JPH10109421A - 液体噴射記録ヘッド用発熱基板 - Google Patents
液体噴射記録ヘッド用発熱基板Info
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- JPH10109421A JPH10109421A JP8286132A JP28613296A JPH10109421A JP H10109421 A JPH10109421 A JP H10109421A JP 8286132 A JP8286132 A JP 8286132A JP 28613296 A JP28613296 A JP 28613296A JP H10109421 A JPH10109421 A JP H10109421A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱素子を高密度化しかつ吐出効率を向上さ
せ、印字記録の高精度高画質を向上させることができる
液体噴射記録ヘッド用発熱基板を提供する。 【解決手段】 蓄熱層１０２を形成した基板１０１にパ
ターニングによって第１のＡｌ層のパターン配線１０３
を形成した後にＳｉＯ2 の層間絶縁層１０４を成膜し、
その上にパターニングによって第２のＡｌ層のパターン
配線１０５を形成する。そしてその上にＳｉＯ2 膜１０
６を形成した後、第１のＡｌ層のパターン配線１０３の
端部の直上にフォトリソグラフィによってスルーホール
部１０７ａを形成し、そこへＡｌを埋め込む。次に、化
学機械研磨法によって表面を研磨して平坦化し、ＴａＩ
ｒ層を反応性スパッタリングにより形成して、パターニ
ングによって発熱抵抗層１０８をスルーホール部１０７
と第２のＡｌ層のパターン配線１０５を被覆するように
形成して、発熱基板を構成する。
せ、印字記録の高精度高画質を向上させることができる
液体噴射記録ヘッド用発熱基板を提供する。 【解決手段】 蓄熱層１０２を形成した基板１０１にパ
ターニングによって第１のＡｌ層のパターン配線１０３
を形成した後にＳｉＯ2 の層間絶縁層１０４を成膜し、
その上にパターニングによって第２のＡｌ層のパターン
配線１０５を形成する。そしてその上にＳｉＯ2 膜１０
６を形成した後、第１のＡｌ層のパターン配線１０３の
端部の直上にフォトリソグラフィによってスルーホール
部１０７ａを形成し、そこへＡｌを埋め込む。次に、化
学機械研磨法によって表面を研磨して平坦化し、ＴａＩ
ｒ層を反応性スパッタリングにより形成して、パターニ
ングによって発熱抵抗層１０８をスルーホール部１０７
と第２のＡｌ層のパターン配線１０５を被覆するように
形成して、発熱基板を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射記録ヘッ
ドに用いられる発熱基板に関するものである。
ドに用いられる発熱基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液体噴射記録装置等に使用される液体噴
射記録方式においては、米国特許第４７２３１２９号明
細書や米国特許第４７４０７９６号明細書に記載されて
いる液体噴射記録方式が、高速高密度で高精度高画質の
記録が可能であって、かつカラー化およびコンパクト化
に適しており、近年特に注目を集めている。
射記録方式においては、米国特許第４７２３１２９号明
細書や米国特許第４７４０７９６号明細書に記載されて
いる液体噴射記録方式が、高速高密度で高精度高画質の
記録が可能であって、かつカラー化およびコンパクト化
に適しており、近年特に注目を集めている。
【０００３】この方式を用いた代表的な液体噴射記録ヘ
ッドは、微細な吐出口、液流路およびこの液流路に位置
付けられた吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換
体を複数具備して、電気熱変換体に記録情報に対応した
駆動信号を印加し、液体に核沸騰を越えて膜沸騰を生じ
させるような急激な温度上昇を与える熱エネルギーを発
生させ、液体内に気泡を形成させて、この気泡の成長、
収縮により、液体を液滴として吐出口から吐出させ記録
するように構成されている。すなわち、液流路に対応し
て一対の配線電極とこれらの配線電極に接続されて配線
電極間の領域に熱を発生するための発熱抵抗層を有する
電気熱変換体を素子基板上に設け、この発熱抵抗層から
発生する熱エネルギーを利用して液流路内の液体を急激
に加熱発泡させ、この発泡によって液体を吐出させてい
る。
ッドは、微細な吐出口、液流路およびこの液流路に位置
付けられた吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換
体を複数具備して、電気熱変換体に記録情報に対応した
駆動信号を印加し、液体に核沸騰を越えて膜沸騰を生じ
させるような急激な温度上昇を与える熱エネルギーを発
生させ、液体内に気泡を形成させて、この気泡の成長、
収縮により、液体を液滴として吐出口から吐出させ記録
するように構成されている。すなわち、液流路に対応し
て一対の配線電極とこれらの配線電極に接続されて配線
電極間の領域に熱を発生するための発熱抵抗層を有する
電気熱変換体を素子基板上に設け、この発熱抵抗層から
発生する熱エネルギーを利用して液流路内の液体を急激
に加熱発泡させ、この発泡によって液体を吐出させてい
る。
【０００４】また最近においては、高精度高画質をさら
に向上させるために、電気熱変換体を配設した素子基板
（以下、この基板を発熱基板という。）における電気熱
変換体としての発熱抵抗体（以下、この発熱抵抗体を単
に発熱素子ともいう。）の配設ピッチを狭めるべく、発
熱抵抗体に接続するパターン配線や電極の一方を発熱抵
抗体の下方に位置付ける方法や投入するエネルギーの効
率を上げるべく発熱抵抗体上の保護膜をなくす方法等が
工夫されている。そして、この保護膜を省略した発熱抵
抗体の材料としては、ＴａＩｒ系の合金、酸化ニオブ、
酸化イリジウム等の貴金属系の合金や金属酸化物系のも
の、あるいはＴａＡｌ等が多数提案されている。なお、
ＴａＡｌを用いる場合には、その表面を約１５００オン
グストローム程度陽極酸化して用いており、この場合は
エネルギー効率は若干落ちるけれども、ほぼ同等の効果
を得ることができる。
に向上させるために、電気熱変換体を配設した素子基板
（以下、この基板を発熱基板という。）における電気熱
変換体としての発熱抵抗体（以下、この発熱抵抗体を単
に発熱素子ともいう。）の配設ピッチを狭めるべく、発
熱抵抗体に接続するパターン配線や電極の一方を発熱抵
抗体の下方に位置付ける方法や投入するエネルギーの効
率を上げるべく発熱抵抗体上の保護膜をなくす方法等が
工夫されている。そして、この保護膜を省略した発熱抵
抗体の材料としては、ＴａＩｒ系の合金、酸化ニオブ、
酸化イリジウム等の貴金属系の合金や金属酸化物系のも
の、あるいはＴａＡｌ等が多数提案されている。なお、
ＴａＡｌを用いる場合には、その表面を約１５００オン
グストローム程度陽極酸化して用いており、この場合は
エネルギー効率は若干落ちるけれども、ほぼ同等の効果
を得ることができる。
【０００５】この種の記録ヘッドの発熱基板について、
図４の（ａ）およびＹ−Ｙ線の断面図である図４の
（ｂ）を参照して説明すると、ＳｉＯ2 の蓄熱層２０２
を表面に形成したＳｉ基板２０１上に、第１のＡｌ層の
パターン配線２０３と第２のＡｌ層のパターン配線２０
５をＳｉＯ2 の層間絶縁膜２０４を介して上下に配設
し、そしてそれらの上に、第１および第２のＡｌ層２０
４、２０５に接続した発熱抵抗層２０８を形成してな
り、さらに発熱抵抗層２０８をＴａＩｒ系の合金、酸化
ニオブ、酸化イリジウム等の貴金属系の合金等のいずれ
かで作成することにより発熱抵抗層を保護する保護膜を
施すことなく発熱抵抗層の配設ピッチを狭めている。
図４の（ａ）およびＹ−Ｙ線の断面図である図４の
（ｂ）を参照して説明すると、ＳｉＯ2 の蓄熱層２０２
を表面に形成したＳｉ基板２０１上に、第１のＡｌ層の
パターン配線２０３と第２のＡｌ層のパターン配線２０
５をＳｉＯ2 の層間絶縁膜２０４を介して上下に配設
し、そしてそれらの上に、第１および第２のＡｌ層２０
４、２０５に接続した発熱抵抗層２０８を形成してな
り、さらに発熱抵抗層２０８をＴａＩｒ系の合金、酸化
ニオブ、酸化イリジウム等の貴金属系の合金等のいずれ
かで作成することにより発熱抵抗層を保護する保護膜を
施すことなく発熱抵抗層の配設ピッチを狭めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気熱
変換体としての発熱抵抗体の配設ピッチを狭めるために
発熱抵抗体に接続するパターン配線の一方を発熱抵抗体
の下方に位置付ける配線（以下、このような配線を、通
常一般の折返し配線に対して、上下折返し配線とい
う。）や投入エネルギーの効率を上げるべく保護膜を省
略した発熱抵抗体（以下、この発熱抵抗体を裸発熱素子
という。）を採用した従来の発熱基板には、次のような
問題点があった。
変換体としての発熱抵抗体の配設ピッチを狭めるために
発熱抵抗体に接続するパターン配線の一方を発熱抵抗体
の下方に位置付ける配線（以下、このような配線を、通
常一般の折返し配線に対して、上下折返し配線とい
う。）や投入エネルギーの効率を上げるべく保護膜を省
略した発熱抵抗体（以下、この発熱抵抗体を裸発熱素子
という。）を採用した従来の発熱基板には、次のような
問題点があった。
【０００７】すなわち、ピッチを狭めるために、配線の
間隔を狭くしそして発熱抵抗体の下層にパターン配線を
設けることにより、図４に示すように、基板上の段差が
複雑になり、また凹凸の間隔が狭くしかも高低差が大き
くなって、膜の被覆不足やエッチング残りが生じてしま
う。そして、投入エネルギーの効率を上げる裸発熱素子
は、配線や電極との接続部分の段差において膜厚のムラ
による抵抗値バラツキやインク発泡時の応力集中による
耐久性の不足という問題が生じる。
間隔を狭くしそして発熱抵抗体の下層にパターン配線を
設けることにより、図４に示すように、基板上の段差が
複雑になり、また凹凸の間隔が狭くしかも高低差が大き
くなって、膜の被覆不足やエッチング残りが生じてしま
う。そして、投入エネルギーの効率を上げる裸発熱素子
は、配線や電極との接続部分の段差において膜厚のムラ
による抵抗値バラツキやインク発泡時の応力集中による
耐久性の不足という問題が生じる。
【０００８】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
未解決な課題に鑑みてなされたものであって、上下折返
し配線により発熱素子のピッチ間隔を縮小させて高密度
化を図りかつ裸発熱素子により吐出効率をアップさせる
とともに膜の被覆不足やエッチング残りを防止しそして
耐久性を向上させることができる液体噴射記録ヘッド用
の発熱基板を提供することを目的とするものである。
未解決な課題に鑑みてなされたものであって、上下折返
し配線により発熱素子のピッチ間隔を縮小させて高密度
化を図りかつ裸発熱素子により吐出効率をアップさせる
とともに膜の被覆不足やエッチング残りを防止しそして
耐久性を向上させることができる液体噴射記録ヘッド用
の発熱基板を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッド用発熱基板は、複数の
発熱素子と該発熱素子に電気的に接続された複数の機能
素子を搭載し、画像データに対応して前記発熱素子へ選
択的に記録電流を通電するようになした液体噴射記録ヘ
ッド用発熱基板において、複数の発熱素子が平坦化され
た基板上に形成され、かつ発熱素子上にはそれを保護す
る保護膜等の上層が設けられていないことを特徴とす
る。
め、本発明の液体噴射記録ヘッド用発熱基板は、複数の
発熱素子と該発熱素子に電気的に接続された複数の機能
素子を搭載し、画像データに対応して前記発熱素子へ選
択的に記録電流を通電するようになした液体噴射記録ヘ
ッド用発熱基板において、複数の発熱素子が平坦化され
た基板上に形成され、かつ発熱素子上にはそれを保護す
る保護膜等の上層が設けられていないことを特徴とす
る。
【００１０】また、本発明の液体噴射記録ヘッド用発熱
基板は、複数の発熱素子と該発熱素子に電気的に接続さ
れた複数の機能素子を搭載した液体噴射記録ヘッド用発
熱基板で、画像データに対応して前記発熱素子へ選択的
に記録電流を通電するための駆動用集積回路を前記複数
の発熱素子および機能素子を含んだ同一基板上の表面内
部に構造的に設けてある液体噴射記録ヘッド用発熱基板
において、複数の発熱素子が平坦化された基板上に形成
され、かつ発熱素子上にはそれを保護する保護膜等の上
層が設けられていないことを特徴とする。
基板は、複数の発熱素子と該発熱素子に電気的に接続さ
れた複数の機能素子を搭載した液体噴射記録ヘッド用発
熱基板で、画像データに対応して前記発熱素子へ選択的
に記録電流を通電するための駆動用集積回路を前記複数
の発熱素子および機能素子を含んだ同一基板上の表面内
部に構造的に設けてある液体噴射記録ヘッド用発熱基板
において、複数の発熱素子が平坦化された基板上に形成
され、かつ発熱素子上にはそれを保護する保護膜等の上
層が設けられていないことを特徴とする。
【００１１】そして、本発明の液体噴射記録ヘッド用発
熱基板において、複数の発熱素子が平坦化された基板上
に形成され、かつ発熱素子上には該発熱素子表面を酸化
した膜以外は保護膜等の上層が設けられていないことを
特徴とする。
熱基板において、複数の発熱素子が平坦化された基板上
に形成され、かつ発熱素子上には該発熱素子表面を酸化
した膜以外は保護膜等の上層が設けられていないことを
特徴とする。
【００１２】さらに、本発明の液体噴射記録ヘッド用発
熱基板において、複数の発熱素子は化学機械的に研磨さ
れ平坦化された基板上に形成されることが好ましく、ま
た、発熱素子を電気的に接続する配線は、その一方が発
熱素子の下層に位置するように、上下折返し配線の構成
とすることが好ましい。
熱基板において、複数の発熱素子は化学機械的に研磨さ
れ平坦化された基板上に形成されることが好ましく、ま
た、発熱素子を電気的に接続する配線は、その一方が発
熱素子の下層に位置するように、上下折返し配線の構成
とすることが好ましい。
【００１３】さらに、本発明の液体噴射記録ヘッド用発
熱基板において、複数の発熱素子がＡｌのリフローと化
学機械的な研磨により平坦化された基板上に形成される
ことが好ましい。
熱基板において、複数の発熱素子がＡｌのリフローと化
学機械的な研磨により平坦化された基板上に形成される
ことが好ましい。
【００１４】
【作用】複数の発熱素子と該発熱素子に電気的に接続さ
れた複数の機能素子を搭載し、画像データに対応して発
熱素子へ選択的に記録電流を通電するようになした液体
噴射記録ヘッド用発熱基板において、複数の発熱素子を
化学機械研磨法等の研磨により平坦化された基板上に形
成し、また発熱素子に電気的に接続する配線電極は上下
折返し配線として構成し、そして発熱素子上にはそれを
保護する保護膜等の上層を設けないことにより、発熱素
子のピッチ間隔を縮小することができ高密度化を図るこ
とができ、さらに裸発熱素子によって吐出効率を向上さ
せることができるとともに、基板上の段差や凹凸をなく
すことができ、膜の被覆不足やエッチング残りの防止、
発熱素子の抵抗値のバラツキ低減や耐久性の向上を達成
することができ、液体噴射記録ヘッドの高性能化を図る
ことができる。
れた複数の機能素子を搭載し、画像データに対応して発
熱素子へ選択的に記録電流を通電するようになした液体
噴射記録ヘッド用発熱基板において、複数の発熱素子を
化学機械研磨法等の研磨により平坦化された基板上に形
成し、また発熱素子に電気的に接続する配線電極は上下
折返し配線として構成し、そして発熱素子上にはそれを
保護する保護膜等の上層を設けないことにより、発熱素
子のピッチ間隔を縮小することができ高密度化を図るこ
とができ、さらに裸発熱素子によって吐出効率を向上さ
せることができるとともに、基板上の段差や凹凸をなく
すことができ、膜の被覆不足やエッチング残りの防止、
発熱素子の抵抗値のバラツキ低減や耐久性の向上を達成
することができ、液体噴射記録ヘッドの高性能化を図る
ことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１６】本発明にかかる液体噴射記録ヘッド用の発
熱基板を図１の（ａ）および（ｂ）に図示し、図１の
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線の断面図である。１０１は発
熱抵抗体の基板であり、１０３および１０５は、それぞ
れ第１および第２のＡｌ層のパターン配線であり、その
間にＳｉＯ2 の層間絶縁層１０４が設けられている。１
０８は平坦化された基板上に形成された発熱抵抗層であ
り、１０７は第１のＡｌ層のパターン配線１０３と発熱
抵抗層１０８を接続するためにＡｌが埋め込まれている
スルーホール部である。そして吐出エネルギー発生素子
として作用する発熱抵抗体に、画像データに対応して記
録電流を選択的に通電するための駆動素子は、発熱基板
とは別個の独立した基板に形成し、発熱基板と接続する
ように構成することもでき、また駆動素子を集積回路と
して発熱基板上の表面内部に構造的に設けることもでき
る。
熱基板を図１の（ａ）および（ｂ）に図示し、図１の
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線の断面図である。１０１は発
熱抵抗体の基板であり、１０３および１０５は、それぞ
れ第１および第２のＡｌ層のパターン配線であり、その
間にＳｉＯ2 の層間絶縁層１０４が設けられている。１
０８は平坦化された基板上に形成された発熱抵抗層であ
り、１０７は第１のＡｌ層のパターン配線１０３と発熱
抵抗層１０８を接続するためにＡｌが埋め込まれている
スルーホール部である。そして吐出エネルギー発生素子
として作用する発熱抵抗体に、画像データに対応して記
録電流を選択的に通電するための駆動素子は、発熱基板
とは別個の独立した基板に形成し、発熱基板と接続する
ように構成することもでき、また駆動素子を集積回路と
して発熱基板上の表面内部に構造的に設けることもでき
る。
【００１７】次に、液体噴射記録ヘッドにおいて液体に
気泡を発生させる発熱抵抗体の発熱基板を図２に図示す
る製造工程に沿って説明する。
気泡を発生させる発熱抵抗体の発熱基板を図２に図示す
る製造工程に沿って説明する。
【００１８】（１）基板１０１としては、Ｓｉ基板、あ
るいは予め駆動の集積回路をＢｉＣＭＯＳ形態またはＣ
ＭＯＳ形態で作り込んだ基板を用いる。Ｓｉ基板の場合
は、熱酸化法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によっ
て、ＳｉＯ2 の蓄熱層を形成し、また集積回路を作り込
んだ基板においてはその製造プロセス中にＳｉＯ2 の蓄
熱層を同様に形成しておく。この状態を図２の（ａ）に
示し、ＳｉＯ2 の蓄熱層を１０２で示す。
るいは予め駆動の集積回路をＢｉＣＭＯＳ形態またはＣ
ＭＯＳ形態で作り込んだ基板を用いる。Ｓｉ基板の場合
は、熱酸化法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によっ
て、ＳｉＯ2 の蓄熱層を形成し、また集積回路を作り込
んだ基板においてはその製造プロセス中にＳｉＯ2 の蓄
熱層を同様に形成しておく。この状態を図２の（ａ）に
示し、ＳｉＯ2 の蓄熱層を１０２で示す。
【００１９】（２）後に形成する発熱抵抗体と接続する
第１のパターン配線としてのＡｌを、スパッタリングに
より、蓄熱層１０２の上に約５０００オングストローム
成膜（１０３ａ）し、フォトリソグラフィ法を用いたパ
ターニングによって、図２の（ｃ）に示すように所定の
形状とする。この時個々の発熱抵抗体に対応した第１の
Ａｌ層のパターン配線１０３が各発熱抵抗体の直下に位
置するようにその形状と位置を決定する。
第１のパターン配線としてのＡｌを、スパッタリングに
より、蓄熱層１０２の上に約５０００オングストローム
成膜（１０３ａ）し、フォトリソグラフィ法を用いたパ
ターニングによって、図２の（ｃ）に示すように所定の
形状とする。この時個々の発熱抵抗体に対応した第１の
Ａｌ層のパターン配線１０３が各発熱抵抗体の直下に位
置するようにその形状と位置を決定する。
【００２０】（３）次に、図２の（ｄ）に示すように、
ＣＶＤ法によって層間絶縁層としてのＳｉＯ2 膜１０４
を約１．４μｍ成膜し、さらに発熱抵抗体を介して第１
のＡｌ層１０３と接続する第２のＡｌ層１０５ａをスパ
ッタリングによって約５０００オングストローム形成す
る（図２の（ｅ））。
ＣＶＤ法によって層間絶縁層としてのＳｉＯ2 膜１０４
を約１．４μｍ成膜し、さらに発熱抵抗体を介して第１
のＡｌ層１０３と接続する第２のＡｌ層１０５ａをスパ
ッタリングによって約５０００オングストローム形成す
る（図２の（ｅ））。
【００２１】そして、フォトリソグラフィ法を用いたパ
ターニングによって、第１のＡｌ層１０３の直上に発熱
抵抗体の長さ部分だけずらして、第２のＡｌ層１０５の
配線が位置するようにパターン化する（図２の
（ｆ））。
ターニングによって、第１のＡｌ層１０３の直上に発熱
抵抗体の長さ部分だけずらして、第２のＡｌ層１０５の
配線が位置するようにパターン化する（図２の
（ｆ））。
【００２２】（４）ＣＶＤ法によってＳｉＯ2 膜１０６
を約２μｍの厚さに形成する。（図２の（ｇ））。
を約２μｍの厚さに形成する。（図２の（ｇ））。
【００２３】（５）そして、第１のＡｌ層１０３の端部
の直上にフォトリソグラフィ法によってスルーホール部
１０７ａを形成する（図２の（ｈ））。
の直上にフォトリソグラフィ法によってスルーホール部
１０７ａを形成する（図２の（ｈ））。
【００２４】（６）ＣＶＤ法によってスルーホール部１
０７ａにＡｌ材を埋め込み（図２の（ｉ））、その後、
化学機械研磨法、すなわち一般にＣＭＰ法と呼ばれてい
るプロセス＜「ＳＥＭＩテクノロジー９４、講演予稿
集」（１７９〜１８５頁、２５９〜２６７頁および２６
９〜２７８頁）や「日経マイクロデバイス（１９９５年
５月号）」（１１９〜１２１頁）等に記載されたプロセ
ス＞を用いて、その表面を化学機械的に研磨し、Ａｌを
埋め込んだスルーホール部１０７、第２のＡｌ層のパタ
ーン配線１０５、およびＳｉＯ2 絶縁膜１０６の面を平
坦化する（図２の（ｊ））。
０７ａにＡｌ材を埋め込み（図２の（ｉ））、その後、
化学機械研磨法、すなわち一般にＣＭＰ法と呼ばれてい
るプロセス＜「ＳＥＭＩテクノロジー９４、講演予稿
集」（１７９〜１８５頁、２５９〜２６７頁および２６
９〜２７８頁）や「日経マイクロデバイス（１９９５年
５月号）」（１１９〜１２１頁）等に記載されたプロセ
ス＞を用いて、その表面を化学機械的に研磨し、Ａｌを
埋め込んだスルーホール部１０７、第２のＡｌ層のパタ
ーン配線１０５、およびＳｉＯ2 絶縁膜１０６の面を平
坦化する（図２の（ｊ））。
【００２５】（７）次に、反応性スパッタリングによ
り、発熱抵抗体層としてのＴａＩｒ層を約１０００オン
グストロームの厚さに形成し（図２の（ｋ））、フォト
リソグラフィ法を用いたパターニングによって、ＴａＩ
ｒ層１０８をスルーホール部１０７と第２のＡｌ層のパ
ターン配線１０５を被覆するように形成して、発熱基板
を完成する。
り、発熱抵抗体層としてのＴａＩｒ層を約１０００オン
グストロームの厚さに形成し（図２の（ｋ））、フォト
リソグラフィ法を用いたパターニングによって、ＴａＩ
ｒ層１０８をスルーホール部１０７と第２のＡｌ層のパ
ターン配線１０５を被覆するように形成して、発熱基板
を完成する。
【００２６】また、前述した発熱基板の製造において
は、裸発熱素子として、ＴａＩｒを用いているが、この
ＴａＩｒに代えて、ＴａＡｌを用いることもできる。こ
の場合に、ＴａＡｌのパターニング前にＴａＡｌ表面を
陽極酸化することにより、ＴａＡｌ表面に約１５００オ
ングストロームの酸化膜を形成する。そして、前述と同
様にパターニングによってＴａＡｌ層をスルーホール部
１０７と第２のＡｌ層のパターン配線１０５を被覆する
ように形成し、発熱基板を得ることができる。なお、Ｔ
ａＡｌ表面に酸化膜を形成したことにより、投入エネル
ギーの効率はやや落ちるとはいえ、ほぼ同等に効果を得
るものであり、信頼性の高い構成とすることができる。
は、裸発熱素子として、ＴａＩｒを用いているが、この
ＴａＩｒに代えて、ＴａＡｌを用いることもできる。こ
の場合に、ＴａＡｌのパターニング前にＴａＡｌ表面を
陽極酸化することにより、ＴａＡｌ表面に約１５００オ
ングストロームの酸化膜を形成する。そして、前述と同
様にパターニングによってＴａＡｌ層をスルーホール部
１０７と第２のＡｌ層のパターン配線１０５を被覆する
ように形成し、発熱基板を得ることができる。なお、Ｔ
ａＡｌ表面に酸化膜を形成したことにより、投入エネル
ギーの効率はやや落ちるとはいえ、ほぼ同等に効果を得
るものであり、信頼性の高い構成とすることができる。
【００２７】さらに、本発明にかかる液体噴射記録ヘッ
ド用の発熱基板について他の製造方法を図３に基づいて
説明する。
ド用の発熱基板について他の製造方法を図３に基づいて
説明する。
【００２８】（１）先に説明した第１の製造方法と同様
に、ＳｉＯ2 の蓄熱層１０２を形成した基板１０１に、
第１のＡｌ層１０３ａを約５０００オングストローム形
成し、フォトリソグラフィ法を用いたパターニングによ
ってパターン化した基板に、層間絶縁層として厚さが約
２μｍのＳｉＯ2 膜１０４をＣＶＤ法によって全面に形
成する（図３の（ａ）〜（ｄ））。
に、ＳｉＯ2 の蓄熱層１０２を形成した基板１０１に、
第１のＡｌ層１０３ａを約５０００オングストローム形
成し、フォトリソグラフィ法を用いたパターニングによ
ってパターン化した基板に、層間絶縁層として厚さが約
２μｍのＳｉＯ2 膜１０４をＣＶＤ法によって全面に形
成する（図３の（ａ）〜（ｄ））。
【００２９】（２）次に、フォトリソグラフィ法によっ
て、第２のＡｌ層を後に位置付け形成する溝部１１８ａ
と、第１のＡｌ層１０３と後に形成する発熱抵抗体とを
接続するためのスルーホール部１１７ａを形成する（図
３の（ｅ））。
て、第２のＡｌ層を後に位置付け形成する溝部１１８ａ
と、第１のＡｌ層１０３と後に形成する発熱抵抗体とを
接続するためのスルーホール部１１７ａを形成する（図
３の（ｅ））。
【００３０】（３）スパッタリングによって第２のＡｌ
層１１５ａを約１μｍ形成する（図３の（ｆ））。
層１１５ａを約１μｍ形成する（図３の（ｆ））。
【００３１】（４）装置中で基板を大気にさらさない状
態にして、約５００℃に加熱し、Ａｌ層１１５ａをリフ
ローし、スルーホール部１１７ａおよび溝部１１８ａに
Ａｌを充填させて、Ａｌが埋め込まれたスルーホール部
１１７と第２のＡｌ層１１５ｂを形成する。このリフロ
ー後の形状を図３の（ｇ）に示す。
態にして、約５００℃に加熱し、Ａｌ層１１５ａをリフ
ローし、スルーホール部１１７ａおよび溝部１１８ａに
Ａｌを充填させて、Ａｌが埋め込まれたスルーホール部
１１７と第２のＡｌ層１１５ｂを形成する。このリフロ
ー後の形状を図３の（ｇ）に示す。
【００３２】（５）そして、先に説明した製造方法と同
様に、化学機械研磨法（ＣＭＰ法）によって表面を化学
機械的に研磨して平坦化し（図３の（ｈ））、その後発
熱抵抗体１０８を形成する（図３の（ｉ））。
様に、化学機械研磨法（ＣＭＰ法）によって表面を化学
機械的に研磨して平坦化し（図３の（ｈ））、その後発
熱抵抗体１０８を形成する（図３の（ｉ））。
【００３３】上述のような製造工程により製造された本
発明の発熱基板は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、上下折返し配線と裸発熱素子の構成とするとき、
発熱抵抗体を、化学機械的に研磨され平坦化された基板
上に形成することにより、基板上の段差や凹凸をなくす
ることができ、膜の被覆不足やエッチング残りの防止、
さらに裸発熱素子の抵抗値のバラツキ低減や耐久性の向
上を達成することができる。なお、本発明は、上述のよ
うな製造工程によって製造されるものに限定されるもの
ではなく、その他の種々の製造方法によっても製造しう
るものである。
発明の発熱基板は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、上下折返し配線と裸発熱素子の構成とするとき、
発熱抵抗体を、化学機械的に研磨され平坦化された基板
上に形成することにより、基板上の段差や凹凸をなくす
ることができ、膜の被覆不足やエッチング残りの防止、
さらに裸発熱素子の抵抗値のバラツキ低減や耐久性の向
上を達成することができる。なお、本発明は、上述のよ
うな製造工程によって製造されるものに限定されるもの
ではなく、その他の種々の製造方法によっても製造しう
るものである。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、上下折返し配線により発熱素子のピッチ間
隔を縮小することができ高密度化を図ることができ、さ
らに裸発熱素子によって吐出効率を向上させることがで
きるとともに、膜の被覆不足やエッチング残りの防止、
発熱素子の抵抗値のバラツキ低減や耐久性の向上を達成
することができ、液体噴射記録ヘッドの高性能化を図る
ことができる。
ているので、上下折返し配線により発熱素子のピッチ間
隔を縮小することができ高密度化を図ることができ、さ
らに裸発熱素子によって吐出効率を向上させることがで
きるとともに、膜の被覆不足やエッチング残りの防止、
発熱素子の抵抗値のバラツキ低減や耐久性の向上を達成
することができ、液体噴射記録ヘッドの高性能化を図る
ことができる。
【図１】（ａ）は本発明の液体噴射記録ヘッド用の発熱
基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線の断面
図である。
基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線の断面
図である。
【図２】本発明の発熱基板の製造工程を説明するための
模式図である。
模式図である。
【図３】本発明の発熱基板の他の製造工程を説明するた
めの模式図である。
めの模式図である。
【図４】（ａ）は従来の液体噴射記録ヘッドの発熱基板
の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線の断面図で
ある。
の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線の断面図で
ある。
１０１ Ｓｉ基板 １０２ ＳｉＯ2 蓄熱層 １０３ 第１のＡｌ層（パターン配線） １０４ 層間絶縁層 １０５，１１５ 第２のＡｌ層（パターン配線） １０７，１１７ スルーホール部 １０８ 発熱抵抗層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の発熱素子と該発熱素子に電気的に
接続された複数の機能素子を搭載し、画像データに対応
して前記発熱素子へ選択的に記録電流を通電するように
なした液体噴射記録ヘッド用発熱基板において、 複数の発熱素子が平坦化された基板上に形成され、かつ
発熱素子上にはそれを保護する保護膜等の上層が設けら
れていないことを特徴とする液体噴射記録ヘッド用発熱
基板。 - 【請求項２】 複数の発熱素子と該発熱素子に電気的に
接続された複数の機能素子を搭載し、画像データに対応
して前記発熱素子へ選択的に記録電流を通電するように
なした液体噴射記録ヘッド用発熱基板において、 複数の発熱素子が平坦化された基板上に形成され、かつ
発熱素子上には該発熱素子表面を酸化した膜以外は保護
膜等の上層が設けられていないことを特徴とする液体噴
射記録ヘッド用発熱基板。 - 【請求項３】 複数の発熱素子と該発熱素子に電気的に
接続された複数の機能素子を搭載した液体噴射記録ヘッ
ド用発熱基板で、画像データに対応して前記発熱素子へ
選択的に記録電流を通電するための駆動用集積回路を前
記複数の発熱素子および機能素子を含んだ同一基板上の
表面内部に構造的に設けてある液体噴射記録ヘッド用発
熱基板において、 複数の発熱素子が平坦化された基板上に形成され、かつ
発熱素子上にはそれを保護する保護膜等の上層が設けら
れていないことを特徴とする液体噴射記録ヘッド用発熱
基板。 - 【請求項４】 複数の発熱素子と該発熱素子に電気的に
接続された複数の機能素子を搭載した液体噴射記録ヘッ
ド用発熱基板で、画像データに対応して前記発熱素子へ
選択的に記録電流を通電するための駆動用集積回路を前
記複数の発熱素子および機能素子を含んだ同一基板上の
表面内部に構造的に設けてある液体噴射記録ヘッド用発
熱基板において、 複数の発熱素子が平坦化された基板上に形成され、かつ
発熱素子上には該発熱素子表面を酸化した膜以外は保護
膜等の上層が設けられていないことを特徴とする液体噴
射記録ヘッド用発熱基板。 - 【請求項５】 複数の発熱素子が化学機械的に研磨され
平坦化された基板上に形成されていることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘ
ッド用発熱基板。 - 【請求項６】 複数の発熱素子が化学機械的に研磨され
平坦化された基板上に形成され、かつ前記発熱素子を電
気的に接続する配線は、その一方が前記発熱素子の下層
に位置するように、上下折返し配線の構成としたことを
特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の液体
噴射記録ヘッド用発熱基板。 - 【請求項７】 複数の発熱素子がＡｌのリフローと化学
機械的な研磨により平坦化された基板上に形成されてい
ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記
載の液体噴射記録ヘッド用発熱基板。 - 【請求項８】 複数の発熱素子がＡｌのリフローと化学
機械的な研磨により平坦化された基板上に形成され、か
つ前記発熱素子を電気的に接続する配線は、その一方が
前記発熱素子の下層に位置するように上下折返し配線の
構成としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１項記載の液体噴射記録ヘッド用発熱基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8286132A JPH10109421A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 液体噴射記録ヘッド用発熱基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8286132A JPH10109421A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 液体噴射記録ヘッド用発熱基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10109421A true JPH10109421A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17700354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8286132A Pending JPH10109421A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 液体噴射記録ヘッド用発熱基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10109421A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002144571A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-21 | Sony Corp | プリンタ、プリンタヘッド及びプリンタヘッドの製造方法 |
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-
1996
- 1996-10-08 JP JP8286132A patent/JPH10109421A/ja active Pending
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