JPH0777136A - Fluid injection nozzle and manufacture thereof - Google Patents

Fluid injection nozzle and manufacture thereof

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Publication number
JPH0777136A
JPH0777136A JP22337893A JP22337893A JPH0777136A JP H0777136 A JPH0777136 A JP H0777136A JP 22337893 A JP22337893 A JP 22337893A JP 22337893 A JP22337893 A JP 22337893A JP H0777136 A JPH0777136 A JP H0777136A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
etching
orifice
film
sio
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22337893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Goto
吉孝 後藤
Masao Nagakubo
雅夫 永久保
Yoshinori Otsuka
義則 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP22337893A priority Critical patent/JPH0777136A/en
Publication of JPH0777136A publication Critical patent/JPH0777136A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent generation of crystal fault of a fluid injection nozzle formed in such constitution that an opening part is provided on a plurality of silicon plates, and also improve position accuracy of a space between opening parts. CONSTITUTION:A first orifice 43 and a second orifice 45 are provided on a first orifice plate part 41 and a second orifice plate part 42, SiO2 films 110, 210 are provided on surfaces opposing to respective orifice plate parts 41, 42, and the SiO2 films 110, 210 abut and being brought in contact with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,流体噴射ノズルに関す
るもので、例えば自動車用の内燃機関へ燃料を噴射供給
する電磁式燃料噴射弁の噴射ノズル部に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid injection nozzle, and more particularly to an injection nozzle portion of an electromagnetic fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術として、特開平2─75757
号公報に示されるように、燃料噴射弁の噴孔の前方側
に、燃料を通過するための孔が設けられた複数のシリコ
ンプレートを備えたものがある。シリコンプレートを用
いることにより精密な燃料通路穴による噴霧パターンを
形成することで燃料流を制御している。
2. Description of the Related Art As prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 2-75757
As disclosed in the publication, there is a fuel injection valve provided with a plurality of silicon plates on the front side of the injection holes, the holes having holes for passing fuel. The fuel flow is controlled by using a silicon plate to form a spray pattern with precise fuel passage holes.

【0003】また、この種の噴射ノズルとして、先に本
出願人は特願平5─28106号において、燃料噴射弁
の噴孔の前方側に、下流に向けて先細状に形成された長
方形のスリットが設けられたシリコンプレートを2枚重
ねて、燃料の噴霧の微粒化を図るものがある。
Further, as an injection nozzle of this kind, the applicant of the present invention has previously proposed in Japanese Patent Application No. 5-28106 that a rectangular nozzle is formed in the front side of the injection hole of the fuel injection valve and is tapered toward the downstream side. There is a technique in which two silicon plates provided with slits are overlapped with each other to atomize fuel spray.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように2枚のシリ
コン板を重ねて構成されるような流体噴射ノズルの場
合、各シリコン結晶板における孔は、それぞれ一般の半
導体装置の製造方法等で用いられるようなエッチングに
より形成されるが、数百μmといった非常に薄い結晶板
のため、それらを重ね合わせる際、その重ね合わせの界
面に微小な異物が混入すると、その部分を中心として結
晶欠陥が発生しやすくなり、耐圧特性が著しく低下す
る。また、装着の際、プレート同士の密着性をあげる必
要があり、プレートをある程度の圧力で押圧しなければ
ならず、その際、結晶体に欠陥が入り、へき開する恐れ
がある。
In the case of a fluid ejection nozzle constructed by stacking two silicon plates in this manner, the holes in each silicon crystal plate are used in a general semiconductor device manufacturing method or the like. Although it is formed by such etching, it is a very thin crystal plate with a thickness of several hundreds of μm. When superimposing them, if a minute foreign substance enters the interface of the superposition, crystal defects will occur centering on that part. Easily occurs, and the withstand voltage characteristic remarkably deteriorates. In addition, it is necessary to increase the adhesion between the plates at the time of mounting, and it is necessary to press the plates with a certain amount of pressure. At that time, there is a risk that the crystal may be defective and cleaved.

【0005】また、各シリコンプレートに開けられる孔
がそれぞれ個別の工程で形成されるため、噴射弁に装着
する際の組付け誤差による位置精度の低下から、噴射霧
化特性が著しくばらついてしまうといった問題があっ
た。そのため本発明は,このような課題を解決するた
め、複数のシリコン板を接合し、上下のシリコン板にお
ける孔をエッチングにより形成する流体噴射ノズルおよ
びその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
Further, since the holes formed in each silicon plate are formed in individual steps, the positional accuracy is deteriorated due to an assembly error when mounting on the injection valve, so that the spray atomization characteristics are significantly varied. There was a problem. Therefore, in order to solve such a problem, it is an object of the present invention to provide a fluid injection nozzle in which a plurality of silicon plates are joined and the holes in the upper and lower silicon plates are formed by etching, and a manufacturing method thereof. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エッチングにより形成された開口部が設
けられた複数のシリコン板と、前記複数のシリコン板の
対向する面に、前記開口部のエッチングに対し、耐久性
を有する皮膜とを設け、前記複数のシリコン板を前記皮
膜を介して接合するという技術手段を採用するものであ
る。また、複数のシリコン板の対向する面に、それぞれ
前記シリコン板のエッチングに対し耐久性を有する皮膜
を形成し、前記複数のシリコン板を前記皮膜を介して接
合し、前記各シリコン板にエッチングにより開口部を形
成する際、少なくとも接合される面よりエッチングされ
る開口部については、接合したのちに形成するようにし
てもよい。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a plurality of silicon plates having openings formed by etching, and a plurality of the silicon plates on opposite surfaces thereof. With respect to the etching of the opening, a film having durability is provided, and the technical means of joining the plurality of silicon plates through the film is adopted. In addition, a film having durability against the etching of the silicon plate is formed on each of the facing surfaces of the plurality of silicon plates, the plurality of silicon plates are joined via the film, and each silicon plate is etched. When forming the openings, at least the openings etched from the surfaces to be joined may be formed after joining.

【0007】[0007]

【作用及び効果】本発明によれば、エッチングにより形
成された開口部が設けられた複数のシリコン板と、前記
シリコン板の対向する面に、前記開口部のエッチングに
対し、耐久性を有する皮膜とを設け、前記シリコン板を
前記皮膜を介して接合するようにしたので、上下のシリ
コン板間の接合密着性を低下させるような、塵、埃等の
粒子が入り込まず、プレートの割れを防止し、プレート
を量産する際の歩留りを飛躍的に向上させることが可能
となる。また、上下の板を酸化膜等の皮膜を介して接合
したのち、少なくとも接合される面よりエッチングされ
る開口部については、接合したのちに形成する方法を用
いてノズルを形成することにより、上下の開口部の位置
が高精度に形成することができ、噴霧性能のばらつきを
著しく低減させることが可能となる。
According to the present invention, a plurality of silicon plates each having an opening formed by etching and a film having a durability against the etching of the openings are formed on the opposite surfaces of the silicon plate. Since the silicon plate is bonded through the film by means of, the particles of dust, etc. are prevented from entering and the plate is prevented from cracking, which would lower the bonding adhesion between the upper and lower silicon plates. However, it is possible to dramatically improve the yield when the plates are mass-produced. Also, after joining the upper and lower plates through a film such as an oxide film, at least for the openings that are etched from the surfaces to be joined, by forming the nozzle using the method of forming after joining, The position of the opening can be formed with high precision, and it is possible to significantly reduce the variation in spraying performance.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例について図に基づいて
説明する。図1は本発明の流体噴射ノズルをガソリン機
関の燃料供給装置の燃料噴射弁に適用したもので、その
吐出部の構成を示したものである。燃料噴射弁10は、
弁本体11に、軸方向に摺動自在な弁部材12が設けら
れており、図示しない圧縮スプリング等の弾性部材によ
り、軸方向下方に付勢され、弁部材先端部に円錐状に形
成されたシート部12aが、弁本体11の弁座20に着
座する。開弁時、弁部材12は、軸方向上方向に図示し
ない電磁コイル等の電磁作用により所定の位置まで移動
し、シート部12aと弁座20との間に間隙が生じ、弁
部材外周に充填されていた燃料が、その間隙を通過し、
噴孔21から噴射される。閉弁時は、電磁コイルへの励
磁が解除され、前述の圧縮スプリング等の弾性部材の付
勢力により、弁部材12が下方に移動し、シート部12
aが弁座20に着座され、噴孔21への通路が遮断し、
燃料の噴射が停止する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the structure of the discharge portion of the fuel injection nozzle of the present invention applied to a fuel injection valve of a fuel supply device for a gasoline engine. The fuel injection valve 10 is
The valve body 11 is provided with a valve member 12 which is slidable in the axial direction. The valve member 12 is urged downward in the axial direction by an elastic member such as a compression spring (not shown), and is formed in a conical shape at the tip of the valve member. The seat portion 12a is seated on the valve seat 20 of the valve body 11. When the valve is opened, the valve member 12 moves axially upward to a predetermined position by an electromagnetic action of an electromagnetic coil or the like (not shown), and a gap is created between the seat portion 12a and the valve seat 20 to fill the outer periphery of the valve member. Fuel that had been passed through the gap,
It is ejected from the injection hole 21. When the valve is closed, the excitation of the electromagnetic coil is released, and the valve member 12 moves downward due to the urging force of the elastic member such as the compression spring described above, and the seat portion 12
a is seated on the valve seat 20, and the passage to the injection hole 21 is blocked,
Fuel injection stops.

【0009】噴孔下流側には後述する方法によって製造
されたシリコンノズル40が設けられている。シリコン
ノズル40の水平面方向の上端面41aが弁本体11の
端面11aに密着するようにスリーブ30によって固定
されている。スリーブ30にはシリコンノズル40の水
平方向の位置を規定するための溝部及びシリコンノズル
40によって噴霧化された燃料が通過する貫通孔31が
設けられている。
A silicon nozzle 40 manufactured by the method described later is provided on the downstream side of the injection hole. The upper end surface 41a of the silicon nozzle 40 in the horizontal plane direction is fixed by the sleeve 30 so as to be in close contact with the end surface 11a of the valve body 11. The sleeve 30 is provided with a groove for defining the horizontal position of the silicon nozzle 40 and a through hole 31 through which the fuel atomized by the silicon nozzle 40 passes.

【0010】シリコンノズル40は、図2に示すように
第1のオリフィスプレート部41および第2のオリフィ
スプレート部42の中央部に、それぞれ板厚方向に貫通
した長方形の断面形状を有する第1のオリフィス43
と、それに直交する第2のオリフィス45が形成されて
いる。さらに第1のオリフィス43は、図中下方(燃料
流の下流)に行くに従い先細状に形成されている。第1
のオリフィスプレート部41の下端面には、SiO2
110が形成されており、同様に、第2のオリフィスプ
レート部42の第2のオリフィス45の開口部を除く上
端面にSiO2 膜210が形成され、両オリフィスプレ
ート部は、このSiO2 膜を介してお互いに接合されて
いる。
As shown in FIG. 2, the silicon nozzle 40 has a first orifice plate portion 41 and a second orifice plate portion 42, each of which has a rectangular cross-sectional shape penetrating in the plate thickness direction at the central portion thereof. Orifice 43
And a second orifice 45 that is orthogonal thereto is formed. Further, the first orifice 43 is formed in a tapered shape as it goes downward (downstream of the fuel flow) in the figure. First
The SiO 2 film 110 is formed on the lower end surface of the orifice plate portion 41 of the above, and similarly, the SiO 2 film 210 is formed on the upper end surface of the second orifice plate portion 42 excluding the opening portion of the second orifice 45. The two orifice plate portions are formed and are joined to each other through this SiO 2 film.

【0011】第1のオリフィスプレート部41と第2オ
リフィスプレート部42に設けられたオリフィス形状に
よる燃料噴射特性を図2に基づいて説明する。図1にお
いて、弁本体11の弁座20から弁部材12がリフトす
ると、噴孔21より燃料が噴射される。そして、噴孔2
1より噴射された燃料は、図2に示すように第1のオリ
フィスプレート部41と第2のオリフィス45との交叉
部分の貫通孔44を通り抜け下方へ噴射供給される。こ
のとき、第1のオリフィス43を通り抜けようとする燃
料は、図2に示す実線矢印C、Dのように、一部の燃料
が第2のオリフィスプレート部42の上面に設けられた
SiO2 膜210の上面210aに当たり、このSiO
2 膜面210aを助走路として貫通孔44に方向を変
え、第2のオリフィス45を形成する内壁面によって燃
料噴霧の拡がり方向が規制される。このように、この実
施例では、第1のオリフィス43を助走路として流れて
きた燃料が互いに衝突し、第2のオリフィス45により
形成される噴霧案内路に沿って微流化して点線矢印E、
F方向に拡がる。しかもこの実施例では溝上の助走路を
第1のオリフィス43と第2のオリフィスプレート部4
2の上面上面に設けられたSiO2 膜210の上面21
0aとによって形成している。
The fuel injection characteristics of the orifice shapes provided in the first orifice plate portion 41 and the second orifice plate portion 42 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, when the valve member 12 is lifted from the valve seat 20 of the valve body 11, fuel is injected from the injection hole 21. And the injection hole 2
The fuel injected from No. 1 passes through the through hole 44 at the intersection of the first orifice plate portion 41 and the second orifice 45 as shown in FIG. At this time, as for the fuel trying to pass through the first orifice 43, a part of the fuel is a SiO 2 film provided on the upper surface of the second orifice plate portion 42 as indicated by solid arrows C and D in FIG. This SiO hits the upper surface 210a of 210
The direction of the two membrane surfaces 210a is changed to the through hole 44 with the runway as the runway, and the spreading direction of the fuel spray is regulated by the inner wall surface forming the second orifice 45. As described above, in this embodiment, the fuels flowing through the first orifice 43 as the auxiliary runway collide with each other, and are made to flow slightly along the spray guide path formed by the second orifice 45 to form a dotted arrow E,
Spread in the F direction. Moreover, in this embodiment, the runway on the groove is formed along the first orifice 43 and the second orifice plate portion 4.
The upper surface 21 of the SiO 2 film 210 provided on the upper surface of
And 0a.

【0012】この実施例によると、噴孔31から噴射さ
れた燃料は第1のオリフィス43及び第2のオリフィス
42を通り抜けて貫通孔31より噴射される。この噴射
燃料は、先細状に絞られた第1のオリフィス43を通過
した後さらに先細状に絞られた第2のオリフィス45を
通過するため、微粒化されかつ一方向に噴射角の狭い良
好な噴霧特性を有する噴霧形状となる。このため、図示
しない吸気ポートより内燃機関の燃焼室に供給される燃
料は燃焼しやすい噴霧形状となる。
According to this embodiment, the fuel injected from the injection hole 31 passes through the first orifice 43 and the second orifice 42 and is injected from the through hole 31. This injected fuel passes through the first orifice 43 that is tapered and then passes through the second orifice 45 that is further tapered, so that it is atomized and the injection angle is narrow in one direction. The spray shape has spray characteristics. Therefore, the fuel supplied from the intake port (not shown) to the combustion chamber of the internal combustion engine has a spray shape that facilitates combustion.

【0013】次に前記実施例のシリコンノズル70の製
造方法について説明する。図3は、その製造工程を示す
もので、図3(a)において、複数のシリコンノズルが
形成される(100)面方位の第1のシリコンウェハ1
00の端面100a及び(100)面方位の第2のシリ
コンウェハ200の端面200aにそれぞれ、一般の半
導体装置製造方法等に用いられるような熱酸化、常圧C
VD等の方法により、厚さ1μmのSiO2 膜110、
210を形成する。さらに、SiO2膜210には、第
2のオリフィス45の上端開口部に対応するエッチング
窓が複数設けられたパターンを形成する。その状態で、
第1のシリコンに形成されたSiO2 膜110の下端面
110aと第2のシリコン200に形成されたSiO2
膜210の上端面210aを当接し、公知の手法により
接合する。接合方法は、例えば「Japanese J
ournal of Applid Physics
vol.29 No. 12 1990」に記載されている
ように、シリコンウェハの表面をHCl/H2 2 等の
洗浄溶液により浄化し、両ウェハのSiO 2 膜面を当接
した状態でN2 雰囲気中、1100°Cで熱処理を2時
間行うことにより接合される。これら一連の作業は半導
体装置製造等で用いるクリーンルーム内で行うことが適
当である。このような処理により上下のシリコンウェハ
100、200の接合強度が十分得られる。
Next, the silicon nozzle 70 of the above embodiment is manufactured.
The manufacturing method will be described. FIG. 3 shows the manufacturing process.
In FIG. 3A, a plurality of silicon nozzles
First silicon wafer 1 having (100) plane orientation to be formed
End face 100a of 00 and second sill of (100) plane orientation
On the end surface 200a of the conwafer 200,
Thermal oxidation as used in conductor device manufacturing methods, atmospheric pressure C
1 μm thick SiO by VD method2Membrane 110,
210 is formed. Furthermore, SiO2The membrane 210 has a
Etching corresponding to the upper end opening of the second orifice 45
A pattern having a plurality of windows is formed. In that state,
SiO formed on the first silicon2Lower end surface of the membrane 110
110a and SiO formed on the second silicon 2002
The upper end surface 210a of the membrane 210 is abutted and
To join. The joining method is, for example, “Japanese J
individual of Applied Physics
vol. 29 No. 12 1990 "
The surface of the silicon wafer with HCl / H2O2Etc.
Purified with a cleaning solution, the SiO of both wafers 2Contact the film surface
N with2Heat treatment at 1100 ° C in atmosphere for 2 hours
Bonding is done by doing for a while. This series of work is semi-conductive
Suitable for use in a clean room used for body device manufacturing, etc.
It is right. By such processing, upper and lower silicon wafers
A sufficient bonding strength of 100, 200 is obtained.

【0014】次に図3(b)に示すように第1のシリコ
ンウェハ100に、第1のオリフィス43に対応するス
リットを形成するための異方性エッチングを施すため、
第1のシリコンウェハ100の表面100bに窒化シリ
コン膜または酸化シリコン膜を用いてマスク120を形
成する。このマスクの材質は、後工程の異方性エッチン
グに対し耐久性を十分示すものであればどのようなもの
でもよい。また、これらの成膜方法としては、窒化シリ
コン膜の場合、LPCVDまたはプラズマCVDを用
い、酸化シリコン膜の形成の場合、熱処理による酸化膜
の形成、常圧CVDによる形成、またはスピンコートに
よる形成等が行われる。
Next, as shown in FIG. 3B, the first silicon wafer 100 is anisotropically etched to form slits corresponding to the first orifices 43.
A mask 120 is formed on the surface 100b of the first silicon wafer 100 using a silicon nitride film or a silicon oxide film. The material of this mask may be any material as long as it exhibits sufficient durability against anisotropic etching in the subsequent step. As a film forming method thereof, LPCVD or plasma CVD is used for a silicon nitride film, and an oxide film is formed by heat treatment, atmospheric pressure CVD, or spin coating is used for forming a silicon oxide film. Is done.

【0015】次に、このマスク120に第1のオリフィ
ス43に対応するパタンを半導体装置製造等に用いられ
るような方法により形成する。このパタニングは赤外線
両面アライナを用いて、第2のシリコンウェハ200の
SiO2 膜210に施されたパタンに対する位置合わせ
を行いつつ、パタンニングを施すようにして行なわれ
る。又は、これら第1及び第2のシリコンウェハ10
0、200を接合する前に第2のシリコンウェハ200
の下側端面200bに第2のシリコンウェハ200の上
端面200aに施されたパタンに対応するエッチングパ
タンを両面マスクアライナを用いて予め形成しておき、
接合後、この第2のシリコンウェハ200の下側端面2
00bのマスク220に施されたパタンに対応して両面
マスクアライナで第1のシリコンウェハ100の上端面
100bのマスク120にパタンニングを行うようにし
てもよい。
Next, a pattern corresponding to the first orifice 43 is formed on the mask 120 by a method used for manufacturing a semiconductor device or the like. This patterning is performed by using an infrared double-sided aligner and performing patterning while aligning with the pattern formed on the SiO 2 film 210 of the second silicon wafer 200. Alternatively, these first and second silicon wafers 10
A second silicon wafer 200 before bonding 0, 200
An etching pattern corresponding to the pattern applied to the upper end surface 200a of the second silicon wafer 200 is previously formed on the lower end surface 200b using a double-sided mask aligner,
After bonding, the lower end surface 2 of this second silicon wafer 200
The mask 120 on the upper end surface 100b of the first silicon wafer 100 may be patterned by a double-sided mask aligner corresponding to the pattern applied to the mask 220 of 00b.

【0016】図3(c)は、接合されたシリコンウェハ
のシリコンノズル一枚分に相当する部分を拡大した図を
示す。第1のシリコンウェハ100に、第1のオリフィ
ス43を形成するため、異方性エッチングを行う。この
時用いるエッチング液はNaOH水溶液、KOH水溶
液、エチレンジアミン+ピロカテコール+水(EP
W)、ヒドラジン水溶液、テトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド水溶液(TMAH)等がある。これら
はすべてアルカリ性の異方性エッチング液である。アル
カリ性の異方性エッチング液の場合、シリコンの(11
1)面は他の結晶方向よりもエッチングレートが数百分
の1になるため、シリコンウェハを用いれば、エッチン
グ面43aにテーパが形成され図2のような逆ピラミッ
ド状のエッチング孔、即ちオリフィス43が形成され
る。このエッチング孔の形成は必ずしも逆ピラミッド形
状が必要なわけではなく、その他の酸系の等方性エッチ
ング液を用いてもよい。但し、マスク材は、アルカリエ
ッチングの場合は窒化シリコン膜、酸化シリコン膜で十
分であるが、酸系のエッチング液の場合、アルカリエッ
チング液に比べて選択性はかなり低下するので、マスク
材をかなり厚く形成する必要がある。以下はアルカリエ
ッチング液を用いた場合についてのみ説明する。第3図
(c)のように第1のシリコンウェハ100のエッチン
グが進行し、第1のシリコンウェハ100の下端面に形
成したSiO2 膜110との界面まで達するとSiO2
膜110が露出し、エッチング速度が著しく低下する。
その時点でアルカリエッチングを停止し、次にこの露出
したSiO2 膜110を弗酸等でエッチングを行い、オ
リフィス43の下端面側開口部を形成する。この時、第
1及び第2のシリコンウェハ100、200に施された
マスク120、220もエッチングされる可能性がある
ため、除去されない適当な厚さにしておく必要がある。
また、窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜に比べ弗酸に
対し耐久性を有しているため、マスク材の厚さに制限が
ある場合などは、窒化シリコン膜を用いると良い。また
はホトレジスト等でマスク120、220を保護して弗
酸等でエッチングしてもよい。
FIG. 3C is an enlarged view of a portion of a bonded silicon wafer corresponding to one silicon nozzle. Anisotropic etching is performed to form the first orifice 43 in the first silicon wafer 100. The etching solution used at this time is NaOH aqueous solution, KOH aqueous solution, ethylenediamine + pyrocatechol + water (EP
W), hydrazine aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (TMAH), and the like. These are all alkaline anisotropic etching solutions. In the case of an alkaline anisotropic etching solution, (11
Since the 1) plane has an etching rate that is several hundredth of that of other crystal directions, if a silicon wafer is used, a taper is formed on the etched surface 43a, and an inverted pyramid-shaped etching hole, that is, an orifice as shown in FIG. 43 is formed. The formation of the etching holes does not necessarily need to have an inverted pyramid shape, and other acid-based isotropic etching solution may be used. However, a silicon nitride film or a silicon oxide film is sufficient as the mask material in the case of alkali etching, but in the case of an acid-based etching solution, the selectivity is considerably lower than that of the alkali etching solution. It must be formed thick. Only the case of using an alkaline etching solution will be described below. As shown in FIG. 3C, when the etching of the first silicon wafer 100 progresses and reaches the interface with the SiO 2 film 110 formed on the lower end surface of the first silicon wafer 100, SiO 2
The film 110 is exposed and the etching rate is significantly reduced.
At that time, the alkali etching is stopped, and then the exposed SiO 2 film 110 is etched with hydrofluoric acid or the like to form the lower end surface side opening of the orifice 43. At this time, the masks 120 and 220 formed on the first and second silicon wafers 100 and 200 may also be etched. Therefore, it is necessary to make the thickness appropriate so as not to be removed.
Further, since the silicon nitride film is more resistant to hydrofluoric acid than the silicon oxide film, the silicon nitride film may be used when the thickness of the mask material is limited. Alternatively, the masks 120 and 220 may be protected with photoresist or the like and etched with hydrofluoric acid or the like.

【0017】そして、一旦洗浄したのち、再びアルカリ
エッチングを行う。エッチング液は、第1のシリコンウ
ェハ100に形成された第1のオリフィス43を通過
し、SiO2 膜210が施されていない第2のシリコン
ウェハ200の上面200aへ浸透し、エッチングが進
行する。エッチングが第2のシリコンウェハ下端面20
0bのマスク220との界面まで達したところでエッチ
ング速度が低下するので、その時点でエッチングを停止
し、マスク220を除去する。以上のような工程がシリ
コンウェハ100、200における複数のシリコンノズ
ル部において同時に行われ、最終的には、それぞれのシ
リコンノズル部ごとにカットされ、第3図(e)の如く
シリコンノズル40が形成される。
Then, after cleaning once, alkali etching is performed again. The etching solution passes through the first orifice 43 formed in the first silicon wafer 100 and permeates into the upper surface 200a of the second silicon wafer 200 on which the SiO 2 film 210 is not applied, and the etching proceeds. Etching is performed on the lower surface 20 of the second silicon wafer.
Since the etching rate decreases when reaching the interface with the mask 220 of 0b, the etching is stopped at that point and the mask 220 is removed. The above steps are simultaneously performed in a plurality of silicon nozzle portions on the silicon wafers 100 and 200, and finally, each silicon nozzle portion is cut to form the silicon nozzle 40 as shown in FIG. 3 (e). To be done.

【0018】他の方法として、第3図(c)の工程にお
いて、第1のシリコンウェハ100に対するエッチング
が進行し、第1のシリコンウェハ100のSiO2 膜1
10との界面に達し、SiO2 膜110が露出したの
ち、アルカリエッチング速度が急速に低下したのち、更
にエッチングを継続する方法がある。この場合、時間は
要するがアルカリエッチング液によってSiO2 膜11
0もエッチングされ、そのまま第2のシリコンウェハ2
00をエッチングし、図3(e)の如く形成する。この
場合、マスク120、220はSiO2 膜110のエッ
チングレートより更に小さい窒化シリコン膜を用いる必
要がある。即ち、第1のシリコンウェハに施されたオリ
フィスの開口部がエッチングが継続されることにより、
マスク120、220がエッチングにより消失するのを
防ぐ必要があるからである。
As another method, in the step of FIG. 3C, the etching of the first silicon wafer 100 proceeds, and the SiO 2 film 1 of the first silicon wafer 100 is formed.
There is a method of continuing the etching after reaching the interface with 10 and exposing the SiO 2 film 110, and then rapidly decreasing the alkali etching rate. In this case, it takes time, but the SiO 2 film 11 is removed by the alkaline etching solution.
0 is also etched, and the second silicon wafer 2 as it is
00 is etched to form as shown in FIG. In this case, the masks 120 and 220 need to use a silicon nitride film having a smaller etching rate than the SiO 2 film 110. That is, by continuing the etching of the opening of the orifice applied to the first silicon wafer,
This is because it is necessary to prevent the masks 120 and 220 from being lost by etching.

【0019】さらに他の方法として、予め第1のシリコ
ンウェハ100の下端面100aに形成されたSiO2
膜110に、第1のオリフィス43の下側開口部に相当
する開口部をパタン形成しておき、赤外線等を利用して
上下のパタンの位置合わせを行い接合する方法がある。
この方法によれば、第2図(c)における第1のシリコ
ンウェハ100のSiO2 膜110のエッチング工程は
不要となる。
As still another method, SiO 2 formed on the lower end surface 100a of the first silicon wafer 100 in advance is used.
There is a method in which an opening corresponding to the lower opening of the first orifice 43 is patterned on the film 110, and the upper and lower patterns are aligned using infrared rays or the like to join them.
According to this method, the step of etching the SiO 2 film 110 of the first silicon wafer 100 in FIG. 2C is unnecessary.

【0020】また、予め第1のシリコンウェハ100に
第1のオリフィス43をエッチングにより形成してお
き、そののち赤外線等を利用して位置合わせを行い接合
し、第1のシリコンウェハ側からエッチング液を浸透さ
せ、第1のオリフィス43を通過したエッチング液によ
り第2のシリコンウェハの第2のオリフィス45をエッ
チングにより形成するようにしても同様の効果を奏す
る。
In addition, the first orifice 43 is previously formed in the first silicon wafer 100 by etching, and then the first orifice 43 is aligned and joined using infrared rays or the like, and the etching solution is applied from the first silicon wafer side. And the second orifice 45 of the second silicon wafer is formed by etching with the etching liquid that has passed through the first orifice 43, the same effect can be obtained.

【0021】以上の実施例においては、第1及び第2の
シリコンウェハはともに(100)面ウェハを用いた
が、これは(110)、(111)等他の面方位を持つ
ものを用いてもよい。また、上下のウェハの面方位を同
じにしなくてもよい。但し、アルカリエッチングを行う
際、面方位によってエッチングレートが変化してくるの
で、(100)面ウェハを用いたときとは異なったエッ
チング孔が形成されることになる。酸系の等方性エッチ
ングを用いた場合は結晶方向による依存性がないので
(100)面ウェハを用いた時と同じようなエッチング
孔が形成される。
In the above embodiments, both the first and second silicon wafers are (100) plane wafers, but those having other plane orientations such as (110) and (111) are used. Good. Further, the upper and lower wafers do not have to have the same plane orientation. However, when performing alkali etching, the etching rate changes depending on the plane orientation, so that an etching hole different from that when a (100) plane wafer is used is formed. When acid-based isotropic etching is used, there is no dependence on the crystal orientation, and therefore etching holes similar to those when using a (100) plane wafer are formed.

【0022】また、接合界面の膜はSiO2 のほか窒化
シリコンでもよい。但し窒化シリコンの場合、後工程の
シリコン開口部のエッチングを行う際には、マスク材を
レジスト等で保護し、CDE等のドライエッチングを
し、第1のシリコンウェハ100のパタン開口部を形成
する必要がある。本実施例においては、2枚のシリコン
板を接合したノズルを製造する方法について説明した
が、さらに多くのシリコン板を重ね合わせたような場合
においても同様の方法を用いることが可能であることは
言うまでもない。また、形成されたシリコンノズルの表
面に金属薄膜を蒸着して、補強するような構成としても
よい。
The film at the bonding interface may be silicon nitride as well as SiO 2 . However, in the case of silicon nitride, when etching a silicon opening in a later step, the mask material is protected by a resist or the like, and dry etching such as CDE is performed to form the pattern opening of the first silicon wafer 100. There is a need. In the present embodiment, the method of manufacturing the nozzle in which two silicon plates are joined has been described, but the same method can be used even when more silicon plates are stacked. Needless to say. Alternatively, a metal thin film may be vapor-deposited on the surface of the formed silicon nozzle to reinforce it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のノズルを装着した燃料噴射弁の吐出部
の図。
FIG. 1 is a view of a discharge portion of a fuel injection valve equipped with a nozzle of the present invention.

【図2】本発明のシリコンノズルの詳細図。FIG. 2 is a detailed view of the silicon nozzle of the present invention.

【図3】(a)、(b)、(c)、(d)、(e)は、
それぞれ本発明におけるシリコンノズルの製造工程を示
す図。
3 (a), (b), (c), (d) and (e) are:
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the silicon nozzle in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 シリコンノズル 41 第1のオリフィスプレート部 42 第2のオリフィスプレート部 43 第1のオリフィス 45 第2のオリフィス 110 SiO2 膜 210 SiO2 40 Silicon Nozzle 41 First Orifice Plate Section 42 Second Orifice Plate Section 43 First Orifice 45 Second Orifice 110 SiO 2 Film 210 SiO 2 Film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エッチングにより形成される開口部が設け
られた複数のシリコン板と、前記複数のシリコン板の対
向する面に、前記開口部のエッチングに対し耐久性を有
する皮膜とを設け、前記シリコン板を前記皮膜を介して
接合することを特徴とする流体噴射ノズル。
1. A plurality of silicon plates provided with an opening formed by etching, and a coating having durability against etching of the openings is provided on the facing surfaces of the plurality of silicon plates. A fluid ejection nozzle, wherein a silicon plate is bonded via the film.
【請求項2】複数のシリコン板の対向する面に、それぞ
れ前記シリコン板のエッチングに対し耐久性を有する皮
膜を形成し、前記複数のシリコン板を前記皮膜を介して
接合し、前記各シリコン板にエッチングにより開口部を
形成する際、少なくとも接合される面よりエッチングさ
れる開口部については、接合したのちに形成されること
を特徴とする流体噴射ノズルの製造方法。
2. A film having durability against etching of the silicon plates is formed on each of the facing surfaces of the plurality of silicon plates, and the plurality of silicon plates are joined via the film, and each of the silicon plates is bonded. A method for manufacturing a fluid ejection nozzle, wherein, when the opening is formed by etching, at least the opening to be etched from the surfaces to be joined is formed after joining.
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