子へ電力を供給するための配線及び電極パッドと、インク吐出口に連通するインク流路が形成された流路形成部材と、を基板に有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記エネルギー発生素子と前記電極パッドの周囲および縁とを覆う保護層と、
前記保護層上の前記流路形成部材を形成する部位に形成された、当該保護層を介して前記流路形成部材を前記基板の表面に密着させるための密着層と、
前記電極パッドを囲む部位の前記保護層上に形成された、前記密着層と同じ材料で形成された上部保護層と、
無電解めっき法により形成された、前記電極パッドを覆うニッケル層と当該ニッケル層を覆う金層を有するバンプと、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、無電解めっき法を採用しても、新たな保護層を必要しないインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、流路形成部材と基板との密着性を向上させるための密着層を用いることで、バンプ部の信頼性を向上させたインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１（Ａ）及び（Ｂ）に、本実施形態の製造方法により製造されたインクジェット記録ヘッドの斜視図と断面図を示す。

まず、図１（Ａ）に関して説明する。このインクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）は、エネルギー発生素子４が所定ピッチで２列並んで形成されたシリコン基板１を有している。エネルギー発生素子４として、ここでは電気熱変換素子（ヒータ）を用いている。

次いで、流路形成部材１３及び撥水材１４に対して、各エネルギー発生素子４の上方に位置する部位に開口するインク吐出口（液体吐出口）１５が形成されている。

シリコン基板１を異方性エッチングして形成されたインク供給口（液体供給口）１７が、インク吐出エネルギー発生素子４の２つの列の間に開口されている。

このインクジェット記録ヘッドは、インク供給口１７を介してインク流路内に充填されたインク（液体）に、エネルギー発生素子４の発生する圧力を加えることによって、インク吐出口１５からインク液滴を吐出させ、記録媒体に付着させることにより記録を行う。

このようなインク液の供給を行なうために、流路形成部材１３には、インク供給口１７からエネルギー発生素子４の配された部位を経て各インク吐出口１５に至るインク流路が形成されている。

次に、図１（Ｂ）について説明する。Ａ−Ａ断面図に示すように、シリコン基板１にインクを導入するためのインク供給口１７が形成されている。その基板上に、インクを吐出させるために必要な、エネルギー発生素子（ヒータ）４、インク流路１８、インク吐出口１５が形成されている。

また、Ｂ−Ｂ断面図は、Ｂ−Ｂ線に沿って１つのバンプ６が配置された部分の断面図である。Ｂ−Ｂ断面図に示されているように、電極パッド１２上に、Ｎｉ（ニッケル）層１９、置換金層２０、還元金層２１の層を形成することで、バンプ６が形成されている。

シリコン基板１上には、被覆感光性樹脂による流路形成部材１３との密着性を向上させるための密着層８であるポリエーテルアミド樹脂層が形成されている。

このインクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更には各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。

そして、このインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。

尚、本発明において「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。

本発明の特徴の一つは、流路形成部材１３とシリコン基板１との密着性を向上させるために設ける密着層８を、従来は設けていなかった部位、即ち、少なくともバンプ６の周囲に設けて保護層５の更なる保護をすることにある。より具体的には、従来は、密着層８を形成する熱可塑性の樹脂、例えばポリエーテルアミド樹脂層は、流路形成部材１３が設けられるシリコン基板１の部位の表面に塗布等で配されていた。そのため、密着層８は、流路形成部材１３とシリコン基板１との間、もしくは流路形成部材１３の外周のシリコン基板１の表面上に存在するだけであった。しかしながら、本発明では、ポリエーテルアミド樹脂を流路形成部材１３に対する密着層８として形成する際に、電極パッド１２の周囲を囲んで保護層５を覆うように形成している。

なお、後述する実施例においては、シリコンシリコン基板１の裏面にエッチングマスク層９を、密着層８を形成するポリエーテルアミド樹脂を用いて形成しているが、これは、バンプ６の保護層５の保護自体には直接には関与しないものである。

（実施例１）
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。ここでは、図１のインクジェット記録ヘッドを作成する為の工程を、図２（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。

図２（Ａ）〜（Ｆ）は、図１のＡ−Ａに相当する位置での断面図（Ａ−Ａ断面図）と、Ｂ−Ｂに相当する位置での断面図（Ｂ−Ｂ断面図）で表した、本発明に係る実施例としてのインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す為の模式図である。

図２（Ａ）に示されるシリコン基板１の表面には、複数の発熱抵抗体等のエネルギー発生素子４と、インク供給口１７を形成するときに用いる犠牲層３とが形成される。この犠牲層３は、アルカリ溶液でエッチングすることができるもので、ポリシリコンやエッチング速度の速いＡｌ（アルミニウム）、Ａｌ−Ｓｉ（シリコン）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕなどの材料で形成される。シリコン基板１の表面は、エネルギー発生素子４と犠牲層３とを覆うようにＳｉＮからなる保護層５が形成される。また、シリコン基板１の裏面は、その全面を覆うＳｉＯ₂膜７が形成される。

なお、エネルギー発生素子４の配線やそのエネルギー発生素子４を駆動する為の半導体素子は、ここでは不図示である。

このとき、Ｂ−Ｂ断面図においては、電極パッド１２を覆う保護層５がパターニング・除去され、電極パッド１２の材料であるＡｌ面が露出した状態になっている。

次に、図２（Ｂ）に示すように、シリコン基板１の表面に密着層８、裏面にエッチングマスク層９となるポリエーテルアミド樹脂を、それぞれスピンコート等により塗布し、熱処理により硬化させる。そして、裏面のエッチングマスク層９にインク供給口１７を形成する際に用いるマスクの開口を形成する為に、ポジ型レジストをポリエーテルアミド樹脂の上にスピンコート等により塗布、露光、現像する。そして、ドライエッチング等によりパターニングし、ポジ型レジストを剥離すると、図２（Ｂ）に示すように、裏面の開口２が形成される。

図２（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図に示すように、密着層８の形成に利用するために、表面のポリエーテルアミド樹脂層がパターニングされている。その際、電極パッド１２の露出面が開口領域（パターン幅Ａによる開口に相当）に含まれるように、電極パッド１２よりも少し大きめにポリエーテルアミド樹脂層をパターニングする。

次に、図２（Ｃ）のＢ−Ｂ断面に示すように、電極パッド１２であるＡｌ層にＮｉ層１９、置換金層２０、還元金層２１の順番で、無電解めっきを行う。このとき、電極パッド１２が形成された領域の密着層８を構成するポリエーテルアミド樹脂層は、還元金層２１及び置換金層２０と、保護層５との間にまで延在し、さらにＮｉ層１９の内部にまで延在している。つまり、密着層８は、保護層５上の流路形成部材１３を形成する部位と、電極パッド１２を囲む部位とに、パターニングして形成される。

ここで、無電解めっきによるバンプ形成方法を説明する。

まず、図２（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図のように、電極パッド１２と電極パッド１２の殆どを露出してシリコン基板１の表面部分を覆う保護層５が形成された基板を用意する。この電極パッド１２はＡｌが含まれている材料であればよく、Ａｌ、Ａｉ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ等が用いられる。その後、電極パッド１２の露出したＡｌ層の表面に形成されている酸化膜を除去し、ジンケート処理をした後、Ｎｉ層１９を形成する。このＮｉ層１９はＡｌ層の表面に付着しているＺｎ（亜鉛）と置換して形成された後、還元反応で成長していく。次いで、Ｎｉ層１９の上を覆うように置換金層２０を形成する。そして、置換金層２０を覆うように還元金層２０を形成する。このようにして図２（Ｃ）のＢ−Ｂ断面図に示すような電極バンプ６が形成される。

このとき、前工程の図２（Ｂ）でパターニングした密着層８となるポリエーテルアミド樹脂層のパターン幅Ａよりもバンブの幅Ｂの方が大きくなるように、バンプ６の高さとポリエーテルアミド樹脂層のパターン幅Ａを設計する。

このようにして無電解めっきを行い、バンプ６を形成した結果、バンプ６は良好な状態に形成できた。このとき、密着層８がチップの表面のほぼ全域に存在するため、この密着層８が保護層５に対する上部保護層となる。そのため、保護層５にピンホールがあった場合においても、そのピンホールは上部保護層としての密着層８（ポリエーテルアミド層）により封止され、ピンホールが原因となるめっきの異常析出を抑えることができた。

以降の図２（Ｄ）〜（Ｆ）のＡ−Ａ断面図に示す工程では、前述の図９（Ｄ）〜（Ｆ）のＡ−Ａ断面図の工程と同じ処理を行なう。この間の流路形成部材１３をシリコン基板１の表面に形成する各工程を経ても、図２（Ｄ）〜（Ｆ）の各Ｂ−Ｂ断面図のバンプ６の形状は、図２（Ａ）〜（Ｃ）の各Ｂ−Ｂ断面図の工程において無電解めっきを行って形成されたときと同じ形状を保っている。

ここで、図３（Ａ）に示すように、密着層８とエッチングマスク層９を形成するポリエーテルアミド樹脂層の種類によっては、無電解めっき工程後、保護層５の上に、金の付着物（付着金２２）が見られる場合がある。この付着金２２が生じた場合には、ポリエーテルアミド樹脂による密着層８の有する密着向上機能を低下させたり、付着金２２の剥れによるダスト発生やノズル目詰まりを引き起こしたりする可能性が考えられる。そのため、この付着金２２は、一連の工程において、できるだけ早い段階で取り除く必要がある。

実際に図３（Ａ）のように、密着層８のポリエーテルアミド樹脂層の上に付着金２２が見られるような場合には、以下に示す２つの方法によって、付着金２２をそのポリエーテルアミド樹脂層最表面から効率的に除去することができる。

１番目の方法は、図２（Ｃ）のＢ−Ｂ断面図にあるように無電解めっきした後、図３（Ａ）から図３（Ｂ）のように、密着層８を形成するポリエーテルアミド樹脂層を付着金２２と共に適量の厚み分だけエッチング除去する方法である。すなわち、ポリエーテルアミド樹脂層の表面の一部と付着金２２を一緒に除去する。このとき、シリコン基板１の裏面に形成されたエッチングマスク層９の表面に付着金２２がある場合には、同様に除去されるので、裏面側の付着金２２の剥れによる前述のダスト発生やノズル目詰まりなどの弊害を抑えることができる。

この方法によると、エッチング処理によって密着層８を形成しているポリエーテルアミド樹脂層の厚みが薄くなる。また、裏面に同じ材料でエッチングマスク層９を形成している場合も、その材料であるポリエーテルアミド樹脂層の厚みが薄くなる。そこで、図２（Ｂ）の工程において、シリコン基板１の表面への密着層８を形成する際には、エッチング量を考慮してそれぞれのポリエーテルアミド樹脂層を厚く塗布しておく必要がある。裏面にポリエーテルアミド樹脂によるエッチングマスク層９を形成した場合も同様である。

２番目の方法は、図４（Ａ）のように付着金２２が付着した密着層８の上に、再度ポリエーテルアミド樹脂層２３を塗布（積層）することで、付着金２２をポリエーテルアミド樹脂層で覆って埋め込む方法である。これにより、新しい密着層８の最表面となるポリエーテルアミド樹脂層２３を付着金２２の存在しない表面とする方法である。このとき、シリコン基板１の裏面に、ポリエーテルアミド樹脂によるエッチングマスク層９を形成した場合であってその表面に付着金２２があるとき、同様に新たなポリエーテルアミド樹脂層２４によってその付着金２２が覆って隠される。この場合にも、付着金２２の剥れによる前述の弊害を抑えることができる。

この２番目の方法によると、１回目（図４（Ａ））と２回目（図４（Ｂ））のポリエーテルアミド樹脂の塗付量をコントロールして、本方法による処理後のポリエーテルアミド樹脂層のトータル厚みを制御する必要がある。なお、トータル厚みとは、図４（Ｂ）の「密着層８と再塗布によるポリエーテルアミド樹脂層２３との各層の合計」あるいは「エッチングマスク層９と再塗布によるポリエーテルアミド樹脂層２４との各層の合計」である。

要するに、少なくとも、１回目のポリエーテルアミド樹脂の厚み（密着層８とエッチングマスク層９との厚み）を前述の各例の場合と比べて薄くすることが好ましい。即ち、図２（Ｂ）のＢ−Ｂ断面の工程において、密着層８と工程で形成するポリエーテルアミド樹脂層の厚みを、例えば、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面の工程の密着層８の厚みより薄く形成する。その後、２回目のポリエーテルアミド樹脂の塗布によって、図２（Ｃ）〜（Ｆ）のＢ−Ｂ断面の工程における密着層８のポリエーテルアミド樹脂層の厚み相当となるように、ポリエーテルアミド樹脂を塗布することになる。

このように、前述した２つの方法のいずれを用いても、仮に付着金２２が見られる場合であっても、その付着金２２による、無電解めっき後の工程への悪影響を効果的に抑えることができる。

さらに、前述のような付着金２２金に限定されず、他の無機物あるいは有機物が、密着層８あるいはエッチングマスク層９の表面に付着したとしても、前述の２つの方法により、その付着物によるめっき後工程への悪影響を効果的に抑えることができる。

以上、説明した各工程を経て、流路形成部材１３、インク吐出口５、エネルギー発生素子４等が形成されたシリコン基板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。そして、インク吐出エネルギー発生素子４を駆動させる為の電気的接合を行った後、インク供給の為のチップタンク部材を接続するための接続部を設けて、インクジェット記録ヘッドが完成する。

（実施例２）
以下、本発明の他の実施例について図面を参照して説明する。ここでは、図１のインクジェット記録ヘッドを作成する為の工程を、図５（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。図５（Ａ）〜（Ｆ）は、図１のＡ−Ａに相当する位置での断面図（Ａ−Ａ断面図）と、Ｂ−Ｂに相当する位置での断面図（Ｂ−Ｂ断面図）で表した、本実施例としてのインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す為の模式図である。図５（Ａ）〜（Ｆ）のＡ−Ａ断面図の各工程の説明は、前述の実施例１の図２（Ａ）〜（Ｆ）のＡ−Ａ断面図の各工程の説明と同じであるので、ここでは省略する。

本実施例と実施例１との相違は、図５（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図に示す工程において、ポリエーテルアミド樹脂層（密着層８）のパターン幅Ａを、図２（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図に示す工程のパターン幅Ａよりも大きくしたことである。これにより、図５（Ｃ）のＢ−Ｂ断面図に示す工程において、電極パッド１２が形成された領域の密着層８を構成するポリエーテルアミド樹脂層は、還元金層２１及び置換金層２０の下にまでは延在していない。ポリエーテルアミド樹脂層（密着層８）の電極パッド側の端は、還元金層２１とは接触することなく、還元金層２１との間に保護層５が露出している。なお、無電解めっきによるバンプ６の形成方法は、図５（Ｂ）のＢ−Ｂ断面から図５（Ｃ）のＢ−Ｂ断面に至る間に、前述の実施例１のときの場合と同様である。このとき、図５（Ｂ）及び（Ｃ）のＢ−Ｂ断面のようにパターニングした密着層８となるポリエーテルアミド樹脂層のパターン幅Ａよりもバンブの幅Ｂの方が小さくなるように、バンプ６の高さとポリエーテルアミド樹脂層のパターン幅Ａを設計する。

このようにして無電解めっきを行い、バンプ６を形成した結果、バンプ６は良好な状態に形成できた。このとき、密着層８がチップの表面のほぼ全域に存在するため、この密着層８が保護層５に対する上部保護層となる。そのため、保護層５にピンホールがあった場合においても、そのピンホールは上部保護層としての密着層８（ポリエーテルアミド層）により封止され、ピンホールが原因となるめっきの異常析出を抑えることができた。本実施例の場合、例えば、図５（Ｃ）から明らかなように、実施例１の場合と比べて、密着層８を形成するポリエーテルアミド樹脂と還元金層２１との間に、ポリエーテルアミド樹脂に覆われていない保護層５の部位がある。しかしながら、この部位と電極パッド１２との間の距離が、インク中に含まれるイオンが電極パッド１２まで浸透してくることを困難とするものなので、前述のような効果を奏することができる。

ここで、実施例１で述べたものと同様の現象として、図３（Ａ）に示したのと同様に図６（Ａ）に示すように、また図４（Ａ）に示したのと同様に図７（Ａ）に示すように、無電解めっき工程後、保護層５の上に、金の付着物（付着金２２）が見られる場合がある。

この付着金２２は、ポリエーテルアミド樹脂による密着層８の有する密着向上機能を低下させたり、付着金２２の剥れによるダスト発生やノズル目詰まりを引き起こしたりする可能性が考えられる。そのため、実施例２においても、この付着金２２は、一連の工程において、できるだけ早い段階で取り除く必要がある。

そこで、図３Ａ〜図４Ｂを用いて実施例１において説明した２つの対処方法と同様の２つの方法により（対応する図６Ａ〜図７Ｂ参照）、付着金２２をそのポリエーテルアミド樹脂層最表面から効率的に除去することができる。

実施例１の図３（Ａ）〜図４（Ｂ）に示す工程と実施例２の図６（Ａ）〜図７（Ｂ）に示す工程との相違は、バンプ６を保護する密着層８の端とバンプ６との位置関係にあり、その他は同様である。要するに、実施例１では、密着層８の端はＮｉ層１９、置換金層２０及び還元金層２１の下にまで延在しており、実施例２では、密着層８の端は還元金層２１とも接触しないで離れた位置にある。つまり、密着層８は、保護層５上の流路形成部材１３を形成する部位と、電極パッド１２を囲む部位とに、パターニングして形成される点は実施例１と同様である。

即ち、１番目の方法は、図６（Ｃ）のＢ−Ｂ断面図にあるように無電解めっきを行った後、図６（Ａ）から図６（Ｂ）のように、密着層８を形成するポリエーテルアミド樹脂層を付着金２２と共に適量の厚みエッチング除去する方法である。このとき、シリコン基板１の裏面に形成されたエッチングマスク層９の表面に付着金２２がある場合にも、同様に除去されるので、裏面側の付着金２２の剥れによる前述の弊害を抑えることができる。

この方法によると、エッチング処理によってポリエーテルアミド樹脂層の厚みが薄くなる。そこで、図５（Ｂ）の工程において、シリコン基板１の表面へのポリエーテルアミド樹脂の塗付の際には、エッチング量を考慮してポリエーテルアミド樹脂層を厚く塗布しておく必要がある。

２番目の方法は、図７（Ａ）のように付着金２２が付着した密着層８の上に、再度ポリエーテルアミド樹脂層２３を塗布（積層）することで、図７（Ｂ）のように付着金２２をポリエーテルアミド樹脂層で覆って埋め込む方法である。これにより、新しい密着層８の最表面となるポリエーテルアミド樹脂層２３を付着金２２の存在しない表面とする方法である。このとき、シリコン基板１の裏面に形成されたエッチングマスク層９の表面に付着金２２がある場合にも、同様に新たなポリエーテルアミド樹脂層２４によってその付着金２２が覆って隠されるので、付着金２２の剥れによる前述の弊害を抑えることができる。

この２番目の方法によると、実施例１のときと同様、１回目（図７（Ａ））と２回目（図７（Ｂ））のポリエーテルアミド樹脂の塗付量をコントロールして、本方法による処理後のポリエーテルアミド樹脂層のトータル厚みを制御する必要がある。即ち、少なくとも、１回目のポリエーテルアミド樹脂の厚みを図５（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図の場合と比べて薄くすることが好ましい。

このように、前述した２つの方法のいずれを用いても、仮に付着金２２が見られる場合であっても、その付着金２２による、無電解めっき後の工程への悪影響を効果的に抑えることができる。

さらに、前述のような付着金２２金に限定されず、他の無機物あるいは有機物が、密着層８あるいはエッチングマスク層９の表面に付着したとしても、前述の２つの方法により、その付着物によるめっき後工程への悪影響を効果的に抑えることができる。

以上、説明した各工程を経て、流路形成部材１３、インク吐出口５、エネルギー発生素子４等が形成されたシリコン基板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。そして、インク吐出エネルギー発生素子４を駆動させる為の電気的接合を行った後、インク供給の為のチップタンク部材を接続するための接続部を設けて、インクジェット記録ヘッドが完成する。

本発明の実施例としてのインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図と断面図である。 本発明に係る実施例１の製造方法を、図１（Ａ）のＡ−Ａ位置における断面及びＢ−Ｂ位置における断面を用いて、各製造工程ごとに示した模式的断面図である。 実施例１の付着物の処理方法を説明するための模式的断面図である。 実施例１の付着物の他の処理方法を説明するための模式的断面図である。 実施例２の製造方法を、図１（Ａ）のＡ−Ａ位置における断面及びＢ−Ｂ位置における断面を用いて、各製造工程ごとに示した模式的断面図である。 実施例２の付着物の処理方法を説明するための模式的断面図である。 実施例２の付着物の他の処理方法を説明するための模式的断面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図と断面図である。 図８（Ａ）のＡ−Ａ位置における断面を用いて、各製造方法ごとに示した模式的断面図である。

Claims (14)

1. インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、該エネルギー発生素子へ電力を供給するための配線及び電極パッドと、インク吐出口に連通するインク流路が形成された流路形成部材と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
   前記エネルギー発生素子と前記配線と前記電極パッドとが形成された基板を用意する工程と、
   前記エネルギー発生素子と前記電極パッドの周囲および縁とを覆う保護層を形成する工程と、
   前記保護層上の前記流路形成部材を形成する部位と前記電極パッドを囲む部位とに、当該保護層を介して前記流路形成部材を前記基板の表面に密着させるための密着層をパターニングして形成する工程と、
   無電解めっき法により、前記電極パッドを覆うニッケル層と当該ニッケル層を覆う金層を形成してバンプを形成する工程と、
   を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
2. 前記密着層を、その幅がバンプの幅よりも小さくなるように前記電極パッドの周囲を囲んで前記保護層を覆い、前記金層と前記保護層との間に延在するように形成した請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
3. 前記密着層を、前記金層とは接しないように、その幅がバンプの幅よりも大きくなるように前記電極パッドの周囲を囲んで前記保護層を覆うように形成した請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
4. 前記密着層は、熱可塑性の樹脂で形成される請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
5. 前記熱可塑性の樹脂は、ポリエーテルアミド樹脂である請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
6. 前記金層は、無電解めっきで順に形成された、置換金で形成する層を還元金で形成する層で覆う構成を有する請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
7. 前記電極パッドを囲む部位に形成された密着層の厚みを薄くする工程を含む請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
8. 前記電極パッドを囲む部位に形成された密着層の厚みを厚くする工程を含む請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
9. インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、該エネルギー発生素子へ電力を供給するための配線及び電極パッドと、インク吐出口に連通するインク流路が形成された流路形成部材と、を基板に有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記エネルギー発生素子と前記電極パッドの周囲および縁とを覆う保護層と、
   前記保護層上の前記流路形成部材を形成する部位に形成された、当該保護層を介して前記流路形成部材を前記基板の表面に密着させるための密着層と、
   前記電極パッドを囲む部位の前記保護層上に形成された、前記密着層と同じ材料で形成された上部保護層と、
   無電解めっき法により形成された、前記電極パッドを覆うニッケル層と当該ニッケル層を覆う金層を有するバンプと、
   を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
10. 前記密着層は、その幅がバンプの幅よりも小さくなるように前記電極パッドの周囲を囲んで前記保護層を覆い、前記金層と前記保護層との間に延在している請求項９に記載のインクジェット記録ヘッド。
11. 前記密着層は、前記金層とは接しないように、その幅がバンプの幅よりも大きくなるように前記電極パッドの周囲を囲んで前記保護層を覆っている請求項９に記載のインクジェット記録ヘッド。
12. 前記密着層は、熱可塑性の樹脂で形成される請求項９ないし１１のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
13. 前記熱可塑性の樹脂は、ポリエーテルアミド樹脂である請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッド。
14. 前記金層は、無電解めっきで順に形成された、置換金で形成する層を還元金で形成する層で覆う構成を有する請求項９ないし１３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。

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