專利名稱：液滴噴射頭及其制造方法、微型器件、噴墨頭、墨盒以及噴墨打印設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從噴嘴中噴射液滴的液滴噴射頭及其制造方法、一種微型器件、一種噴墨頭以及一種噴墨打印設(shè)備。
背景技術(shù)：
噴墨頭是一種用在諸如打印機(jī)、傳真機(jī)或復(fù)印機(jī)之類的作為圖像記錄設(shè)備或圖像形成設(shè)備給出的噴墨打印設(shè)備中的液滴噴射頭。這樣的噴墨頭包括一個(gè)噴射液滴的噴嘴、一個(gè)與噴嘴連通形成自由通路的液腔(又稱加壓液腔、壓力腔、噴射腔、墨水通路等等)以及一個(gè)產(chǎn)生為液腔中的墨水加壓的壓力的壓力發(fā)生裝置。利用在液腔中由壓力發(fā)生裝置所產(chǎn)生的壓力對(duì)墨水加壓，使墨滴從噴嘴中噴出。
關(guān)于其它液滴噴射頭，例如，以液滴的方式噴射液態(tài)抗蝕劑的液滴噴射頭，和以液滴的方式噴射DNA樣本的液滴噴射頭，是眾所周知的。
此外，作為微型器件，例如，微型泵的致動(dòng)器(或光學(xué)開關(guān))、微型光學(xué)陣列、微型開關(guān)(或微型繼電器)以及高倍光學(xué)鏡頭、微型流量計(jì)、壓力傳感器等等，也是公知的。
下面將介紹作為代表實(shí)例的噴墨頭。
噴墨頭有三種主要類型壓電型、熱動(dòng)型和靜電型。壓電型是通過使用諸如壓電元件之類的機(jī)電轉(zhuǎn)換器作為壓力發(fā)生裝置使形成液腔壁的表面的隔板發(fā)生變形和位移而噴射墨滴的。熱動(dòng)型是通過使用諸如布置在液腔內(nèi)的加熱電阻之類的電熱轉(zhuǎn)換元件使墨水沸騰產(chǎn)生墨泡而噴射墨滴的。靜電型是通過使用形成液腔壁的表面的隔板(或整體形成的電極)及其相反電極所產(chǎn)生的靜電力使隔板發(fā)生變形而噴射墨滴的。
在傳統(tǒng)的噴墨頭中，液腔和與各個(gè)液腔連通的公共液腔是由諸如感光樹脂、樹脂模、金屬或玻璃之類的材料制成的。然而，由于樹脂的剛度不夠，因此相鄰的液腔之間有可能發(fā)生相互干擾，從而存在圖像品質(zhì)惡化的問題。
此外，金屬或玻璃的剛度倒是夠的，故而不會(huì)發(fā)生相互干擾的問題。不過，金屬或玻璃液腔的制造工藝非常難于實(shí)現(xiàn)。而且，目前，為了獲得高品質(zhì)的再現(xiàn)圖像，要求噴墨頭具有高密度的液腔。對(duì)于傳統(tǒng)的噴墨頭而言，要達(dá)到目前對(duì)噴墨頭的這個(gè)要求已經(jīng)變得很困難了。
日本專利第3141652號(hào)、日本公開專利申請(qǐng)第7-276626號(hào)和9-226112號(hào)公開了一種噴墨頭，在這種噴墨頭中，液腔和公共液腔是通過對(duì)硅襯底(硅晶片)進(jìn)行各向異性蝕刻而形成的。硅的剛度非常高并且其制造工藝可以通過使用各向異性蝕刻容易地實(shí)現(xiàn)。這種液腔的垂面能夠通過使用[110]晶向的硅晶片來形成，并且這使得構(gòu)造高密度液腔成為可能。
當(dāng)使用硅作為形成液腔的元件時(shí)，必須在硅襯底(硅晶片)上形成多個(gè)相當(dāng)于頭芯片的液腔和公共液腔，然后再將硅襯底分離為各個(gè)單獨(dú)的芯片。
在這種情況下，切割通常用作將硅晶片分離為芯片的方法。
在切割中，外周附著有金剛石粉的刀片高度旋轉(zhuǎn)并沿著切割線移動(dòng)，從而將硅晶片切成芯片。
例如，日本公開專利申請(qǐng)第10-157149號(hào)公開了一種消除切割中切屑粘著的硅切割方法。在上述文獻(xiàn)的方法中，在硅晶片上形成一個(gè)預(yù)定的分割圖案掩模，然后進(jìn)行各向異性蝕刻，從而通過V形槽將硅晶片分割成芯片。
日本公開專利申請(qǐng)第5-36825號(hào)公開了另一種消除切割中切屑粘著的硅切割方法。在上述文獻(xiàn)的方法中，在硅晶片上形成第一和第二V形槽，并且對(duì)該第一和第二V形槽施加集中應(yīng)力，從而通過V形槽將晶片分割為芯片。
然而，當(dāng)通過傳統(tǒng)的切割方法進(jìn)行芯片分割時(shí)，切割線是直的，如附圖27所示，并且必須在硅晶片200上以網(wǎng)格形式構(gòu)成各個(gè)芯片201。取決于芯片的大小和形狀，將會(huì)對(duì)布局規(guī)劃發(fā)生限制，并且將會(huì)增加晶片的無用部分。由一片硅晶片所生產(chǎn)的芯片的數(shù)量將會(huì)減少，從而制造成本將會(huì)升高。
而且，只能排布具有相同大小的各芯片，而不能同時(shí)生產(chǎn)具有不同尺寸的芯片。
另一方面，使用各向異性蝕刻法將硅晶片分割為芯片，增大了芯片在晶片上的布局規(guī)劃的自由度。其優(yōu)點(diǎn)為可以在同一個(gè)晶片上排布具有不同構(gòu)形的芯片，并且通過以錯(cuò)開的形式排布芯片能夠增加所生產(chǎn)的芯片的數(shù)量。
不過，當(dāng)將分割之后的芯片粘接到其它部件上時(shí)，必須將芯片的邊緣與其它部件精確對(duì)齊地接觸。這樣，就要求使芯片的邊緣具有高精度。不過，當(dāng)分割是通過各向異性蝕刻完成的時(shí)，是無法保證芯片邊緣的精度的。
就是說，當(dāng)分割是通過各向異性蝕刻完成的時(shí)侯，在晶向的作用下，晶片邊緣是楔形的，就像刀刃，從而無法獲得高精度。
當(dāng)晶片的厚度發(fā)生變化時(shí)，由于芯片的邊緣是楔形的，芯片邊緣也會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致該邊緣的精度惡化。再有，由于芯片是楔形的，所以生產(chǎn)過程中所發(fā)生的斷裂導(dǎo)致了邊緣精度的降低。
取決于硅的晶向，通過各向異性蝕刻得到了直線邊緣。得到直線邊緣的原因如下在(100)晶向的硅晶片中，有兩個(gè)交叉垂直的<110>方向。然而，在(110)晶向的硅晶片中，有不交叉垂直的兩個(gè)<112>方向或兩個(gè)<110>方向。在后一種情況下，不能將硅晶片分割成矩形或正方形芯片。
在希望將(110)晶向的硅晶片分割成矩形或正方形芯片的時(shí)候，需要用到以直線的形式排布圖案并形成分割線的方法。然而，在這種情況下，結(jié)果得到的芯片的邊緣將變成鋸齒狀，或者有凸起形成于其上，并且這樣的邊緣不適于對(duì)齊并且它可能會(huì)產(chǎn)生顆粒。這些顆粒將會(huì)造成芯片與隔板或噴嘴板的接合質(zhì)量降低。
而且，當(dāng)通過各向異性蝕刻將晶片完全分割成芯片時(shí)，依然存在問題，所得到的芯片分散在蝕刻液中。在這種情況下，收集芯片是很困難的。為了避免這個(gè)問題，形成不穿透分割線的V形槽，從而使得晶片不會(huì)完全分割成芯片。
不過，通過各向異性蝕刻形成分割線的硅晶片具有非常小的硬度，從而存在該晶片在后續(xù)工藝中或運(yùn)輸途中遭到損傷的可能性。
而且，在將晶片分割成芯片的時(shí)候，由滾筒對(duì)其進(jìn)行按壓以施加應(yīng)力，從而晶片通過斷裂而分割開來。象電子設(shè)備那樣，尺寸小于幾個(gè)平方毫米的芯片可以通過沿著由各向異性蝕刻形成的分割線進(jìn)行分離切割而生產(chǎn)。然而，對(duì)于身為尺寸相對(duì)較大的芯片的微型器件來說，由于其中形成了通孔或者其中分布有各種尺寸的子芯片，很有可能在集中應(yīng)力的作用下造成這種芯片的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種經(jīng)改進(jìn)的液滴噴射頭及其制造方法、一種經(jīng)改進(jìn)的微型器件、一種經(jīng)改進(jìn)的噴墨頭、一種經(jīng)改進(jìn)的墨盒、一種經(jīng)改進(jìn)的噴墨打印設(shè)備，它們通過提高在晶片上排布芯片的自由度增加了從一塊晶片得到的芯片的數(shù)量、提供了與其它部件的容易定位并使得制造成本較低。
為了解決上述問題，本發(fā)明的液滴噴射頭包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，該硅晶片具有相互交叉的第一方向和第二方向。該芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于該硅晶片的該第一方向，通過一種第一分割方法沿著該第一分割線從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割；和一個(gè)第二分割線，平行于該硅晶片的該第二方向，通過一種第二分割方法沿著該第二分割線從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割。
理想的情況為，該芯片是沿著該第一分割線通過蝕刻從晶片上進(jìn)行分割的，并且是沿著該第二分割線通過切割從該晶片上進(jìn)行分割的。
在這種情況下，理想情況為，該芯片被構(gòu)成為矩形形狀，其具有與該第二分割線平行的縱向，從該晶片上分割該芯片的切割是沿著該第二分割線進(jìn)行的，和與該第一分割線平行的橫向，從該晶片上分割該芯片的蝕刻是沿著該第一分割線進(jìn)行的。
而且，理想的情況為，該硅晶片為(110)晶向，該芯片是由該硅晶片形成的，并且通過蝕刻從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割的該第一分割線平行于該硅晶片的<112>方向。
而且，理想的情況為，該噴射頭包括一個(gè)提供液腔的液腔形成元件、一個(gè)提供噴嘴的噴嘴形成元件、一個(gè)提供電極的電極形成元件，并且該芯片至少形成該液腔形成元件、該噴嘴形成元件和該電極形成元件之一。
再有，理想的情況為，該芯片沒有在該第一分割線和該第二分割線的交點(diǎn)處設(shè)置任何橋接部分。
為了解決上述問題，本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法包括步驟沿著平行于該硅晶片的該第一方向的第一分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行蝕刻，以沿著該第一分割線將多個(gè)芯片彼此分割；和沿著平行于該硅晶片的該第二方向的第二分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行切割，以沿著該第一和第二分割線從該硅晶片上分割多個(gè)該芯片。
理想的情況為，該多個(gè)芯片的每一個(gè)被構(gòu)成為矩形形狀，其具有與該第二分割線平行的縱向，在該方向上該芯片是通過切割步驟從該硅晶片上分割的，和與該第一分割線平行的橫向，在該方向上該芯片是通過蝕刻步驟從該硅晶片上分割的。
在這種情況下，理想的情況為，該硅晶片為(110)晶向，以矩形形狀構(gòu)成的該多個(gè)芯片排布在該硅晶片中，并且用于通過蝕刻步驟從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割的該第一分割線平行于該硅晶片的<112>方向。
在這種情況下，理想的情況為，將用于通過蝕刻步驟從該硅晶片上分割該多個(gè)芯片的該第一分割線的寬度設(shè)置為1微米或更大。
為了解決上述問題，本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法包括步驟沿著平行于該硅晶片的該第一方向的第一分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行蝕刻，以沿著該第一分割線從該硅晶片上分割多個(gè)芯片；和沿著平行于該硅晶片的該第二方向的第二分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行切割，以沿著該第一和第二分割線從該硅晶片上分割多個(gè)該芯片。在該制造方法中，該蝕刻步驟是如此進(jìn)行的在該蝕刻步驟之后各個(gè)獨(dú)立的芯片并沒有完全分離，并且該切割步驟是如此進(jìn)行的在該切割步驟之后，各個(gè)獨(dú)立的芯片完全分離了。
理想的情況為，將該多個(gè)芯片排列成與該硅晶片的該第一方向平行的一組芯片列，從而該芯片的相鄰列的該第一分割線在平行于該第二分割線的方向上是錯(cuò)開的。
在這種情況下，理想的情況為，將該第二分割線設(shè)置為該多個(gè)芯片之一的該第二分割線在該硅晶片內(nèi)具有大到足以伸展到該多個(gè)芯片之一的相鄰芯片的范圍的寬度。
而且，理想的情況為，該多個(gè)芯片從該硅晶片上分割，在該第一分割線和該第二分割線之間的交點(diǎn)處沒有任何橋接部分。
理想的情況為，通過同時(shí)從該硅晶片的頂面和底面進(jìn)行蝕刻來進(jìn)行該蝕刻步驟，以在該硅晶片內(nèi)形成該第一分割線。
理想的情況為，在形成頭部件芯片的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，進(jìn)行蝕刻步驟，以通過蝕刻在該硅晶片內(nèi)形成該第一分割線。
為解決上述問題，本發(fā)明的微型器件包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的芯片，并且以相似于本發(fā)明液滴噴射頭中的頭部件芯片的方式來提供該硅晶片。在該微芯片中，第一和第二分割方法是彼此不同的，并且是從切割、蝕刻、噴砂處理、線鋸處理、噴水處理和激光處理中選取的。
按照本發(fā)明的液滴噴射頭，頭部件芯片是通過沿著平行于該硅晶片的該第一方向的第一分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行蝕刻并通過沿著平行于該硅晶片的該第二方向的第二分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行切割而形成的。能夠與其它部件容易地定位。在硅晶片上排布芯片的自由度得以提高，并且從硅晶片上得到的芯片的數(shù)量得到了增加。這樣，提高了產(chǎn)量，并且實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法，在硅晶片上排布芯片的自由度得以提高，并且從硅晶片上得到的芯片的數(shù)量得到了增加，提高了產(chǎn)量，并且實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的微型器件，該微型設(shè)備安裝了一種本發(fā)明的液滴噴射頭，從硅晶片上得到的芯片的數(shù)量得到了增加。這樣，提高了產(chǎn)量，并且實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的噴墨頭，該噴墨頭是作為一種本發(fā)明的液滴噴射頭來提供的，從而該噴墨頭的生產(chǎn)效率能夠得以提高，從而實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的墨盒，將向噴墨頭供墨的墨罐和噴射墨滴的噴墨頭形成為一體，并且本發(fā)明的液滴噴射頭是作為噴墨頭來提供的。該墨盒的生產(chǎn)效率能夠得以提高，從而實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的噴墨打印設(shè)備，本發(fā)明的液滴噴射頭是作為噴射墨滴的噴墨頭來提供的，從而該噴墨打印設(shè)備的生產(chǎn)效率能夠得以提高，從而實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。


圖1是本發(fā)明液滴噴射頭第一優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭的立體分解圖。
圖2是沿著平行于液腔橫向的直線截取的第一實(shí)施例噴墨頭的截面圖。
圖3是表示用于說明本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第一優(yōu)選實(shí)施例的晶片上的芯片排布方式的示意圖。
圖4是表示從晶片分割出來?xiàng)l形芯片的示意圖。
圖5是沿著圖3中的直線A-A截取的芯片截面圖。
圖6是表示用于說明第一優(yōu)選實(shí)施例制造方法的另一個(gè)例子的晶片上的芯片排布方式的示意圖。
圖7是表示用于說明本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第二優(yōu)選實(shí)施例的硅晶片上的芯片排布方式的示意圖。
圖8是沿著圖7給出的線B-B截取的晶片截面圖。
圖9是表示從圖7的晶片上分割出來的條形芯片的示意圖。
圖10是表示用于說明本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第三優(yōu)選實(shí)施例的硅晶片上的芯片排布方式的示意圖。
圖11是表示用于說明本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第四優(yōu)選實(shí)施例的硅晶片上的芯片排布方式的示意圖。
圖12是表示構(gòu)成蝕刻分割線的圖案的放大圖。
圖13是表示構(gòu)成蝕刻分割線的另一種圖案的放大圖。
圖14是用于解釋在芯片分割中產(chǎn)生楔形殘留的示意圖。
圖15是表示用于說明本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第五優(yōu)選實(shí)施例的硅晶片上的芯片排布方式的示意圖。
圖16是用于解釋在晶片內(nèi)形成蝕刻分割線的方法的硅晶片截面圖。
圖17是用于解釋在晶片內(nèi)形成蝕刻分割線的方法的另一實(shí)施例的硅晶片截面圖。
圖18是本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第六優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
圖19是本發(fā)明液滴噴射頭第二優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭的立體分解圖。
圖20是沿著平行于隔板縱向的直線截取的第二優(yōu)選實(shí)施例噴墨頭的截面圖。
圖21是沿著平行于隔板橫向的直線截取的第二優(yōu)選實(shí)施例噴墨頭的截面圖。
圖22是本發(fā)明液滴噴射頭第三優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭的透視圖。
圖23是表示第三優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭的通路形成襯底的透視圖。
圖24是本發(fā)明的墨盒的透視圖。
圖25是本發(fā)明的噴墨打印設(shè)備的機(jī)械部分的立體透視圖。
圖26是本發(fā)明的噴墨打印設(shè)備的機(jī)械部分的截面圖。
圖27是用于解釋硅晶片上傳統(tǒng)的芯片排列的示意圖。
圖28是表明晶片上的芯片排列的示意圖，用于對(duì)本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第七優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖29是用于解釋圖28的晶片分割方法的示意圖。
圖30是表明在形成切口之前晶片上的芯片布局的示意圖。
圖31是用于說明在圖30的狀態(tài)下進(jìn)行芯片分割時(shí)出現(xiàn)的問題的晶片截面圖。
圖32是表明在形成切口之前晶片上的芯片布局的示意圖。
圖33是用于解釋已形成切口的芯片部分從晶片分割開的狀態(tài)示意圖。
圖34是用于解釋切口的寬度的芯片示意圖。
圖35是用于解釋切口的長度的芯片截面圖。
圖36是表明晶片上的芯片布局的示意圖，用于對(duì)本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第八優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖37是沿著圖36中示出的直線A-A截取的晶片截面圖。
圖38是表明晶片上的切口部分的示意圖，用于解釋本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第九優(yōu)選實(shí)施例。
圖39是當(dāng)通過從基片的一側(cè)進(jìn)行蝕刻形成切口時(shí)沿圖38中所示的B-B直線截取的晶片截面圖。
圖40是當(dāng)通過從基片的兩側(cè)進(jìn)行蝕刻形成切口時(shí)沿圖38中所示的B-B直線截取的晶片截面圖。
圖41是用于解釋切口的形成方法的晶片截面圖。
圖42是表明晶片上的芯片布局的圖，用于對(duì)本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第十優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖43是相當(dāng)于圖42的晶片中一個(gè)芯片大小的芯片的放大圖。
圖44是表明晶片上的芯片布局的示意圖，用于對(duì)本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第十一優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖45是相當(dāng)于圖44的晶片中一個(gè)芯片大小的芯片的放大圖。
圖46是作為圖44所示實(shí)施例的變形的、相當(dāng)于晶片中單芯片大小的芯片的放大圖。
圖47是作為圖44所示實(shí)施例的變形的、相當(dāng)于晶片中單芯片大小的芯片的放大圖。
圖48是當(dāng)使用(100)晶向的硅晶片的槽的截面圖。
圖49是當(dāng)使用(110)晶向的硅晶片時(shí)圖45中橫向上的槽的截面圖。
圖50是用于說明通過各向異性蝕刻得到的圖案的示意圖。
圖51是用于解釋當(dāng)排列了兩個(gè)平行四邊形的圖案時(shí)的第一個(gè)例子的示意圖。
圖52是用于解釋當(dāng)排列了兩個(gè)平行四邊形的圖案時(shí)的第二個(gè)例子的示意圖。
圖53表示用于說明本發(fā)明墨滴噴射頭制造方法的第十二優(yōu)選實(shí)施例的晶片上的芯片排布圖。
圖54表示用于解釋從一側(cè)進(jìn)行各向異性蝕刻形成構(gòu)成分割線的圖案的例子的晶片截面圖。
圖55表示用于解釋從兩側(cè)進(jìn)行各向異性蝕刻形成構(gòu)成分割線的圖案的例子的晶片截面圖。
圖56表示用于解釋從兩側(cè)進(jìn)行各向異性蝕刻形成構(gòu)成分割線的圖案的另一個(gè)例子的晶片截面圖。
圖57是用于說明制造方法的第一個(gè)例子的流程圖，此時(shí)芯片結(jié)構(gòu)與另一個(gè)襯底接合在一起。
圖58是用于說明制造方法的第二個(gè)例子的流程圖，此時(shí)芯片結(jié)構(gòu)與另一個(gè)襯底接合在一起。
圖59是用于說明制造方法的第三個(gè)例子的流程圖，此時(shí)芯片結(jié)構(gòu)與另一個(gè)襯底接合在一起。
圖60是本發(fā)明液滴噴射頭第四優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭的立體分解圖。
圖61是沿著與隔板縱方向平行的直線截取的第四優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭的截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照?qǐng)D說明本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的。
首先，將參照?qǐng)D1和圖2對(duì)本發(fā)明液滴噴射頭的第一優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭進(jìn)行說明。
圖1表示本實(shí)施例的噴墨頭。圖2是本實(shí)施例的噴墨頭沿著平行于液腔橫向的直線截取的截面圖。
這個(gè)實(shí)施例的噴墨頭包括通路形成襯底1(液腔襯底)，它是一個(gè)由單晶硅形成的液腔形成元件，并且該液腔形成元件充當(dāng)芯片結(jié)構(gòu)。
該噴墨頭包括與通路形成襯底1的底面相接合的隔板2以及與通路形成襯底1的頂面相接合的噴嘴板3。
該噴墨頭包括向加壓液腔6供給墨水的公共液腔8，該加壓液腔6是與噴射墨滴的噴嘴5相連通的通路(墨水液腔)，并且形成了穿過墨水供給路徑用作阻流部分的加壓液腔6。在隔板2的外側(cè)(液腔6一側(cè))，為與每個(gè)加壓液腔6相對(duì)應(yīng)的壓電器件12設(shè)置了一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置并接合在那里。每個(gè)壓電器件12接合在底部襯底13上。沿著壓電器件12序列的外周，有一個(gè)間隔元件14接合在底部襯底13上。
此外，在壓電器件12之間布置了象壓電器件一樣的柱元件15。壓電器件12是通過交替地堆疊壓電材料層和內(nèi)部電極而形成的。
在本實(shí)施例中，可以采用通過利用d33方向上的位移對(duì)加壓液腔6中的墨水進(jìn)行加壓的組合結(jié)構(gòu)，其中d33方向?yàn)閴弘娖骷?2的壓電效應(yīng)方向。而且，也可以采用通過利用d31方向上的位移對(duì)加壓液腔6中的墨水進(jìn)行加壓的組合結(jié)構(gòu)，其中d31方向?yàn)閴弘娖骷?2的壓電效應(yīng)方向。
通路形成襯底1是使用堿性蝕刻液對(duì)具有晶向(110)的單晶硅襯底進(jìn)行各向異性蝕刻而形成的，其中堿性蝕刻液為諸如氫氧化鉀(KOH)水溶液之類的蝕刻液。在襯底1上形成通孔來實(shí)現(xiàn)各個(gè)加壓液腔6，并且在襯底1上形成通孔來實(shí)現(xiàn)公共液腔8。各個(gè)加壓液腔6由分隔壁劃分開來。
隔板2是由鎳金屬板形成的，并且是由電鍍形成法生產(chǎn)的。噴嘴板3是這樣制備的，相應(yīng)于每個(gè)加壓液腔6形成一個(gè)具有10-30微米直徑的噴嘴5，并且借助粘合劑將其粘接在通道形成襯底1上。
可以使用諸如不銹鋼和鎳鋼這樣的金屬組合、金屬和諸如聚酰亞胺樹脂膜或硅樹脂這樣的樹脂的組合，或其它包含這些材料的組合，都可以作為噴嘴板3的原料。
而且，為了保證墨水的抗水性，使用公知的方法在噴嘴側(cè)面(噴射方向上的噴射側(cè)表面)上形成了防水膜，例如使用電鍍、涂覆或防水劑涂覆方法。
在本實(shí)施例的噴墨頭中，當(dāng)20-50V的脈沖驅(qū)動(dòng)電壓選擇性地施加到壓電器件12上時(shí)，該壓電器件12在堆疊方向上發(fā)生位移。隔板2也將會(huì)在朝向噴嘴5的方向上發(fā)生位移，從而借助加壓液腔6的容積的變化對(duì)加壓液腔6中的墨水進(jìn)行加壓，以致墨滴從噴嘴5中噴出。
隨著墨滴的噴出，加壓液腔6中的液壓能力下降，并且依據(jù)此時(shí)墨水流動(dòng)的慣性，在加壓液腔6中產(chǎn)生了一定的負(fù)壓。
通過將施加給壓電器件12的電壓轉(zhuǎn)為關(guān)閉狀態(tài)，隔板2返回到初始位置并且加壓液腔6恢復(fù)到初始形狀，從而進(jìn)一步產(chǎn)生了負(fù)壓。
此時(shí)，墨水從進(jìn)墨通道通過墨水供給路徑充滿了加壓液腔6，該墨水供給路徑是公共液腔和阻流部分。
然后，在噴嘴5的墨水彎月面振動(dòng)進(jìn)而穩(wěn)定了之后，向壓電器件12施加脈沖驅(qū)動(dòng)電壓，以進(jìn)行下一次墨滴噴射，從而墨滴從噴嘴5中噴出。
采用本發(fā)明的制造方法而可以生產(chǎn)出通路形成襯底1，該通路形成襯底1包括形成噴墨頭中的液腔6和公共液腔8的硅襯底。
下面將參照?qǐng)D3到圖5給出本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第一優(yōu)選實(shí)施例。
為了解釋本實(shí)施例的制造方法，圖3給出了一種硅晶片20上的芯片排布方式。圖3的晶片20中的芯片21構(gòu)成了上面提到的噴墨頭的通路形成襯底1。圖4表示從晶片20分割出來?xiàng)l形芯片。圖5是沿著圖3中的直線A-A截取的芯片截面圖。
在本實(shí)施例中，使用了(100)晶向的硅晶片20。如圖3所示，芯片21橫向上的分割線是由各向異性蝕刻得到的蝕刻分割線22，而圖3中用虛線給出的縱向分割線是通過切割得到的切割分割線23。
如圖5所示，在硅晶片20上形成有諸如二氧化硅和氮化硅之類的耐蝕刻層24，并且它是使用光刻技術(shù)根據(jù)蝕刻分割線的形狀形成圖案的，并且最后將會(huì)將其除去。
蝕刻分割線22的圖案是與硅晶片的<110>方向相平行地形成的。
然后，使用諸如氫氧化鉀(KOH)水溶液、TMAH(四甲基銨水溶液)、EDP(乙二胺鄰苯二酚)或氫氧化鋰(LiOH)之類的堿性液體對(duì)耐蝕刻層24蝕刻出開口。
在這種情況下，在使用堿性液體對(duì)(100)晶向的硅晶片進(jìn)行的各向異性蝕刻中，形成了與晶片表面成54.7度角的具有(111)方向的楔形表面25。
當(dāng)兩個(gè)楔形表面25相遇時(shí)，形成了V形槽，并且蝕刻將不再繼續(xù)進(jìn)行。
V形槽的深度是由圖線的寬度預(yù)先決定的，并且需要根據(jù)晶片的厚度和所需的殘余部分的數(shù)量對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。
通過沿著與蝕刻分割線22垂直的切割分割線23對(duì)晶片20(其上已經(jīng)形成了蝕刻分割線22)進(jìn)行切割，產(chǎn)生了圖4中所示的條形芯片26。
由于已經(jīng)形成了蝕刻分割線22，通過施加應(yīng)力就能夠?qū)崿F(xiàn)條形芯片26的斷裂，所以，能夠輕松地將條形芯片26分割為單獨(dú)的芯片21。
按照本實(shí)施例，在圖3和圖4中，晶片是通過切割在縱向上分割為芯片21的。從而可以將芯片邊緣的精度保持在較高的程度，于是可以使在將芯片定位到與芯片相接的其它部分上時(shí)的精度保持在較高的程度。
而且，芯片的橫截面不會(huì)變?yōu)樾ㄐ蔚亩秦Q直的，從而在定位的時(shí)候不會(huì)發(fā)生芯片的破裂。
再有，晶片是通過蝕刻在橫向上分割為芯片的，這使得芯片在晶片上排布的自由度得以增大，并且從晶片上生產(chǎn)出來的芯片的數(shù)量要比圖27中所示的傳統(tǒng)的芯片排布方式多。
而且，使用條形芯片26能夠容易地實(shí)現(xiàn)與蝕刻分割線22成一條直線的斷裂，從而防止了例如在使用晶片進(jìn)行斷裂時(shí)所造成的破壞，從而使產(chǎn)量得到提高。
得到高速噴墨打印設(shè)備的一種方法是增加噴墨頭的噴嘴的數(shù)量，從而由于噴嘴數(shù)量的增加，要將噴墨頭芯片構(gòu)造為細(xì)長的形狀。
在這種矩形芯片的情況下，如圖6所示，希望通過蝕刻分割線22按照芯片21的短邊的方向使用蝕刻分割，并且通過切割分割線23按照芯片21的長邊的方向使用切割分割。
當(dāng)通過切割將其變?yōu)闂l形芯片時(shí)，蝕刻分割線22已經(jīng)形成在芯片21的短邊上了，從而能夠輕松地完成斷裂。芯片幾乎不會(huì)發(fā)生損壞從而產(chǎn)量得到了提高。
而且，在將矩形芯片21定位到其它部件上時(shí)，如果在芯片的縱向上進(jìn)行定位，則可以將精度保持為較高的程度。
因此，通過在芯片的長邊的方向上使用切割來分割晶片，能夠?qū)⒎指罹€的精度保持在較高的程度上，并且橫截面也是豎直的，從而將精度保持在較高的程度上。
接下來，將參照?qǐng)D7到圖9對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第二優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行介紹。
為了解釋本實(shí)施例的制造方法，圖7給出了一種硅晶片30上的芯片排布方式。圖8是沿著圖7給出的線B-B截取的晶片截面圖。圖9表示從圖7的晶片上分割出來的條形芯片。
在本實(shí)施例中，使用了(100)晶向的硅晶片30。
如圖7所示，在(110)晶向的硅晶片30的<112>方向上形成了蝕刻分割線32。
在(110)晶向的硅晶片30中，通過<112>方向的圖案可以形成垂直于晶片側(cè)面的面(111)。
因此，如果不像(100)晶向的硅晶片蝕刻為V形槽那樣終止蝕刻，并且延長蝕刻時(shí)間，蝕刻分割線將會(huì)穿透晶片的底部。
因此，通過在<112>方向上形成蝕刻分割線32，可以將蝕刻分割線32的寬度做得很小，從而可以有效地利用晶片的面積。
而且，如圖7和圖8所示，蝕刻分割線32被制成為間斷線。
即使通過這種方式蝕刻分割線穿透了晶片的側(cè)面，也能夠形成橋接33并且維持在芯片21之間。
進(jìn)行了切割之后得到了條形芯片36并且通過對(duì)芯片21之間的橋接施加應(yīng)力并發(fā)生斷裂將晶片分割為各個(gè)芯片21。
此外，在晶片30的背部，仍然在穿透部分處保留有抗蝕刻膜24。
由于厚度為數(shù)十納米-大約2微米，所以達(dá)到芯片保持原狀程度不成問題。
在通過各向異性蝕刻形成了蝕刻分割線32之后，需要將抗蝕刻膜24除去，當(dāng)殘留在開口中的抗蝕刻膜24破裂時(shí)，會(huì)出現(xiàn)這樣的問題在斷裂的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生顆粒。
而且，在使用(110)晶向的晶片的情況下，由于一條直線上的蝕刻形狀為具有70.5度角或54.7度角的平行四邊形和六邊形，所以無法形成具有交叉垂直于<112>方向的方向的蝕刻分割線。
雖然在交叉垂直于<112>方向的方向上形成蝕刻分割線時(shí)，可以將小圖案按順序排列形成，但是在這種情況下，芯片的邊緣還是會(huì)形成為鋸齒狀。
然后，由于蝕刻分割線是在<112>方向上形成的，在該方向上通過蝕刻得到了直線，并且切割是在與<112>方向垂直的方向上進(jìn)行分割的，所以所形成的芯片邊緣在這里具有足夠的精確度。
而且，為了能夠使在噴墨頭中在一條直線上高密度地形成液腔，利用(110)晶向的硅襯底垂直地形成液腔分隔壁是很有效的。
為了垂直地形成液腔的分隔壁，液腔使直邊的方向與硅晶片的<112>方向相同，形成它，并在垂直于<112>方向的方向上安排許多液腔。
從而，芯片形狀變?yōu)殚L邊在垂直于<112>方向的方向上的矩形形狀。
按照本實(shí)施例，由于芯片直邊的方向是由切割分割出來的，所得到的芯片的長邊的邊緣可以具有足夠的精度，并且能與其它部件接合、夾緊等等，并且能夠以足夠的精度進(jìn)行定位。
再有，在使用(110)晶向的硅晶片的時(shí)候，芯片分割線的寬度在理論上可以制造得無限小。
不過，如果在進(jìn)行各向異性蝕刻的時(shí)候產(chǎn)生了氣泡，并且這些氣泡滯留在狹小的槽中，蝕刻液就再也無法進(jìn)入槽中了，從而蝕刻將無法繼續(xù)進(jìn)行。
為了不在槽中滯留氣泡，就芯片分割線32的寬度來說，希望其為3微米或更大。
通過在蝕刻過程中使用施加超聲波的機(jī)械裝置強(qiáng)制性地驅(qū)出窄槽中的小氣泡，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)更窄的槽的蝕刻，并且加快了液體在槽中的流通，從而在這種情況下，1微米或大于1微米的槽也是可以接受的。
下面，將參照?qǐng)D10對(duì)本發(fā)明液滴噴射頭制造方法的第三優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
為了解釋本實(shí)施例的制造方法，圖10給出了一種硅晶片30上的芯片排布方式。
在本實(shí)施例中，晶片是被徹底地分割的，并且是在進(jìn)行了沿著切割分割線將其分割的切割之后，沿著通過蝕刻形成的蝕刻分割線實(shí)現(xiàn)分離。就是說，在前面的第二優(yōu)選實(shí)施例中所提到的橋接部分34是位于蝕刻分割線32和切割分割線33的交點(diǎn)處的。
當(dāng)完成了切割，將芯片31從晶片上分割下來時(shí)，蝕刻分割線32上的橋接也通過切割一起切斷了，從而當(dāng)切割完成了時(shí)芯片分割也完全完成了。
在本實(shí)施例中，橋接34具有比切割分割線33的寬度窄的理想寬度，并且由于不會(huì)通過切割在芯片31邊緣處產(chǎn)生橋接34的殘留，因此本實(shí)施例的制造方法能夠防止在后續(xù)工藝中由于橋接的殘留而造成在芯片上產(chǎn)生顆粒。
下面，將參照?qǐng)D11對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第四優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
為了解釋本實(shí)施例的制造方法，圖11給出一種硅晶片30上的芯片排布方式。
類似地，在本實(shí)施例中，晶片是徹底分離的，并且在進(jìn)行了切割以將其沿著切割分割線分割之后，沿著由蝕刻形成的蝕刻分割線完成分離。芯片21是以平行于硅晶片30的第一方向的一組芯片列的方式排布的，從而相鄰芯片列的第一分割線32在平行于第二分割線33的方向上是錯(cuò)開的。
這樣，由于通過這種排布方式蝕刻分割線32不會(huì)變?yōu)殚L直線，能夠防止蝕刻分割線32形成之后晶片的硬度增加，防止在晶片運(yùn)送過程中由于通過蝕刻分割線發(fā)生斷裂而對(duì)晶片造成破壞。
在這種情況下，不是所有相鄰的芯片列都必須完全錯(cuò)開，而是根據(jù)晶片硬度、芯片形狀或芯片尺寸對(duì)芯片排列方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)就足夠了。
下面，將參照?qǐng)D12到圖14對(duì)蝕刻分割線32和切割分割線33之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖12是圖10中的橋接部分28的放大圖，而圖13是圖11中的橋接部分28的放大圖。
在硅晶片(110)晶向的情況下，如圖12或圖13所示，蝕刻形狀為平行四邊形或六邊形。
成為平行四邊形還是六邊形取決于所使用的蝕刻掩模的形狀。
(111)方向的楔形表面40出現(xiàn)在端部，在圖12和圖13中用陰影線表示，并且每個(gè)楔形表面40的長度與硅晶片的厚度T成比例，表示為 T。
硅晶片在41的部分內(nèi)由蝕刻穿透。
在圖12和圖13中，虛線表示切割分割線33，并且該切割分割線33的寬度在寬度B和寬度C之間變化，取決于切割刀具的寬度。
圖12和圖13中所給出的切割分割線33的寬度B和寬度C僅用作比較舉例，而并不局限于所示出的寬度。
當(dāng)切割分割線33的寬度等于“B”時(shí)，在分割完成的芯片外周上不會(huì)殘留楔形表面40的任何部分。然而，當(dāng)切割分割線33的寬度等于“C”時(shí)，在分割完成的芯片的邊緣上會(huì)留有圖14中所示的楔形表面40的楔形殘留42。
由于這些楔形殘留42充當(dāng)了芯片21的尖點(diǎn)邊緣，因此有可能在下一道工藝中對(duì)芯片造成傷害并且可能會(huì)產(chǎn)生顆粒。
是否將會(huì)留有楔形殘留42是由晶片的厚度T和切割刀具的厚度決定的。
晶片的厚度并不是根據(jù)既不破壞設(shè)計(jì)和晶片也不破壞芯片的條件得來的，而是幾乎不能自由地選擇。
然后，將參照?qǐng)D15對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第五優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，蝕刻分割線32是延長到與其鄰接的芯片21而形成的。
通過這樣做，在后面的處理中沒有由于切割產(chǎn)生的楔形殘留，能夠防止芯片遭到損壞，并且不會(huì)產(chǎn)生顆粒。
由于將蝕刻分割線32延長到鄰接的芯片，所以還會(huì)在相鄰的芯片21中形成蝕刻分割線32的挖塊，雖然如此，在將芯片21用作噴墨頭的情況下，其外周還是精密的，這根本就不會(huì)成為問題。
而且，在對(duì)晶片進(jìn)行的斷續(xù)切割中，作為可選擇的方案，切割刀具進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，并能夠在晶片側(cè)面內(nèi)切掉一部分，由于刀具是圓形的，所以晶片上下表面的切割面的直線長度是不同的。
當(dāng)使用斷續(xù)切割形成本實(shí)施例的蝕刻分割線時(shí)，通過使分割線的一部分進(jìn)入鄰接的芯片，能夠消除掉晶片的上下表面的切削面邊線之間的差距。
下面，參照?qǐng)D16對(duì)晶片的蝕刻分割線的形成方法進(jìn)行說明。
圖16是用于解釋在晶片內(nèi)形成蝕刻分割線的方法的硅晶片截面圖。
楔形面40形成在左右兩端，此時(shí)圖16(a)表示沿著圖12的直線C-C的橫截面并且蝕刻分割線32是通過從晶片30的一側(cè)進(jìn)行蝕刻而形成的。
另一方面，圖16(b)表示對(duì)抗蝕刻層24進(jìn)行了圖案化、從兩側(cè)對(duì)晶片30進(jìn)行了蝕刻并且在其兩側(cè)中形成了蝕刻分割線32的情況。
由于變成了通過從兩側(cè)進(jìn)行蝕刻直到穿透晶片30進(jìn)行挖深而得到的深度，所以從一側(cè)進(jìn)行一半蝕刻就足夠了，因此楔形部分40的長度變成了一半，并且沒有圖14中所示的楔形殘留42，能夠防止在后面的處理中的楔形殘留的殘余，并且不會(huì)產(chǎn)生顆粒。
在這種情況下，如果在楔形面從兩側(cè)彼此匯合之后進(jìn)一步進(jìn)行蝕刻，則可以繼續(xù)進(jìn)行楔形面的蝕刻，從而如圖17所示，最終楔形部分40也完全消失了。
下面，參照?qǐng)D18對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第六優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
本圖是沿著晶片的液腔的陣列方向的橫截面圖，并且為了簡便只示出了晶片上的一個(gè)芯片部分。
在本實(shí)施例中，致力于通過形成液腔6和公共液腔8同時(shí)形成蝕刻分割線32而縮短了處理過程，由于液腔6、公共液腔8等是通過各向異性蝕刻形成的。
如圖18(a)所示，將作為抗蝕刻層24a和24b的氮化硅形成在(110)晶向的硅晶片30的兩側(cè)上。
如圖18(b)所示，按照液腔圖案52、公共液腔圖案和蝕刻分割線53的形狀通過光刻法和干蝕刻在頂部上進(jìn)行抗蝕刻層24a的圖案化。
如圖18(c)所示，按照液腔圖案54、公共液腔圖案和蝕刻分割線圖案55的形狀采用同樣的方法在底部進(jìn)行抗蝕刻層24b的圖案化。
此時(shí)為了復(fù)制頂部上的圖案和位置進(jìn)行了IR定位。
然后，在80攝氏度的溫度下使用35wt％的氫氧化鉀水溶液進(jìn)行各向異性蝕刻。
此時(shí)，由于使用了(110)晶向的硅晶片，如圖18(d)所示，挖塊是在豎直方向上形成的。
如果進(jìn)一步繼續(xù)進(jìn)行蝕刻，將會(huì)穿透晶片，并且如圖18(e)所示，將會(huì)形成液腔6、公共液腔和蝕刻分割線32。
這樣，通過與液腔和公共液腔同時(shí)形成蝕刻分割線的圖案，并同時(shí)進(jìn)行蝕刻，在形成液腔和公共液腔的同時(shí)，蝕刻分割線也同步地形成了，這樣能夠在不需要用于形成蝕刻分割線的專門處理的情況下進(jìn)行生產(chǎn)，從而能夠降低成本。
在本實(shí)施例中，雖然橫截面是豎直的，直線精度很好并且作為實(shí)例提出了切割作為具有足夠定位精度的分割方法，但是噴射清理、線鋸、水噴射等等皆可用作實(shí)現(xiàn)全部或部分優(yōu)點(diǎn)的分割方法。
而且，雖然將各向異性蝕刻作為在晶片側(cè)面的局部內(nèi)形成分割線的方法的可供選擇的實(shí)例，并且使用各向異性蝕刻能夠形成具有足夠精度的窄槽，雖然這是適當(dāng)?shù)模亲鳛樾纬煞指罹€的其它可選方法，還可以使用使激光穿過的水激光法，而且還可以使用各向同性蝕刻、噴射清理、斷續(xù)切割、激光處理和水柱法中的任何方法。
下面，參照?qǐng)D19到21對(duì)作為本發(fā)明液滴噴射頭的噴墨頭的第二優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖19是本實(shí)施例的噴墨頭的立體分解圖。圖20是沿著平行于隔板的縱向的直線截取的本實(shí)施例的噴墨頭的截面圖。圖21是沿著平行于隔板的橫向的直線截取的本實(shí)施例的噴墨頭的截面圖。
本實(shí)施例的噴墨頭包括作為通路襯底61配備的液腔形成元件(第一襯底)。
它是一個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)，以堆疊的方式與作為元件的電極襯底63接合，并且作為第三襯底的噴嘴板64制備在通路襯底61的頂部。作為第二襯底的電極形成襯底制備在通路襯底61的底部。
液腔66也是墨水通路，為這些自由通路開有兩個(gè)或更多個(gè)噴嘴65，公共液腔68對(duì)從阻流部分67到液腔66形成的自由通路是開放的。
在通路襯底61中形成有形成了隔板70并且形成了用作液腔66的壁的表面以及該液腔66的底部的凹陷部分和將各個(gè)液腔66分隔開來的分隔壁71以及形成公共液腔78的凹陷部分。
在通路襯底71中，在(100)晶向的單晶硅襯底(硅晶片)的厚度(深度)方向上將硼作為高密度雜質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散，直至擴(kuò)散到與隔板一致的厚度，并利用高密度硼摻雜層作為蝕刻終止層進(jìn)行各向異性蝕刻，當(dāng)形成了用作液腔66的凹陷部分時(shí)，就得到了具有所需厚度的隔板70。
除了上面所說的硼之外，還可以使用鎵、鋁等等作為高密度p型雜質(zhì)。
而且，在高密度硼摻雜層中，除了硼之外，可以在硼的基礎(chǔ)上再包含具有大于硅的晶格常數(shù)的鍺，由此可以減小張應(yīng)力。
而且，還可以使用通過氧化物膜將主體襯底和有源層接合在一起的硅絕緣體(SOI)襯底作為通路襯底71。
在這種情況下，在主體襯底上切出凹陷部分，使其成為具有液腔66和公共液腔68的主體襯底，并將有源層襯底用作隔板70。
在電極襯底63中，形成了凹陷部分74，電極75與隔板70之間維持有預(yù)定的氣隙76，并且電極75與隔板70組成一對(duì)，電極75是形成在凹陷部分74的底部中的，并且在靜電力的作用下，隔板70變?yōu)橹聞?dòng)部分，從而通過電極75和隔板70的組合液腔66的容積發(fā)生了變化。
為了防止電極75與位于電極襯底73的電極75上方的隔板70接觸而對(duì)其造成損害，形成了厚度為0.1微米的絕緣層77，例如SiO2層。
形成有電極焊盤75a，其用于將電極75安裝得靠近電極襯底73的端部，并且形成有使電極焊盤75a與外部驅(qū)動(dòng)電路相連接的連接裝置。
電極襯底63僅僅在凹陷部分74中形成電極75，凹陷部分74是通過在玻璃襯底或單晶硅襯底上用HF水溶液等進(jìn)行蝕刻而得到的，在襯底表面上形成有熱氧化膜63a，在凹陷部分74中，使用諸如濺鍍、CVD和真空蒸鍍之類的隔膜形成技術(shù)以電極材料所需厚度形成具有高抗熱性的隔膜，例如氮化鈦，之后再形成光致抗蝕層并且進(jìn)行蝕刻。
使用諸如陽極板接合和直接接合這樣的方法，將電極襯底63和通路襯底61接合在一起。
摻雜了難熔金屬的多晶硅膜，諸如金屬材料，例如兩層結(jié)構(gòu)，例如，鎢表面膜和多晶硅膜，或金和鋁、Cr、鎳，這類在半導(dǎo)體器件的制造工藝中常用的材料，和Ti、TiN以及摻雜物，都能夠用于電極75。
在本例中，通過蝕刻在硅襯底中形成的具有0.4微米深度的凹陷部分74中，電極75是通過氮化鈦的濺鍍達(dá)到0.1微米的厚度而形成的，并且在其上形成厚度為0.1微米的濺鍍膜作為絕緣層77。
因此，在這個(gè)頭中，在將電極襯底63和通路襯底61接合在一起之后氣隙76的長度(隔板70和絕緣層77之間的間隔)為0.2微米。
而且，在噴嘴板64上形成有用于從外部向用作阻流部分67的噴嘴65的槽和公共液腔68供應(yīng)墨水的送墨口79，并且在噴射側(cè)上設(shè)置了防水涂層。
由于這個(gè)噴嘴板66具有金屬層的雙層結(jié)構(gòu)，所以可以使用例如金屬、例如通過鎳電鑄法制成的金屬電鍍膜、硅襯底和SUS、樹脂和氧化鋯等等。
噴嘴板64是通過粘合劑與通路襯底61接合在一起的。這樣，噴墨頭就按照上述方式制造完成了。
通過使用隔板70作為公共電極、電極75作為獨(dú)立電極，并且由驅(qū)動(dòng)IC(驅(qū)動(dòng)電路)在隔板70和電極75之間交替地施加驅(qū)動(dòng)電壓。
在隔板70和電極75之間產(chǎn)生的靜電力的作用下，隔板70在朝向電極75的一側(cè)上發(fā)生變形并進(jìn)行位移，并且通過對(duì)隔板70和電極75之間電荷的作用從這一狀態(tài)下進(jìn)行放電(驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)置為0)，隔板70發(fā)生變形恢復(fù)。
液腔66的容積(容積)/壓力發(fā)生了變化，從而使液滴從噴嘴65噴出。
下面，參照?qǐng)D22和圖23對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的第三優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭進(jìn)行說明。
圖22表示一個(gè)噴墨頭，它是本發(fā)明的液滴噴射頭的第三優(yōu)選實(shí)施例。圖23表示本實(shí)施例的噴墨頭的通路形成襯底。
本實(shí)施例的噴墨頭包括第一襯底81，它是通路形成元件(液腔形成元件)；和第二襯底82，它是加熱元件襯底，設(shè)置在第一襯底81的底部。
還形成有公共液腔通路88、加壓液腔通路86和噴嘴84，公共液腔通路88為加壓液腔通路86供給墨水，加壓液腔通路86是液體通路，與各個(gè)噴嘴84相連通以噴射墨滴。
墨水是從第一襯底81的送墨口90加入的，并且經(jīng)過公共液腔通路88和加壓液腔通路86從噴嘴84以滴狀噴出。
對(duì)于每個(gè)芯片單元，在硅晶片上，作為通路形成元件的第一襯底81形成有噴嘴84、加壓液腔86和公共液腔88，并且通過切割和蝕刻將這些組分芯片分割開。
公共電極92和獨(dú)立電極93用于在放熱電阻(電熱轉(zhuǎn)換元件)91上施加驅(qū)動(dòng)電壓，并且該放熱電阻91是形成在第二襯底82中的。
這樣，在本實(shí)施例的噴墨頭中，通過向獨(dú)立電極93交替地施加驅(qū)動(dòng)電壓，放熱電阻91產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生墨泡，發(fā)生了壓力變化，從而利用加壓液腔通路86中的墨水的壓力變化，從噴嘴84中噴出墨滴。
下面，參照?qǐng)D24對(duì)本發(fā)明的墨盒進(jìn)行說明。圖24表示按照本發(fā)明的墨盒。
在圖24的墨盒100中，為噴墨頭102供墨的墨罐103和具有用于噴射墨滴的噴嘴101的本發(fā)明的噴墨頭102是整體地形成為一體的。
這樣，在本實(shí)施例的情況下，噴墨頭的產(chǎn)品缺陷將會(huì)直接給整個(gè)墨盒帶來缺陷。按照本實(shí)施例，由于降低了切屑的殘留，能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)小墨滴噴射，并且墨盒的產(chǎn)量得到了提高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)墨盒的低成本生產(chǎn)。
下面，參照?qǐng)D25和26對(duì)裝有噴墨頭的噴墨打印設(shè)備的一個(gè)例子進(jìn)行說明，其中噴墨頭是本發(fā)明的液滴噴射頭。
圖25是本實(shí)施例的噴墨打印設(shè)備的機(jī)械部分的立體透視圖。圖26是該噴墨打印設(shè)備的機(jī)械部分的截面圖。
本實(shí)施例的噴墨打印設(shè)備包括主體部分111，打印機(jī)械裝置部分112設(shè)置于其中。在該打印機(jī)械裝置部分112中，設(shè)置有為噴墨頭供墨的墨盒、在主掃描方向上可移動(dòng)的托架、由本發(fā)明的噴墨頭構(gòu)成的并且設(shè)置于承載架之上的打印頭。
在主體部分111的下部，能夠在其中裝入數(shù)張打印紙113的送紙盒(或紙托盤)114可以從前端自由地插入或拔出。手工送紙盤115可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在前側(cè)面上，并且通過使用該手工送紙盤115，能夠?qū)⒋蛴〖?13手工地供給打印頭。
當(dāng)將打印紙113放在送紙盒114中或手工送紙盤115上時(shí)，打印紙113被從托盤114或115送入打印機(jī)械裝置部分112，從而通過打印機(jī)械裝置部分112在打印紙113上進(jìn)行圖像打印。此后，將打印紙113輸送到裝配在打印設(shè)備111的后側(cè)表面上的出紙盤116上。
在打印機(jī)械裝置部分112中，作為引導(dǎo)構(gòu)件，配備了水平地與左右側(cè)板相交的主引導(dǎo)桿121和從引導(dǎo)桿122。承載架123由引導(dǎo)構(gòu)件121和122保持在主掃描方向上(與圖26正交的方向)。
設(shè)置在承載架123上的打印頭124包括按照本發(fā)明的液滴噴射頭的噴墨頭，并且這些噴墨頭分別噴射黃色(Y)、青色(C)和黑色(Bk)墨滴。用于每種顏色的噴墨噴嘴排布在與主掃描方向相交的方向上，并且將墨滴噴射的方向轉(zhuǎn)向向下的方向。
而且，承載架123配備有各個(gè)獨(dú)立墨盒125，用于為打印頭124供給各種顏色的墨水。將每個(gè)墨盒125安裝得可以用新的墨盒更換該墨盒125。
每個(gè)墨盒125包括位于其上部的與大氣相通的進(jìn)氣口、位于其上部的向噴墨頭供墨的供墨出口和其中充滿了墨水的多孔物。
此外，本實(shí)施例中使用了帶有四種顏色的噴墨頭的打印頭124，不過也可以改為使用具有噴射各種顏色墨滴的噴嘴的單一打印頭。
承載架123可移動(dòng)地安裝在位于后端部分的主引導(dǎo)桿121的后側(cè)(打印紙運(yùn)送方向的下游一側(cè))，并且可移動(dòng)地安裝在位于前端部分的從引導(dǎo)桿122的后側(cè)(打印紙運(yùn)送方向的下游一側(cè))。
為了在主掃描方向上進(jìn)行承載架123的移動(dòng)掃描，在驅(qū)動(dòng)帶輪128和從動(dòng)帶輪129之間裝配有正時(shí)皮帶130，由此在掃描電機(jī)127的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。正時(shí)皮帶130裝在承載架123上，從而通過掃描電機(jī)127的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了承載架123的雙向驅(qū)動(dòng)。
另一方面，為了將裝在送紙盒114中的打印紙113傳送到打印頭124的下部端，裝配了從送紙盒114中對(duì)打印紙113進(jìn)行分離和送入的輸紙輥131、對(duì)打印紙113的運(yùn)送進(jìn)行引導(dǎo)的引導(dǎo)件133、反轉(zhuǎn)并供給打印紙113的輸送輥134、給定打印紙113從輸送輥135和輸送輥135送出的角度的前置輥136。
在送紙電機(jī)137的驅(qū)動(dòng)下，通過齒輪系對(duì)輸送輥134進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
打印插座件139設(shè)置在與承載架123的主掃描方向的連續(xù)范圍相應(yīng)的位置上。打印插座件139是打印紙113的引導(dǎo)構(gòu)件，通過該打印插座件139，將打印紙113從輸送輥134送出并由記錄頭124的下部端夾持。
為了在輸送方向上送出打印紙113，在打印紙輸送方向上，在打印插座件139的下游端，設(shè)置了與輸送輥141和支撐輥142共同使用的出紙輥143和支撐輥144，通過它們進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。并且，為了將打印紙113送出到出紙盤116上，布置了形成打印紙的輸送路徑的引導(dǎo)件145和146。
在打印的時(shí)候，承載架123通過依照?qǐng)D像信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行移動(dòng)，在打印位置上墨水噴射到打印紙頁面113上，并且圖像的一條線記錄在其上，然后在進(jìn)行了預(yù)定量的輸送之后，將下一條線記錄在打印紙113上。
通過接收到打印結(jié)束信號(hào)或打印紙113后端到達(dá)了打印區(qū)域的信號(hào)，打印操作停止并且將打印紙113送出。
在這種情況下，由于構(gòu)成打印頭124的本發(fā)明的噴墨頭的可控性使墨滴噴射得到了改善并且使性質(zhì)波動(dòng)得到了抑制，所以其性質(zhì)是穩(wěn)定的并且能夠?qū)Ω弋嬅嫫焚|(zhì)的圖片進(jìn)行記錄。
而且，在與記錄區(qū)域分開直到承載架123移動(dòng)方向的右端的端部的位置上，配置了用于彌補(bǔ)打印頭124的不良噴射的收集裝置147。
收集裝置147具有遮蓋裝置、吸收裝置和清洗裝置。
在打印待機(jī)期間，打印頭124移動(dòng)到收集裝置147一側(cè)，并且在打印頭124中使用遮蓋裝置進(jìn)行對(duì)承載架123的遮蓋，從而通過將排出部分保持為潮濕的狀態(tài)防止了由于墨水干結(jié)而造成的不良噴射。
而且，通過在打印操作期間進(jìn)行與打印無關(guān)的墨水噴射，能夠修正所有噴嘴的墨水粘度，從而保持穩(wěn)定的性能。
當(dāng)不良噴射發(fā)生時(shí)，用遮蓋裝置將打印頭124的排出部分(噴嘴)密封住，使用吸收裝置通過內(nèi)部管道將氣泡等與墨水一起從排出部分中吸出，附著在排出端面上的墨水、灰塵等等通過清洗裝置去除，從而使不良噴射恢復(fù)正常。
而且，將所吸收下來的墨水收集到按照在主體部分的下部的廢墨儲(chǔ)存器(未示出)中，并且這種吸收保存是由廢墨儲(chǔ)存器的墨水吸收器進(jìn)行的。
這樣，由于在這種噴墨打印設(shè)備中安裝了由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的低成本噴墨頭，因此能夠?qū)崿F(xiàn)打印設(shè)備的低成本生產(chǎn)。
下面，參照?qǐng)D28和29對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第七優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
為了解釋本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第七優(yōu)選實(shí)施例，在圖28中給出了硅晶片220上的芯片排布方式。圖29是用于解釋條形芯片從硅晶片220上的分割方法的示意圖。
本實(shí)施例是通過在使用(100)晶向的硅晶片220的情況下的實(shí)例而給出的。
在圖28中，是這樣構(gòu)成的通過在橫向分割線222和縱向分割線223的位置上對(duì)硅晶片220進(jìn)行分割可以得到兩個(gè)或多個(gè)條形芯片221。
在這種情況下，可以將其看做是這樣的布局一個(gè)分割線(縱向分割線223)的至少1個(gè)序列(在圖中為左右兩列)的芯片和相同芯片221的序列與另一側(cè)的分割線(橫向分割線222)相平行地移動(dòng)為其他芯片序列，并由此使其構(gòu)成。
在本實(shí)施例中，在硅晶片220的縱向方向的分割線222的一部分上通過激光等形成了穿透硅晶片220的切口224。
此外，在圖28中，分割線222和切口224是如圖所示那樣重疊的，這是為了闡明切口224的位置。
如圖29所示，斷續(xù)切割通過與橫向分割線222相應(yīng)的切割分割線225(粗線)進(jìn)行分割，并且通過切割與縱向分割線23相應(yīng)的切割分割線226(虛線)將硅晶片220分割。
由于斷續(xù)切割能夠在晶片的任何位置上提起或落下切割刀具，因此通過在開口224的位置上抬起切割刀具，如圖29中的箭頭227所示那樣再落下刀具，能夠?qū)崿F(xiàn)切割刀具沿著切割分割線225的切割。
而且在切割(logging)布局中，一個(gè)分割線的至少1個(gè)序列的芯片和相同芯片的序列與另一側(cè)的分割線相平行地移動(dòng)為其他芯片序列，按照?qǐng)D28中所示的本實(shí)施例，并由此其構(gòu)成其它芯片序列。
由于在縱向上是通過切割進(jìn)行分割的，如圖29所示，因此芯片邊緣的精度可以很好，在與其它與芯片相接觸的部件進(jìn)行定位時(shí)，芯片能夠使精度也變得很好，并且能夠增加芯片的數(shù)量。
而且，由于橫截面不會(huì)變成錐形的，而是豎直的，因此在定位的時(shí)候幾乎不會(huì)發(fā)生斷裂。
再有，由于縱向是通過激光切口和斷續(xù)切割而分割的，因此芯片陣列的自由度變得很大，從而將會(huì)生產(chǎn)出比圖27所示的傳統(tǒng)陣列更多的芯片。
下面，參照?qǐng)D30到35對(duì)形成在分割線上的切口224的形式進(jìn)行說明。
圖30表示芯片分割圖案(切割圖案)的布局，其中在形成切口之前的狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)沿著圖28的分割線的方向發(fā)生移動(dòng)。
在切割中，通常使用帶有金剛石磨粒的圓形的切割刀具。
切口224并不是如圖30中所示的那種使用圓形刀具對(duì)帶有圖28的芯片布局圖的晶片進(jìn)行切割的情況下形成的。圖31是用于對(duì)圖30中的布局進(jìn)行芯片分割時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行說明的晶片的截面放大圖。
圖31中用陰影線標(biāo)出的部分230并沒有被切割刀具231完全切下來，并且將會(huì)遺留在芯片221A上。
當(dāng)想要通過切割將部分230完全切下來時(shí)，刀具231將會(huì)進(jìn)入芯片221A的范圍之內(nèi)，從而該芯片221A將由于這一情況而變?yōu)榱淤|(zhì)芯片。
芯片的端面不會(huì)成為直線，當(dāng)想要使該芯片的邊緣進(jìn)行接觸并進(jìn)行對(duì)齊時(shí)，從而如果后面通過斷裂將部分230(陰影線)分割為221B和221C時(shí)，精度將會(huì)降低。
因此，通過將切口224開在橫向分割線222和縱向分割線223的交點(diǎn)處，如圖23所示，能夠?qū)⑿酒?21B和221C完全分開，而不會(huì)使芯片221A質(zhì)量變差。
當(dāng)對(duì)圖32的芯片221B進(jìn)行切割，并且分離芯片時(shí)，如圖33所示，在芯片221B的端部232出現(xiàn)了表面高度差WL。
表面高度差WL的產(chǎn)生時(shí)由于在形成切口224制造過程中的尺寸變化或刀具231的尺寸公差的波動(dòng)而造成的，并且切口224的寬度W和切割刀具231的寬度Wk并不時(shí)必須相同的，如圖34所示。
當(dāng)切口224的寬度W和切割刀具231的寬度Wk的差過大時(shí)，高度差可能會(huì)發(fā)生很大的變化，并且不能保證對(duì)準(zhǔn)精度。有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致裝配時(shí)的缺陷。
按照本發(fā)明，證實(shí)了，如果切口224的寬度W和切割刀具231的寬度Wk之間的差絕對(duì)值小于0.5mm(或如果高度差WL是0.5mm或更小)，那么可以保證對(duì)準(zhǔn)精度并能夠降低裝配時(shí)的缺陷。
這樣，通過限制芯片端面的高度差WL，使得分割之后的芯片的尺寸完全統(tǒng)一，能夠?qū)崿F(xiàn)芯片的簡易定位，從而封裝時(shí)的成本可以降低。
下面，如果芯片221A制作得不好時(shí)，如果切口224的長度過短，當(dāng)將要通過切割或斷裂進(jìn)行分割時(shí)，則有可能出現(xiàn)不能完全分割的情況，芯片221B和221C將不能成為一條直線，并且也不能改善對(duì)準(zhǔn)精度了。
于是，如圖35所示，假設(shè)r代表切割刀具的半徑，t代表芯片的厚度，理想的情況是切口224的長度L滿足下列公式(1)r2-(r-t)2≤L---(1)]]>因此，如果切口長度L按照公式(1)加以限制，橋接部分不會(huì)在分割之后還存留在芯片上。通過本實(shí)施例的芯片排布方式能夠得到容易并且高精度的對(duì)準(zhǔn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的加工制造。
下面，參照?qǐng)D36和圖37對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第八優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
為了解釋本實(shí)施例的制造方法，圖36給出了一種芯片排布方式。圖37是沿著圖36中示出的直線A-A截取的晶片的截面圖。
在本實(shí)施例中，切口224是使用(110)晶向的硅晶片240通過在(110)晶向的硅晶片240上的<112>方向上進(jìn)行蝕刻形成的。
在(110)晶向的硅晶片240中，如果與晶片側(cè)面垂直的晶面(111)是通過<112>方向的圖案和延長蝕刻時(shí)間形成的，則切口將穿透到晶片的底部。
因此，通過在<112>方向上形成切口，切口224的寬度尺寸通過蝕刻可以形成足夠的精度，可以對(duì)切口寬度W和刀具寬度Wk之間的關(guān)系進(jìn)行控制以得到足夠的精度，并且控制高度差WL能夠進(jìn)一步得到充足的精度。
在(110)晶向的晶片中，蝕刻結(jié)構(gòu)變成了具有54.7度角或70.5度角的平行四邊形。在與<112>方向相交垂直的方向上無法在一條直線上形成六邊形的切口。
雖然在相交垂直于<112>方向上形成切口時(shí)可以按順序排列小的圖案并形成，但是芯片的邊緣將變成鋸齒狀。
于是，由于切口是在<112>方向上形成的，其中通過蝕刻和沿著垂直于<112>方向的方向切割分離得到一條直線，所以形成的芯片邊緣具有足夠的精度。
下面，參照?qǐng)D38到41對(duì)(110)晶向的硅晶片的<112>方向上形成切口的方法進(jìn)行說明。
圖38表示用于說明本發(fā)明的第九優(yōu)選實(shí)施例的制造方法的晶片上的切口部分。圖39是沿圖38中給出的直線B-B截取的當(dāng)從晶片的一側(cè)進(jìn)行蝕刻形成切口時(shí)的晶片的截面圖。圖40是沿圖38中給出的直線B-B截取的當(dāng)從晶片的兩側(cè)進(jìn)行蝕刻形成切口時(shí)的晶片的截面圖。圖41是用于解釋切口的形成方法的晶片的截面圖。
如圖38和圖39所示，當(dāng)在(110)晶向的硅晶片240的整個(gè)表面上形成了抗蝕刻層242b以及具有用于形成切口的開口的抗蝕刻層242a時(shí)，通過從晶片的一側(cè)進(jìn)行蝕刻，形成了切口224，在左右兩端形成了楔形部分241。
然后，如圖40所示，通過進(jìn)行抗蝕刻層242a的圖案化，得到了用于形成切口的開口，從晶片240的兩側(cè)進(jìn)行蝕刻，并在這些開口中形成切口并繼續(xù)蝕刻直到穿透晶片240，正好是從一側(cè)進(jìn)行蝕刻時(shí)的一半深度，所以楔形部分241的長度也變?yōu)橐话搿?br> 再有，如果蝕刻在楔形部分241相交后繼續(xù)從兩側(cè)進(jìn)行，則對(duì)楔形部分241的蝕刻繼續(xù)進(jìn)行，并且如圖41所示，最終楔形部分241完全消失。結(jié)果沒有破壞性的楔形殘留，并且在后續(xù)工序中不會(huì)產(chǎn)生顆粒。
下面，參照?qǐng)D42和圖43對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第十優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖42表示用于解釋本實(shí)施例的制造方法的芯片排布方式。圖43是圖42的晶片320中相當(dāng)于一個(gè)芯片大小的芯片的放大圖。
在本實(shí)施例中，設(shè)計(jì)的芯片排布方式是針對(duì)硅晶片320上通路襯底1的八芯片(結(jié)構(gòu))3211。在芯片321之間形成有窄槽322。
窄槽322是在形成公共液腔8(或68)和液腔6(或66)的同時(shí)通過各向異性蝕刻形成的。
在這種情況下，由于為了形成隔板2(或70)而形成了高密度硼擴(kuò)散層，如前面所述，則窄槽322將不會(huì)穿透硅晶片320，而是只留下隔板2的厚度。
而且，窄槽322是間斷地形成的，并且芯片321是由不連續(xù)的部分(橋接)323維系的，而不會(huì)斷開。
此外，不連續(xù)部分323的寬度是用于保證芯片不與芯片斷開的寬度、不與晶片斷開的寬度等等。
芯片分割線324是由整齊擺放的這些窄槽322的圖案和不連續(xù)部分323而構(gòu)成的。
因此，由于各個(gè)芯片321之間是沿著芯片分割線324連接在橋接323上的，所以通過輕微作功就能夠?qū)⑵浞指顬楦鱾€(gè)獨(dú)立的芯片321。
雖然窄槽322遺留了與隔板2厚度相同的沒有穿透的部分，但是由于所遺留的部分的厚度非常的薄，所以是很容易實(shí)現(xiàn)分離的。
而且，如果將槽寬度制作得更窄，盡管已經(jīng)變成了V形槽的形狀，也不用對(duì)槽322再進(jìn)行穿透的。
此時(shí)，通過使V形槽的剩余部分(＝(厚度)-(V形槽深度))變?yōu)楹苄?，就可以做很小的功而將其分離了。
可以借助槽寬度對(duì)V形槽的剩余厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
而且，當(dāng)不使槽部分的形成終止并且在V形槽中沒有發(fā)生穿透時(shí)，就沒有必要使槽322成為斷續(xù)狀了。
這樣，通過在各個(gè)芯片之間形成窄槽、向硅晶片施加應(yīng)力而將芯片分離，避免了切割時(shí)的切屑附著。
在這種情況下，與切割時(shí)所產(chǎn)生細(xì)小的切屑不同，由于在分割芯片時(shí)橋接斷裂可能產(chǎn)生的少量碎屑相對(duì)較大，所以在芯片分割之后能夠通過清洗將其除去。
而且，諸如水壓和真空夾盤這樣的外力沒有增加，而且，由于切割帶等等不再需要了，所以產(chǎn)量得到了提高。
下面，參照?qǐng)D44和圖45對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第十一優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖44表示用于說明本實(shí)施例的制造方法的晶片330上的芯片排布圖。圖45是圖44的晶片330中相當(dāng)于一個(gè)芯片大小的芯片的放大圖。
使用(110)晶向的硅襯底(硅晶片30)形成通路襯底1。
由于使用了(110)晶向的襯底，公共液腔8不會(huì)與平行四邊形相交，圖中的長度方向不會(huì)平面狀的晶面相交，所以，液腔6形成為鋸齒形狀。
而且，在(110)晶向的襯底的各向異性蝕刻中，通過進(jìn)行圖案化，液腔6之間的分隔壁成為豎直的，從而能夠高密度地形成液腔6。
本實(shí)施例中，在芯片331之間，形成了形狀為平行四邊形(圖案)的槽332a和332b。
在圖中，由于橫方向(<112>方向)的槽332a是與液腔6同向的，在垂直方向(111)形成了細(xì)長的槽。
這個(gè)槽332a和各個(gè)槽332a之間的不連續(xù)部分(橋接)333a構(gòu)成了芯片分割線334a。
另一方面，由于圖中縱方向(<111>方向)與晶向不一致，所以不能形成豎直槽。
于是，按順序排放形成了小平行四邊形的槽(圖案)332b，芯片分割線334b包括槽332b和各個(gè)槽332b之間的不連續(xù)部分。
在這種情況下，如果平行四邊形的圖案過小，(111)面的楔形將相交成V形槽并使蝕刻終止，因此必須考慮硅晶片的厚度來決定平行四邊形槽332b的大小。
此外，關(guān)于構(gòu)成芯片分割線334a和334b的槽332a和332b的形狀，并不局限于圖45所示的例子，如圖46所示，平行四邊形的方向也可以形成為朝向相反一側(cè)的方向，即，圖45中液腔6的平行四邊形圖案的相反的方向。
如圖47所示，可以不將槽形成為平行四邊形，而是將其形成為平面形狀為六邊形(圖案)的槽。
分割線334a和334b越細(xì)則在晶片內(nèi)取得的芯片的數(shù)量越多，分割線334a和334b的寬度越細(xì)越好。
當(dāng)此時(shí)使用(100)晶向的硅晶片時(shí)，構(gòu)成分割線的槽的晶片厚度方向的截面圖如圖48所示。
此外，在晶片的頂部和底部表面上都形成有包括二氧化硅或氮化硅等等的蝕刻掩模層325。
在這個(gè)硅晶片中，通過各向異性蝕刻形成了θ＝54.7度的(111)面楔形，并且在楔形接觸的地方蝕刻終止。
楔形相接觸的情況下，挖深深度T和槽寬L之間的關(guān)系為L=2T,]]>厚度為A的晶片能夠穿透時(shí)所要求的槽寬至少為LPLQ=2A.]]>而且，希望留下少量的晶片厚度b而不將晶片穿透的情況下，槽寬L為 并且可以將其保持為更高的程度。
而且，在使用(110)晶向的硅晶片時(shí)，圖45中的縱向槽332a的晶片厚度方向的截面圖如圖49所示。
(110)晶向的晶片形成(111)面的豎直壁，并且理論上槽寬可以制作得無限小。
不過，如果在進(jìn)行各向異性蝕刻的時(shí)候產(chǎn)生了氣泡并且這些氣泡堵塞在了窄槽內(nèi)部的話，蝕刻液將無法施加到槽中，從而蝕刻無法繼續(xù)進(jìn)行。
為了防止氣泡進(jìn)入槽中，需要槽具有3微米或以上的寬度。
而且，當(dāng)使用了向槽中施加超聲波以迫使槽中的氣泡排出的手段時(shí)，對(duì)槽寬是1微米或以上槽也能進(jìn)行蝕刻。
另一方面，使用(110)晶向的硅晶片時(shí)圖45中構(gòu)成縱方向(<111>方向)上的分割線334b的槽332b不能象橫向上的槽332a那樣形成。
于是，下面將詳細(xì)說明使縱方向上的分割線334b變細(xì)的構(gòu)成方式。
首先，在(110)晶向的硅晶片中也形成斜向楔形。
通過對(duì)(110)晶向的硅晶片進(jìn)行各向異性蝕刻得到了如圖50(a)和(c)所示的兩種類型的平行四邊形和圖50(b)中所示六邊形圖案。
此外，對(duì)圖中的兩側(cè)進(jìn)行不同的組合還可以形成兩側(cè)不同的四角形、梯形或五角形，這里省略對(duì)它們的說明。
圖50表示當(dāng)V形槽形成同一深度時(shí)的三種形狀。
圖50(a)所示的是具有70.5度角的平行四邊形，其寬度在它們之中最小，并將該寬度設(shè)為W0。
因此，通過將具有70.5度角的平行四邊形槽(圖案)332b依次排列可以形成具有最小寬度L的分割線334b。
然后，參照?qǐng)D51對(duì)在縱向排列平行四邊形圖案的槽并構(gòu)成分割線時(shí)兩個(gè)平行四邊形的配置關(guān)系的第一個(gè)例子進(jìn)行說明。
在這個(gè)例子中，平行四邊形圖案332b的高度H制成得比平行四邊形圖案332b陣列的節(jié)距P小。
為了使兩個(gè)平行四邊形圖案332b能夠得到局部通過橋接333b連接的形狀，必須要存在平行四邊形圖案32b相互重疊的范圍Δ。
從圖51中顯然可以看出，當(dāng)確定了蝕刻深度T時(shí)最小分割線寬度L為如下列公式(2)所示L=3T+Δ2---(2)]]>為了使晶片穿透所要做的僅僅是使蝕刻深度T大于晶片厚度。
而且平行四邊形圖案的高度H是由下列公式確定的P=6T-22Δ---(3)]]>橋接的寬度t可以依據(jù)所需的強(qiáng)度任意地確定。理想情況為，在保證在晶片運(yùn)輸中或蝕刻后處理中具有足夠的強(qiáng)度、在芯片分離時(shí)容易分開并且有效利用晶片面積的前提下，確保橋接的寬度t盡量大。而且，理性情況為，使寬度t小于常用的分割芯片方法切割的分割寬度。
因此，橋接的寬度t為1-50微米并且橋接的長度Δ為0.5-100微米。最好，寬度t為5-30微米，長度Δ為2-50微米。
雖然除了寬度t還包含楔形(111)面，但是需要考慮楔形的影響來決定橋接的設(shè)計(jì)值。
平行四邊形圖案的高度H是 微米到 微米。最好，該高度為 微米到 微米。
下面，參照?qǐng)D52對(duì)在垂直排列平行四邊形圖案的槽并構(gòu)成分割線時(shí)的兩個(gè)平行四邊形的配置關(guān)系的第二個(gè)例子進(jìn)行說明。
這個(gè)例子是將平行四邊形圖案332b的高度H制作得比平行四邊形圖案的陣列的節(jié)距P大的情況。
從圖52中顯然可以看出，當(dāng)確定了蝕刻深度T時(shí)的最小分割線寬度L為如下列公式(4)所示L=3T+Δ2---(4)]]>為了使晶片穿透所要做的僅僅是使蝕刻深度T大于晶片厚度。
而且平行四邊形圖案32b的高度H是由下列公式(5)確定的P=6T-22Δ---(5)]]>如前面所述，橋接的寬度t可以依據(jù)所需的強(qiáng)度任意地確定。理想的情況是，在保證在晶片運(yùn)輸中或蝕刻后處理中具有足夠的強(qiáng)度、在芯片分離時(shí)容易分開并且有效利用晶片面積的前提下，確保橋接的寬度t盡量大。而且，理想情況為，使寬度t小于常用的分割芯片方法切割的分割寬度。
因此，橋接的寬度t為1-50微米并且橋接的長度ε為0.5-100微米。最好，寬度t為5-30微米，長度ε為2-50微米。
通過這種排列方法，可以將分割線寬度L制作得比第一個(gè)例子僅僅Δ。Δ近似等于寬度t，并且平行四邊形圖案的高度H是 微米到 微米。最好，該高度為 微米到 微米。
下面，參照?qǐng)D53對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法的第十二實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖53表示用于說明本實(shí)施例的制造方法的晶片上的芯片的排布圖。
通過交替地構(gòu)成芯片331，本實(shí)施例使從一個(gè)晶片中取得的芯片的數(shù)量超過了圖44的例子。
就是說，通過使用上面所述的芯片分割線334a和334b，能夠提高晶片上的芯片排布的自由度，并且與直分割線的不可分切割的分割方法相比，可以從相同大小的晶片上多得到兩個(gè)芯片。
而且，在這種情況下，由于縱向是直線，縱向也可采用切割進(jìn)行分離。
在后面的工序中，當(dāng)使用芯片的邊緣進(jìn)行定位時(shí)，通過切割分割的邊緣方向上具有很好的精度，由于縱向分割線采用了蝕刻，使得所得到的芯片的數(shù)量最多。
下面，參照?qǐng)D54和55對(duì)從硅晶片的兩側(cè)進(jìn)行蝕刻的例子進(jìn)行說明。
此外，每個(gè)圖都是硅晶片的晶片厚度方向上的截面圖。圖54表示從一側(cè)進(jìn)行蝕刻所形成的構(gòu)成分割線的圖案的例子。
此時(shí)，當(dāng)使用了(100)晶向的硅襯底并且楔形角度θ使用54.7度的硅襯底和(110)晶向時(shí)，θ變?yōu)?5.3度。
另一方面，圖55表示通過從兩側(cè)進(jìn)行蝕刻形成構(gòu)成分割線的蝕刻掩模圖案328的例子。
如果蝕刻是從兩側(cè)進(jìn)行的時(shí)，晶片將被挖深到穿透，其深度將是從單面進(jìn)行蝕刻時(shí)的一半。
因此，槽寬M2也為槽寬M1的一半，從而能夠使分割線寬度更窄。
在這種情況下，如果在楔形從兩端相交之后繼續(xù)進(jìn)行蝕刻，將會(huì)開始對(duì)楔形進(jìn)行蝕刻，并且開口將變大(圖55(b))。
最后，楔形完全消失(圖55(c))。
隨著楔形的消失，連接在芯片之間的橋接333b變得更窄，從而其變得更加容易進(jìn)行分割。
而且，如圖56所示，晶片的一面上(頂面上)的蝕刻掩模圖案328a與圖55中的是同樣的。
如果另一側(cè)(底面)上的蝕刻掩模圖案328b被形成得沒有備置相應(yīng)于橋接的圖案，則使用這些掩模圖案328a和328b進(jìn)行蝕刻。
那么最終將更容易地獲得比襯底(晶片)330厚度薄的橋接厚度，從而更加容易實(shí)現(xiàn)芯片的分割。
下面，對(duì)通路襯底1與另一個(gè)電極襯底2等進(jìn)行堆疊的情況進(jìn)行說明。
第一種方法為，對(duì)硅晶片(襯底)進(jìn)行各向異性蝕刻、形成液腔和公共液腔的同時(shí)形成芯片分割線、之后沿著芯片分割線對(duì)芯片進(jìn)行分割、將分割得到的芯片各自與電極襯底等接合，如圖57所示。
如果不這樣做，也可以使用從兩側(cè)蝕刻芯片分割線圖案的方法，可以將分割線制作得更窄從而有效利用晶片面積。
如圖58所示，第二種方法為，對(duì)硅晶片(襯底)進(jìn)行各向異性蝕刻、在形成每個(gè)芯片的液腔和公共液腔的同時(shí)形成芯片分割線。將其與其它具有晶片尺寸的襯底接合，例如電極襯底和噴嘴板，而不將其分割為各個(gè)芯片。
電極襯底和噴嘴襯底可以由諸如鎳這樣的金屬、SUS、諸如氧化鋁這樣的陶瓷或者諸如派熱克斯(Pyrex)(注冊(cè)商標(biāo))這樣的玻璃制成。
在這種情況下，雖然同時(shí)切開這種由不同種類的材料堆疊而成的結(jié)構(gòu)很困難，但是，由于硅襯底含有僅由橋接連接的分割線，所以，在切開其它襯底的時(shí)候，硅襯底是很容易分離開的。
下面，作為第三種方法，如圖59所示，首先將硅襯底與其它具有晶片尺寸的襯底接合，例如電極襯底、噴嘴板等等，然后在對(duì)其進(jìn)行蝕刻。然后通過形成在硅晶片上的芯片分割線進(jìn)行芯片分割。
由于上述第一和第二方法是在蝕刻之后進(jìn)行處理的，所以其強(qiáng)度變低了，而按照第三種方法，蝕刻是在接合之后進(jìn)行的，由于蝕刻是對(duì)堆疊襯底進(jìn)行的，所以由于處理而造成的對(duì)強(qiáng)度的強(qiáng)烈破壞得到了減小。
下面，參照?qǐng)D60和61對(duì)本發(fā)明的液滴噴射頭的第四優(yōu)選實(shí)施例的噴墨頭進(jìn)行說明。
圖60表示本實(shí)施例的噴墨頭，而圖61表示本實(shí)施例的噴墨頭沿著平行于橫向的直線截取的截面圖。
形成這種噴墨頭的通路形成襯底341是由單晶硅襯底(液腔襯底)形成的。
它具有接合在通路形成襯底341的底面上的隔板342，和接合在通路形成襯底341頂面上的噴嘴板343。
形成有公共液腔348與加壓液腔346通過作為阻流部分的供墨路徑347構(gòu)成的自由通路，其中公共液腔348向作為進(jìn)行墨滴噴出的噴嘴345的通路(墨水液腔)的加壓液腔345供墨。
在隔板342的外側(cè)(液腔346一側(cè))，為與每個(gè)加壓液腔346相對(duì)應(yīng)的壓電器件352設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置并且接合在那里。疊層型壓電器件352接合在底部襯底353上。在壓電器件352列的周圍，間隔構(gòu)件354接合在底部襯底353上。
壓電器件352是交替堆疊壓電材料和內(nèi)部電極而形成的。
在這種情況下，可以將其看做這樣的組合結(jié)構(gòu)利用壓電器件352的壓電方向d33方向上的位移對(duì)加壓液腔346內(nèi)的墨水進(jìn)行加壓。也可以是這樣的組合結(jié)構(gòu)利用壓電器件352的壓電方向d31方向上的位移對(duì)加壓液腔346內(nèi)的墨水進(jìn)行加壓。
底部襯底353和間隔354內(nèi)形成用于從外部向公共液腔348供墨的進(jìn)墨口349。
而且使用環(huán)氧系樹脂或聚亞苯基亞硫酸鹽在隔板342的底面端部邊緣部分進(jìn)行注模，形成了形成通路形成襯底341的外圍部分的頭框架357的粘接接合，而且頭框架357和底部襯底353是使用粘合劑等彼此固定的，該部分此處未示出。
雖然頭框架357被分成了兩部分，但是它也可以由一部分構(gòu)成。
再有，為了向壓電器件352提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，借助焊接接合、ACF(異向?qū)щ娦阅?接合或引線接合將用于向各個(gè)壓電器件352分別施加驅(qū)動(dòng)波的驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)IC)359安裝在FPC電纜358中。
通路形成襯底341是利用諸如氫氧化鉀水溶液這樣的堿性蝕刻液通過對(duì)(110)晶向的單晶硅襯底進(jìn)行各向異性蝕刻而形成的，并分別形成作為各加壓液腔346的通孔、用作供墨路徑347的槽以及用作公共液腔348的通孔。
在這種情況下，各個(gè)加壓液腔346是由分隔壁分開的。
隔板342是由鎳金屬板形成的，并且是通過電鍍形成法制造的。
噴嘴板342相應(yīng)于各個(gè)加壓液腔346形成了具有10-30微米直徑的噴嘴345，并且與通路襯底341進(jìn)行粘合劑接合。
可以使用諸如不銹鋼和鎳鋼這樣的金屬組合物、金屬和諸如聚酰亞胺樹脂膜之類的樹脂、硅以及由這些組合物組成的物質(zhì)制作噴嘴板343。
而且，為了確保墨水的防水，利用電鍍涂覆或防水涂層這樣的公知的方法在噴嘴側(cè)(表面噴射方向的噴射側(cè))上形成有防水膜。
這樣，在所構(gòu)成的噴墨頭中，通過分別向壓電器件352施加20-50V的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓，被施加了脈沖電壓的壓電器件352在堆疊方向上發(fā)生位移，隔板342在噴嘴345的方向上發(fā)生變化，通過加壓液腔346的容積/體積變化對(duì)加壓液腔346中的墨水施加壓力，從而噴嘴345完成了墨滴的噴射(注射)。
并且隨著墨滴的噴射，加壓液腔346中的液壓降低，并且按照此時(shí)墨水流動(dòng)的慣性，在加壓液腔346內(nèi)產(chǎn)生了一定的負(fù)壓。
由于通過向壓電器件352施加電壓使其進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，隔板342恢復(fù)到初始位置并且加壓液腔346恢復(fù)到初始形狀，因此負(fù)壓進(jìn)一步產(chǎn)生。
此時(shí)，墨水從進(jìn)墨口349經(jīng)過公共液腔348和作為阻流部分的供墨路徑347充入加壓液腔346。
然后，在噴嘴345的墨水彎月面發(fā)生振動(dòng)進(jìn)而穩(wěn)定了之后，向壓電器件352施加脈沖驅(qū)動(dòng)電壓，以進(jìn)行下一次墨滴噴射，從而噴出墨滴。
在這種情況下，與前面所述的第一實(shí)施例相同，在硅晶片內(nèi)形成通路形成襯底341的液腔346、公共液腔348等等，在各個(gè)芯片間通過各向異性蝕刻形成微小的多邊形圖案槽，通過按順序形成這些槽構(gòu)成了芯片分割線，并且借助各個(gè)芯片分割線通路形成襯底的分割形成。
在上述的實(shí)施例中，以噴墨頭作為代表性例子對(duì)液滴噴射頭進(jìn)行了介紹，但是本發(fā)明除了噴墨頭之外，還可以作為其它液滴噴射頭使用，例如將液態(tài)抗蝕劑噴射為液滴的液滴噴射頭，和將DNA樣本噴射為液滴的液滴噴射頭。
如上文所述，本發(fā)明的液滴噴射頭包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，該硅晶片具有相互交叉的第一方向和第二方向。該芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于該硅晶片的該第一方向，通過一種第一分割方法沿著該第一分割線從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割；和一個(gè)第二分割線，平行于該硅晶片的該第二方向，通過一種第二分割方法沿著該第二分割線從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割。
在本發(fā)明的液滴噴射頭中，該芯片是沿著該第一分割線通過蝕刻從晶片上進(jìn)行分割的，并且是沿著該第二分割線通過切割從該晶片上進(jìn)行分割的。
在本發(fā)明的液滴噴射頭中，該芯片被構(gòu)成為矩形形狀，其具有與該第二分割線平行的縱向，從該晶片上分割該芯片的切割是沿著該第二分割線進(jìn)行的，和與該第一分割線平行的橫向，從該晶片上分割該芯片的蝕刻是沿著該第一分割線進(jìn)行的。
而且，在本發(fā)明的的液滴噴射頭中，該硅晶片為(110)晶向，該芯片是由該硅晶片形成的，并且通過蝕刻從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割的該第一分割線平行于該硅晶片的<112>方向。
而且，在本發(fā)明的液滴噴射頭中，包括一個(gè)提供液腔的液腔形成元件、一個(gè)提供噴嘴的噴嘴形成元件、一個(gè)提供電極的電極形成元件，并且該芯片至少形成該液腔形成元件、該噴嘴形成元件和該電極形成元件之一。
再有，在本發(fā)明的液滴噴射頭中，該芯片沒有在該第一分割線和該第二分割線的交點(diǎn)處設(shè)置任何橋接部分。
本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法包括步驟沿著平行于該硅晶片的該第一方向的第一分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行蝕刻，以沿著該第一分割線將多個(gè)芯片彼此分割；和沿著平行于該硅晶片的該第二方向的第二分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行切割，以沿著該第一和第二分割線從該硅晶片上分割多個(gè)該芯片。
在本發(fā)明的制造方法中，該多個(gè)芯片的每一個(gè)被構(gòu)成為矩形形狀，其具有與該第二分割線平行的縱向，在該方向上該芯片是通過切割步驟從該硅晶片上分割的，和與該第一分割線平行的橫向，在該方向上該芯片是通過蝕刻步驟從該硅晶片上分割的。
在本發(fā)明的制造方法中，該硅晶片為(110)晶向，以矩形形狀構(gòu)成的該多個(gè)芯片排布在該硅晶片中，并且用于通過蝕刻步驟從該硅晶片上對(duì)該芯片進(jìn)行分割的該第一分割線平行于該硅晶片的<112>方向。
在本發(fā)明的制造方法中，將用于通過蝕刻步驟從該硅晶片上分割該多個(gè)芯片的該第一分割線的寬度設(shè)置為1微米或更大。
本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法包括步驟沿著平行于該硅晶片的該第一方向的第一分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行蝕刻，以沿著該第一分割線從該硅晶片上分割多個(gè)芯片；和沿著平行于該硅晶片的該第二方向的第二分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行切割，以沿著該第一和第二分割線從該硅晶片上分割多個(gè)該芯片。在該制造方法中，該蝕刻步驟是如此進(jìn)行的在該蝕刻步驟之后各個(gè)獨(dú)立的芯片并沒有完全分離，并且該切割步驟是如此進(jìn)行的在該切割步驟之后，各個(gè)獨(dú)立的芯片完全分離了。
在本發(fā)明的制造方法中，將該多個(gè)芯片排列成與該硅晶片的該第一方向平行的一組芯片列，從而該芯片的相鄰列的該第一分割線在平行于該第二分割線的方向上是錯(cuò)開的。
在本發(fā)明的制造方法中，將該第二分割線設(shè)置為該多個(gè)芯片之一的該第二分割線在該硅晶片內(nèi)具有大到足以伸展到該多個(gè)芯片之一的相鄰芯片的范圍之內(nèi)的寬度。
而且，在本發(fā)明的制造方法中，該多個(gè)芯片從該硅晶片上分割，在該第一分割線和該第二分割線之間的交點(diǎn)處沒有任何橋接部分。
在本發(fā)明的制造方法中，通過同時(shí)從該硅晶片的頂面和底面進(jìn)行蝕刻來進(jìn)行該蝕刻步驟，以在該硅晶片內(nèi)形成該第一分割線。
在本發(fā)明的制造方法中，在形成頭部件芯片的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，進(jìn)行蝕刻步驟，以通過蝕刻在該硅晶片內(nèi)形成該第一分割線。
本發(fā)明的微型器件，包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的芯片，并且將該硅晶片設(shè)置得與本發(fā)明的液滴噴射頭中的頭部件芯片相同。在該微芯片中，第一和第二分割方法是彼此不同的，并且是從切割、蝕刻、噴砂處理、線鋸處理、噴水處理和激光處理中選取的。
按照本發(fā)明的液滴噴射頭，頭部件芯片是通過沿著平行于該硅晶片的該第一方向的第一分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行蝕刻并通過沿著平行于該硅晶片的該第二方向的第二分割線對(duì)該硅晶片進(jìn)行切割對(duì)硅晶片進(jìn)行分割而形成的。能夠與其它部件的容易地定位。在硅晶片上排布芯片的自由度得以提高，并且從硅晶片上得到的芯片的數(shù)量得到了增加。這樣，提高了產(chǎn)量，并且實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的液滴噴射頭的制造方法，在硅晶片上排布芯片的自由度得以提高，并且從硅晶片上得到的芯片的數(shù)量得到了增加，提高了產(chǎn)量，并且實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的微型器件，該微型設(shè)備安裝了一種本發(fā)明的液滴噴射頭，從硅晶片上得到的芯片的數(shù)量得到了增加。這樣，提高了產(chǎn)量，并且實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的噴墨頭，將該噴墨頭設(shè)置為一種本發(fā)明的液滴噴射頭，從而該噴墨頭的生產(chǎn)效率能夠得以提高，從而實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的墨盒，將向噴墨頭供墨的墨罐和噴射墨滴的噴墨頭形成為一體，并且將本發(fā)明的液滴噴射頭設(shè)置為噴墨頭。該墨盒的生產(chǎn)效率能夠得以提高，從而實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
按照本發(fā)明的噴墨打印設(shè)備，將本發(fā)明的液滴噴射頭設(shè)置為噴射墨滴的噴墨頭，從而該噴墨打印設(shè)備的生產(chǎn)效率能夠得以提高，從而實(shí)現(xiàn)了低成本的制造。
權(quán)利要求
1.一種液滴噴射頭，包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的第一方向和第二方向，其特征在于，所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法沿著所述第一分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
2.按照權(quán)利要求1所述的液滴噴射頭，其特征在于所述芯片是沿著所述第一分割線通過蝕刻從晶片上進(jìn)行分割的，并且是沿著所述第二分割線通過切割從所述晶片上進(jìn)行分割的。
3.按照權(quán)利要求2所述的液滴噴射頭，其特征在于所述芯片被構(gòu)成為矩形形狀，其具有與所述第二分割線平行的縱向和與所述第一分割線平行的橫向，從所述晶片上分割所述芯片的切割是沿著該第二分割線進(jìn)行的，從所述晶片上分割所述芯片的蝕刻是沿著該第一分割線進(jìn)行的。
4.按照權(quán)利要求2所述的液滴噴射頭，其特征在于所述硅晶片為(110)晶向，所述芯片是由該硅晶片形成的，并且通過蝕刻從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割的所述第一分割線平行于所述硅晶片的<112>方向。
5.按照權(quán)利要求1所述的液滴噴射頭，其特征在于所述噴射頭包括一個(gè)提供液腔的液腔形成元件、一個(gè)提供噴嘴的噴嘴形成元件、一個(gè)提供電極的電極形成元件，并且所述芯片至少形成所述液腔形成元件、所述噴嘴形成元件和所述電極形成元件之一。
6.按照權(quán)利要求1所述的液滴噴射頭，其特征在于所述芯片沒有在所述第一分割線和所述第二分割線的交點(diǎn)處設(shè)置任何橋接部分。
7.一種液滴噴射頭的制造方法，所述液滴噴射頭包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的第一方向和第二方向，其特征在于，該方法包括下列步驟沿著平行于所述硅晶片的所述第一方向的第一分割線，對(duì)所述硅晶片進(jìn)行蝕刻，以沿著所述第一分割線將多個(gè)芯片彼此分割；和沿著平行于所述硅晶片的所述第二方向的第二分割線，對(duì)所述硅晶片進(jìn)行切割，以沿著所述第一和第二分割線從所述硅晶片上分割多個(gè)所述芯片。
8.按照權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于所述多個(gè)芯片的每一個(gè)被構(gòu)成為矩形形狀，其具有與所述第二分割線平行的縱向和與所述第一分割線平行的橫向，在該縱向上所述芯片是通過切割步驟從所述硅晶片上分割的，在該橫向上所述芯片是通過蝕刻步驟從所述硅晶片上分割的。
9.按照權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于所述硅晶片為(110)晶向，以矩形形狀構(gòu)成的所述多個(gè)芯片排布在該硅晶片中，并且用于通過蝕刻步驟從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割的所述第一分割線平行于所述硅晶片的<112>方向。
10.按照權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于將用于通過蝕刻步驟從所述硅晶片上分割所述多個(gè)芯片的所述第一分割線的寬度設(shè)置為1微米或更大。
11.一種液滴噴射頭的制造方法，所述液滴噴射頭包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的第一方向和第二方向，其特征在于，該方法包括下列的步驟沿著平行于所述硅晶片的所述第一方向的第一分割線，對(duì)所述硅晶片進(jìn)行蝕刻，以沿著所述第一分割線從所述硅晶片上分割多個(gè)芯片；和沿著平行于所述硅晶片的所述第二方向的第二分割線，對(duì)所述硅晶片進(jìn)行切割，以沿著所述第一和第二分割線從所述硅晶片上分割多個(gè)所述芯片，其中所述蝕刻步驟是如此進(jìn)行的在所述蝕刻步驟之后各個(gè)獨(dú)立的芯片并沒有完全分離，并且所述切割步驟是如此進(jìn)行的在所述切割步驟之后，各個(gè)獨(dú)立的芯片完全分離了。
12.按照權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于將所述多個(gè)芯片排列成與所述硅晶片的所述第一方向平行的一組芯片列，從而相鄰列的所述芯片的所述第一分割線在平行于所述第二分割線的方向上是錯(cuò)開的。
13.按照權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于將所述第二分割線設(shè)置為所述多個(gè)芯片之一的所述第二分割線在所述硅晶片內(nèi)具有大到足以伸展到所述多個(gè)芯片之一的相鄰芯片的范圍之內(nèi)的寬度。
14.按照權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于所述多個(gè)芯片從所述硅晶片上分割，在所述第一分割線和所述第二分割線之間的交點(diǎn)處沒有任何橋接部分。
15.按照權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于通過同時(shí)從所述硅晶片的頂面和底面進(jìn)行蝕刻來進(jìn)行所述蝕刻步驟，以在所述硅晶片內(nèi)形成所述第一分割線。
16.按照權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于在形成頭部件芯片的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，進(jìn)行蝕刻步驟，以通過蝕刻在所述硅晶片內(nèi)形成所述第一分割線。
17.一種微型器件，包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法沿著所述第一分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割，其中所述第一和第二分割方法是彼此不同的，并且是從切割、蝕刻、噴砂處理、線鋸處理、噴水處理和激光處理中選取的。
18.一種噴墨頭，包括噴射墨滴的噴嘴、與所述噴嘴連通的液腔和產(chǎn)生用于向容納在所述液腔中的墨水加壓的壓力發(fā)生單元，所述噴墨頭包括通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法沿著所述第一分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
19.一種墨盒，其中噴墨頭和墨罐整體地形成，所述噴墨頭噴射墨滴，而所述墨罐向所述噴墨頭供墨，所述噴墨頭包括通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法沿著所述第一分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
20.一種噴墨打印設(shè)備，包括噴射墨滴的噴墨頭，所述噴墨頭包括通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法沿著所述第一分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
21.一種液滴噴射頭，包括通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法在所述第一分割線上局部形成穿透所述硅晶片的切口，沿著所述第一分割線將所述芯片從所述硅晶片上分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，利用所述切口通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
22.按照權(quán)利要求21所述的液滴噴射頭，其特征在于所述芯片是沿著所述第一分割線通過斷續(xù)切割從晶片上進(jìn)行分割，然后沿著所述第二分割線通過切割從所述晶片上進(jìn)行分割。
23.按照權(quán)利要求21所述的液滴噴射頭，其特征在于所述分割之后的所述芯片包括具有0.5微米或更小的高度差的端面。
24.按照權(quán)利要求21所述的液滴噴射頭，其特征在于將所述切口構(gòu)成得滿足下列公式r2-(r-t)2≤L]]>其中L是形成在所述晶片內(nèi)的切口的長度，r為切割刀具的半徑，而t是所述晶片的厚度。
25.按照權(quán)利要求21所述的液滴噴射頭，其特征在于所述硅晶片為(110)晶向，所述切口是通過蝕刻局部地形成在所述第一分割線上的，并且所述第一分割線平行于所述硅晶片的<112>方向。
26.按照權(quán)利要求21所述的液滴噴射頭，其特征在于所述噴射頭包括一個(gè)提供液腔的液腔形成元件、一個(gè)提供噴嘴的噴嘴形成元件、一個(gè)提供電極的電極形成元件，并且所述芯片至少形成所述液腔形成元件、所述噴嘴形成元件和所述電極形成元件之一。
27.一種液滴噴射頭的制造方法，所述液滴噴射頭包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的第一方向和第二方向，其特征在于，該方法包括下列步驟在平行于所述硅晶片的所述第一方向的所述第一分割線上局部地形成一個(gè)切口，該切口穿透所述硅晶片，以沿著所述第一分割線對(duì)所述芯片進(jìn)行分割；和沿著平行于所述硅晶片的所述第二方向的第二分割線對(duì)所述硅晶片進(jìn)行切割，以利用所述切口沿著所述第一和第二分割線從所述硅晶片上分割所述芯片。
28.按照權(quán)利要求27所述的制造方法，其特征在于所述芯片是沿著所述第一分割線通過斷續(xù)切割從晶片上進(jìn)行分割，然后沿著所述第二分割線通過切割從所述晶片上進(jìn)行分割。
29.按照權(quán)利要求28所述的制造方法，其特征在于所述分割之后的所述芯片包括具有0.5微米或更小的高度差的端面。
30.按照權(quán)利要求27所述的制造方法，其特征在于將所述切口構(gòu)成得滿足下列公式r2-(r-t)2≤L]]>其中L是形成在所述晶片內(nèi)的切口的長度，r為切割刀具的半徑，而t是所述晶片的厚度。
31.按照權(quán)利要求27所述的制造方法，其特征在于所述硅晶片為(110)晶向，所述切口是通過蝕刻局部地形成在所述第一分割線上的，并且所述第一分割線平行于所述硅晶片的<112>方向。
32.按照權(quán)利要求27所述的液滴噴射頭的制造方法，其特征在于將所述多個(gè)芯片排列成與所述硅晶片的所述第一方向平行的一組芯片列，從而相鄰列的所述芯片的所述第一分割線在平行于所述第二分割線的方向上是錯(cuò)開的。
33.按照權(quán)利要求27所述的制造方法，其特征在于在形成所述頭部件芯片結(jié)構(gòu)的同時(shí)，進(jìn)行在所述硅晶片內(nèi)形成所述切口的所述形成步驟。
34.一種微型器件，包括一個(gè)通過分割硅晶片形成的芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法在所述第一分割線上局部形成穿透所述硅晶片的切口，沿著所述第一分割線將所述芯片從所述硅晶片上分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，利用所述切口通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
35.一種噴墨頭，包括噴射墨滴的噴嘴、與所述噴嘴連通的液腔和產(chǎn)生用于向容納在所述液腔中的墨水加壓的壓力發(fā)生單元，所述噴墨頭包括通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法在所述第一分割線上局部形成穿透所述硅晶片的切口，沿著所述第一分割線將所述芯片從所述硅晶片上分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，利用所述切口通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
36.一種墨盒，其中噴墨頭和墨罐整體地形成，所述噴墨頭噴射墨滴，而所述墨罐向所述噴墨頭供墨，所述噴墨頭包括通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法在所述第一分割線上局部形成穿透所述硅晶片的切口，沿著所述第一分割線將所述芯片從所述硅晶片上分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，利用所述切口通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
37.一種噴墨打印設(shè)備，包括噴射墨滴的噴墨頭，所述噴墨頭包括通過分割硅晶片形成的頭部件芯片，所述硅晶片具有相互交叉的一個(gè)第一方向和一個(gè)第二方向，其特征在于所述芯片包括一個(gè)第一分割線，平行于所述硅晶片的所述第一方向，通過一種第一分割方法在所述第一分割線上局部形成穿透所述硅晶片的切口，沿著所述第一分割線將所述芯片從所述硅晶片上分割；和一個(gè)第二分割線，平行于所述硅晶片的所述第二方向，利用所述切口通過一種第二分割方法沿著所述第二分割線從所述硅晶片上對(duì)所述芯片進(jìn)行分割。
全文摘要
一種液滴噴射頭，包括一個(gè)通過分割硅晶片20形成的芯片21。所述硅晶片20具有相互交叉的第一和第二方向。所述芯片21是通過沿著一個(gè)平行于所述晶片的第一方向的分割線22對(duì)所述晶片進(jìn)行蝕刻和通過沿著一個(gè)平行于所述硅晶片的第二方向的第二分割線23對(duì)晶片20進(jìn)行切割而從所述晶片上分割的。
文檔編號(hào)B41J2/14GK1551832SQ0281
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2002年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月6日
發(fā)明者橋本憲一郎, 三村忠士, 士 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光