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JP2002218767A - Electrostatic actuator - Google Patents

Electrostatic actuator

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Publication number
JP2002218767A
JP2002218767A JP2001012004A JP2001012004A JP2002218767A JP 2002218767 A JP2002218767 A JP 2002218767A JP 2001012004 A JP2001012004 A JP 2001012004A JP 2001012004 A JP2001012004 A JP 2001012004A JP 2002218767 A JP2002218767 A JP 2002218767A
Authority
JP
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
plate
vibration
thin
dicing
area
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001012004A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoaki Furuta
Kazuhiko Sato
和彦 佐藤
元明 古田
Original Assignee
Seiko Epson Corp
セイコーエプソン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of cracks at a thin area, such as a vibration plate, when a dicer sheet is attached to a substrate and is then cut at the time in a dicing process.
SOLUTION: A distance t of separation between a dicing position 35 and the vibration plate 51 of a structure body having a thin area almost same as the vibration plate 51, is set to 100 μm or longer.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハーの1面に薄い振動板を形成し、対向する電極との間に電界をかけることにより駆動する静電アクチュエータに関する。 The present invention relates to form a thin diaphragm on one side of the silicon wafer, an electrostatic actuator which is driven by applying an electric field between the opposing electrodes.

【0002】 [0002]

【従来の技術】シリコンウエハーの1面に振動板を形成し、隔壁にて隣接された振動板と分離されている振動板と、対向する電極との間に電界をかけることにより駆動する静電アクチュエータは、例えば、本出願人により出願された特開平6−71882号,特開平6−5573 The diaphragm is formed on one surface of the Related Art Silicon wafers, electrostatic driven by applying an electric field between a diaphragm which is separated from the vibrating plate flanked by partition walls, and opposing electrodes the actuator may, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-71882 filed by the present applicant, Japanese Patent Laid-Open 6-5573
2号,特開平5−50601号の各公報に記載されたような構造をとり、インクジェットヘッド等に利用されている。 No. 2, takes a structure as described in each publication of JP-A-5-50601, are utilized in the ink-jet head or the like. このインクジェットヘッドは、3枚の基板を積層して、その中間のシリコン基板に複数のインクノズルおよび各ノズルに連通する独立したインク室を区画形成すると共に、インク室の底壁が面外方向に振動可能な振動板として形成された構造となっている。 The ink jet head, by laminating three substrates, with its intermediate the silicon substrate to communicate with the plurality of ink nozzles and each nozzle is independent compartments forms an ink chamber, the bottom wall of the ink chamber in the out-of-plane direction and it has a structure formed by a vibratable diaphragm. この振動板は、 The vibration plate,
その裏面がホウケイ酸ガラス基板に凹部を形成し、その底部に形成された対向電極の間に電圧を印可することによって発生する静電気力を利用して振動させるようになっている。 Its back surface a recess on borosilicate glass substrate, so as to vibrate by using the electrostatic force generated by applying a voltage between the opposing electrode formed on the bottom thereof. また、振動板が形成されたシリコン基板とホウケイ酸ガラス基板は、陽極接合技術により接合されている。 Further, the silicon substrate and the borosilicate glass substrate the diaphragm is formed, they are bonded by anodic bonding techniques.

【0003】例えば、180npi(1インチ当たり1 [0003] For example, 180npi (1 per inch
80ノズルのノズル密度)で60ノズル程度を一列に配したインクジェットヘッドの場合、ヘッドチップの大きさは、12mm×7mm程度のサイズとなる。 When the 60 degree nozzle 80 nozzle density of a nozzle) of the ink jet head arranged in a row, the size of the head chip, the size of the order of 12 mm × 7 mm. 従って、 Therefore,
ウエハーサイズが4インチ程度の場合、1ウエハーから40個程度のヘッドチップが取れることとなる。 If the wafer size is about 4 inches, so that the 40 or so of the head chip 1 wafer can be taken. ウエハーからヘッドチップを切り出すには、3枚の基板を接合した後に、ダイサーソーを用いてダイシングにより切り出すこととなる。 To cut out the head chip from the wafer, after bonding the three substrates, so that the cut out by dicing using Daisaso. この時、ダイシング位置とシリコン基板に形成されている薄肉の振動板や振動板に類する薄肉部を持つ構造体との距離が非常に近くに設定される場合があった。 At this time, there is a case where the distance between the structure with thin portions similar to the diaphragm or diaphragm of thin formed on the dicing location and the silicon substrate is very set nearby.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の技術のように、ダイシング位置とシリコン基板に形成されている薄肉の振動板や振動板に類する薄肉部を持つ構造体との距離が近いとダイシング時の振動により、振動板や薄肉部を持つ構造体にクラックが生じる場合がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, according as in the conventional art, the distance between the structure with thin portions similar to the diaphragm or diaphragm of thin formed on the dicing location and the silicon substrate are close the vibration during dicing, there is a crack occurs in the structure with a diaphragm or thin portion. ダイシング時には、ダイサーシートと呼ばれるPE During dicing, PE called dicer sheet
TもしくはPO製のシートに基板を貼り付けて切断する場合があるが、この時に前述のクラックの発生が顕著になる。 Sometimes cut and paste the substrate is T or PO sheet made of, but the occurrence of the aforementioned crack when this is remarkable. 振動板にクラックが生じると振動板と対向電極間にインク等が侵入して、アクチュエータの動作不良を生じることとなる。 Ink or the like from entering between the diaphragm and the counter electrode and cracks in the vibrating plate occurs, and thus cause malfunction of the actuator.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、本発明では、振動板もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体とダイシング位置との距離を100μ To solve the above object, according to an aspect of, the present invention, the vibrating plate or the distance between the structure and the dicing positions having the thin portion comparable to the diaphragm 100μ
m以上離す構成としている。 It is configured to release more than m.

【0006】 [0006]

【作用】本発明の静電アクチュエータにおいては、ダイシング時における過度の振動がシリコン基板に形成されている薄肉の振動板や振動板に類する薄肉部を持つ構造体にかかることを防止することができる。 In the electrostatic actuator of the present invention, it is possible to prevent according to the structure with the thin portion similar to the diaphragm or diaphragm of thin excessive vibration during dicing are formed on a silicon substrate . これは、特にダイシング時にダイサーシートを用いて切断する場合に顕著になる。 This becomes remarkable when cutting using a dicer sheet especially at the time of dicing. 過度の振動がかかることがなくなるために振動板や薄肉部を持つ構造体にクラックが発生することがなくなる。 Thereby preventing the excessive vibration crack structure with diaphragm or thin portion to take is eliminated is generated.

【0007】 [0007]

【発明の実施の形態】図3に静電アクチュエータの展開の一例として、静電アクチュエータ型のインクジェットヘッドの断面図を示す。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As an example of the development of the electrostatic actuator in FIG. 3 shows a cross-sectional view of an electrostatic actuator type inkjet head. 図に示すように、インクジェッドヘッド1は、シリコン基板2を挟み、上側に同じくシリコン製のノズルプレート3、下側にシリコンと熱膨張率が近いホウ珪酸ガラス基板4がそれぞれ積層された3 As shown in the figure, ink jet de head 1, sandwiched silicon substrate 2, likewise made of silicon nozzle plate to the upper 3, the silicon and the thermal expansion coefficient of borosilicate glass substrate 4 near the lower side are laminated respectively 3
層構造となっている。 And it has a layer structure. 中央のシリコン基板2には、その表面からエッチングを施すことにより、独立した5つのインク室5と、1つの共通インク室6と、この共通インク室6を各インク室5に連通しているインク供給路7としてそれぞれ機能する溝が加工されている。 The ink on the silicon substrate 2 in the center, by etching from the surface, where the five ink chambers 5 independent, one of the common ink chamber 6, communicates with the common ink chamber 6 to the ink chambers 5 grooves respectively function as a supply path 7 is processed. これらの溝がノズルプレート3によって塞がれて、各部分5、6、 These grooves are closed by the nozzle plate 3, the parts 5, 6,
7が区画形成されている。 7 is defined and formed.

【0008】ノズルプレート3には、各インク室5の先端側の部分に対応する位置に、インクノズル11が形成されており、これらが各インク室5に連通している。 [0008] The nozzle plate 3 at positions corresponding to the distal end side portion of each ink chamber 5, ink nozzles 11 are formed, it is communicated with the respective ink chambers 5. また、ガラス基板4には共通インク室6に連通するようにインク供給口12が形成されている。 Further, the ink supply port 12 so as to communicate is formed in the common ink chamber 6 to the glass substrate 4. インクは、インク供給口12を通って共通インク室6に供給される。 The ink is supplied to the common ink chamber 6 through the ink supply port 12. 共通インク室6に供給されたインクは、各インク供給路7を通って、独立した各インク室5に供給される。 The ink supplied to the common ink chamber 6 through the ink supply path 7 is supplied to each ink chamber 5 independent.

【0009】独立した各インク室5は、その底壁が薄肉とされて、面外方向、すなわち、図2において上下方向に弾性変位可能な振動板として機能するように設定されている。 [0009] Each ink chamber 5 independent, the bottom wall is a thin, out-of-plane direction, i.e., is configured to function as an elastic displaceable diaphragm in the vertical direction in FIG. したがって、この底壁の部分を、以後の説明の都合上、振動板51と称して説明することもある。 Therefore, there is a portion of the bottom wall, the convenience of the following description, also are referred to as the diaphragm 51. また、シリコン基板2の下側に位置しているガラス基板4 Further, the glass substrate 4 which is located on the lower side of the silicon substrate 2
においては、その上面であるシリコン基板2との接合面に、シリコン基板2の各インク室5に対応した位置に、 To In, at the interface between the silicon substrate 2 is a top, corresponding to each ink chamber 5 of the silicon substrate 2 position,
浅くエッチングされた凹部9が形成されている。 Shallow etched recess 9 is formed. この隙間Gは、封止剤93によって封止されている。 This gap G is sealed by a sealant 93.

【0010】ここで、各インク室5の振動板51は、各インク室側の共通電極として機能する。 [0010] Here, the vibration plate 51 of each ink chamber 5 functions as a common electrode of each ink chamber side. この共通電極としての振動板51に対峙するように、ガラス基板4の凹部表面には、ITOからなるセグメント電極10が形成されており、隙間Gを挟み、共通電極である各インク室振動板51と、対応する各セグメント電極10とが対向電極を形成している。 So as to face the diaphragm 51 as the common electrode, the recessed surface of the glass substrate 4, the segment electrode 10 made of ITO are formed, sandwiching the gap G, are common electrodes each ink chamber diaphragm 51 When the segment electrodes 10 corresponding forms the counter electrode. これらの対向電極の間に駆動電圧を印加するための電圧印加手段21は、図示していない外部からの印字信号に応じて、これらの対向電極間に駆動電圧を印加する。 Voltage applying means 21 for applying a driving voltage between these counter electrodes in response to the print signal from an external, not shown, for applying a driving voltage between these counter electrodes. 電圧印加手段21の一方の出力は個々のセグメント電極10に接続され、他方の出力はシリコン基板2に形成された共通電極端子22に接続されている。 One output of the voltage applying means 21 is connected to each segment electrode 10, the other output is connected to the common electrode terminal 22 formed on silicon substrate 2. シリコン基板2自体は導電性をもつため、この共通電極端子22から振動板51の共通電極に電圧を供給することができる。 Since the silicon substrate 2 itself having conductivity, it is possible to supply a voltage to the common electrode of the diaphragm 51 from the common electrode terminal 22. 本実施例では、シリコン基板2とガラス基板4との接続に陽極接合を用いているので、シリコン基板2の流路形成面側に導電膜を形成してある。 In this embodiment, because of the use of anodic bonding to the connection between the silicon substrate 2 and the glass substrate 4, it is formed a conductive film in the flow path forming surface of the silicon substrate 2. また、シリコン基板2とノズルプレート3は、エポキシ系の接着剤により接着されている。 Further, the silicon substrate 2 and the nozzle plate 3 is bonded with an epoxy adhesive.

【0011】このように構成されたインクジェットヘッドのチップは、ウエハー状態にて接合された状態から、 [0011] chips of the thus constructed ink-jet head, the state of being joined with a wafer state,
ダイシングにより切り出されることとなる。 So that the cut out by dicing. インクジェットヘッドのチップのコストを抑えるためには、1ウエハーから切り出すことのできるチップ数を多くすることが効果的である。 To reduce the chip cost of the ink jet head, it is effective to increase the number of chips that can be cut from 1 wafer. 従って、チップの大きさを可能な限り抑えることが必要となる。 Therefore, it is necessary to suppress as much as possible the size of the chip. このため、インクジェットヘッド構成部材である振動板51の近傍を切断する場合が多くなる。 Therefore, it is often to cut the vicinity of the vibrating plate 51 is an ink jet head constituting member.

【0012】ダイシング工程では、図2に示すように、 [0012] In the dicing step, as shown in FIG. 2,
一般的にPETまたは、PO製のダイサーシート31にウエハー33を貼り付けて行う場合が多い。 Generally PET or, in many cases performed by pasting the wafer 33 to the dicer sheet 31 made of PO. 従って、ダイシング時には、このダイシングシート31も切断することになる。 Therefore, at the time of dicing, so that this dicing sheet 31 is also cut. 特に、インクジェットヘッドのチップを切断する場合には、ダイシング時に用いる冷却液がノズルやインク取り入れ口等の穴から侵入することを防止するため、ウエハー33の両面にダイサーシート31が貼られているため、1枚のダイサーシート31はフルカットされることとなる。 Particularly, in the case of cutting the inkjet head chip, in order to prevent the cooling liquid used during dicing from entering the bore of a nozzle and ink inlet, for dicer sheet 31 is affixed to both sides of the wafer 33 , one dicer sheet 31 is to be full cutting. ダイシングに用いるダイサーソー3 Daisaso 3 to be used for dicing
2は、必ずしもPETまたは、PO製のダイシングシート31を切断するのに適しているわけではない。 2, not necessarily PET or are not suitable for cutting dicing sheet 31 made of PO. このため、ダイサーシート31切断時に切削時の熱により溶けたダイサーシート31がダイサーソー32に付着してダイサーソー32の切断能力を著しく低下させる場合がある。 Therefore, there are cases where dicer sheet 31 melted by the heat during cutting when dicer sheet 31 cut significantly reduces the cutting ability of Daisaso 32 attached to Daisaso 32. ダイサーソー32の切断能力が低下した状態で、ウエハー33を切断した場合、ウエハー33にはダイサーソー32が正常であった時と比較して、大きな振動がかかることとなる。 In a state where the cutting capacity of Daisaso 32 is lowered, when cutting the wafer 33, the wafer 33 as compared with when Daisaso 32 is normal, the large vibration becomes take. この際、図1に示すダイシング位置と振動板51の距離tが狭いと振動板51にクラックが発生する場合がある。 In this case, there may crack in the diaphragm 51 and the dicing position and narrow the distance t of the diaphragm 51 shown in FIG. これは、振動板51の厚みが10μ This thickness of the diaphragm 51 is 10μ
m以下である時により深刻な問題となる。 Becomes a serious problem by the time m is less than or equal to. 図3に示すようなインクジェットヘッドでは、振動板51にクラックが発生すると、隙間Gにインクが侵入することとなる。 In the ink jet head shown in FIG. 3, a crack is generated in the vibrating plate 51, so that the ink from entering the gap G.
隙間Gにインクが侵入すると、インクの表面張力により振動板51とセグメント電極10が貼り付いてしまい、 When ink enters the gap G, it will stick vibration plate 51 and the segment electrode 10 by the surface tension of the ink,
アクチュエータの駆動が不可能となり、インク吐出ができなくなってしまう。 Driving the actuator becomes impossible, it becomes impossible ink ejection.

【0013】このような、ダイシング時の振動板51もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体のクラックを防止するため、本発明ではダイシング位置と振動板51もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体の距離tを100μm以上離す構成をとっている。 [0013] Such diaphragm 51 or at the time of dicing, to prevent cracking of the structure with a thin portion comparable to the diaphragm, diaphragm 51 or the dicing position in the present invention, the vibrating plate and the same degree of the distance t of the structure with a thin portion adopts a structure to separate higher 100 [mu] m. これにより、ダイサーシート31切断時により、ダイサーソー32の切断能力が低下した場合であっても振動板51もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体に過度の振動がかかることがなくなる。 Thus, more time dicer sheet 31 cut, Daisaso 32 vibrating plate 51 or even cutting capability in a case where the reduction in, eliminated can take excessive vibration in a structure with a thin portion comparable to the diaphragm. 従って、振動板51もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体のクラック発生を抑えることができる。 Therefore, the vibration plate 51 or can suppress cracking of structures with the thin portion of the same level as the diaphragm.

【0014】 [0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電アクチュエータでは、ダイシング位置と振動板もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体の距離tを100μ As described in the foregoing, in the electrostatic actuator of the present invention, the dicing position the diaphragm or the distance t of the structure with a thin portion comparable to the diaphragm 100μ
m以上離す構成をとることにより、ダイサーシート切断時により、ダイサーソーの切断能力が低下した場合であっても振動板もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体に過度の振動がかかることがなくなる。 By employing a configuration in which release more than m, and more at dicer sheet cutting, the diaphragm even when the cutting capacity drops of Daisaso or vibration can take excessive in structure with the thin portion of the same level as the diaphragm It is eliminated. 従って、 Therefore,
振動板もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体のクラック発生を抑えることができる。 Diaphragm or, it is possible to suppress the crack generation of structures with the thin portion of the same level as the diaphragm.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の説明図である。 1 is an illustration of the present invention.

【図2】図1の断面を示す図である。 2 is a diagram showing a cross section of Figure 1.

【図3】インクジェットヘッドの一部を示す概略横断面図である。 3 is a schematic cross-sectional view showing a part of the ink jet head.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 インクジェットヘッド 2 シリコン基板 3 ノズルプレート 4 ガラス基板 5 インク室 51 インク室の振動板(共通電極) 6 インク供給路 7 共通インク室 11 インクノズル 12 インク供給口 10 セグメント電極 21 電圧印加手段 22 共通電極端子 31 ダイサーシート 32 ダイサーソー 34 ウエハー 35 ダイシング位置 G 振動板と対向壁の隙間 1 ink jet head 2 silicon substrate 3 nozzle plate 4 diaphragm of the glass substrate 5 ink chamber 51 ink chamber (common electrode) 6 ink supply path 7 common ink chamber 11 ink nozzle 12 the ink supply port 10 segment electrodes 21 voltage applying means 22 common electrode terminal 31 gap dicer sheet 32 ​​Daisaso 34 wafer 35 diced position G diaphragm and the opposing wall

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 表面の結晶面が110面であるシリコンウエハーの1面に薄肉の振動板を形成したシリコンウエハーと、少なくとも1面に前記振動板が変位可能なように凹部を形成したホウケイ酸ガラスウエハーとを陽極接合した後に、ダイシングシートに貼り付けてダイシングにより切断する工程を有する静電アクチュエータにおいて、前記振動板もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体とダイシング位置との距離が100μm以上離れていることを特徴とする静電アクチュエータ。 1. A silicon wafer obtained by forming a thin diaphragm on one surface of the silicon wafer crystal plane of the surface of 110 plane, borosilicate said diaphragm on at least one side has a recess so as to be displaceable a glass wafer after the anodic bonding, the distance in the electrostatic actuator having a step of cutting by dicing stuck on the dicing sheet, the vibration plate or the structural body and the dicing position with the thin portion of the same level as the diaphragm electrostatic actuator but which is characterized in that apart than 100 [mu] m.
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記振動板もしくは、振動板と同程度の薄肉部を持つ構造体の薄肉部の厚さが10μm以下であることを特徴とする静電アクチュエータ。 2. A method according to claim 1, wherein the diaphragm or electrostatic actuators, wherein the thickness of the thin portion of the structure with a thin part of the same degree and the vibration plate is 10μm or less.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7253006B2 (en) 2003-09-01 2007-08-07 Seiko Epson Corporation Device and method for manufacturing bead array, and method for detecting target substance

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