JP2013136161A - 液体噴射装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウェハー基板からパーツを切り出す際に留まりの低下が抑えられ、コストの低減した液体噴射装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】共通液室基板24を切り出す切断予定線210で形成されるT字部分211を中心にした貫通孔220が形成されているので、切断予定線210に沿ってレーザー光310を照射して、T字部分211でレーザー光310のON、OFFの制御誤差によるずれが生じても、貫通孔220内でレーザー光310がON、OFFされる。したがって、切断予定線210でレーザー光310の照射されていない部分や共通液室基板24へレーザー光310が照射されたことによる不規則な割れによる分割不良、亀裂を減少でき、留まりの低下を抑えることができ、コスト削減が達成できる液体噴射装置の製造方法を得ることができる。
【選択図】図9

Description

本発明は、液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置の製造方法に関する。
液体噴射装置として、例えば、ノズルプレートに形成されたノズルと連通する圧力室内のインクを加圧して、ノズルからインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置が知られている。
インクジェット式記録装置は、記録媒体を搬送しながら、記録媒体に液体としてのインク滴を吐出させて記録を行う。
インクジェット式記録ヘッドでは、ノズルがノズル列を形成するように配置され、さらに複数のノズル列が並んで配置されている。配置されたノズル列の塊が長方形状または正方形状である点と、加工の容易さの点から、例えば、インクジェット式記録ヘッドの形状は略直方体で、ノズルが形成される面は略長方形または略正方形である。
また、インクジェット式記録ヘッドは、複数のノズルが開設されたノズルプレートの他、ノズルに通じる圧力発生室を含む液体流路が形成された流路形成部材、圧力発生室の液体に圧力変動を付与するための圧力発生素子、圧力発生素子を保護する封止板等を備えている。これらは積層され、形状もノズルプレートと同様に略直方体である。
インクジェット式記録ヘッドの製造方法として、略円形のウェハー基板から複数のノズルプレート、流路形成基板等の部材、これらの部材を組み合わせた部品、複数のインクジェット式記録ヘッドを取り出す製造方法が知られている。
例えば、ウェハー基板であるシリコンウェハーにレーザー光を照射して、複数のシリコンノズルプレートを切り出す製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、コスト削減のため、1つのウェハー基板から多くの部材、部品、インクジェット式記録ヘッドを取り出す必要がある。以下、部材、部品、インクジェット式記録ヘッド等をパーツと称する。例えば、コスト削減のため、ウェハー基板から取り出すパーツの取り数を増やすために、ウェハー基板に形成するパーツの配置を密にする必要がある。
インクジェット式記録装置にかかわるパーツは、集積回路等と比較して大きく、パーツを構成する辺が直線上となるように格子状にパーツを配置するより、略円形のウェハー基板の外形に合わせて、格子状からずらして交互に配置するほうが、取り数が多くなる。
特開2006−187974号公報
隣り合うパーツの辺が接する切断予定線に沿ってレーザー光を照射する際に、格子状に配置した場合は、切断予定線が直線上に途切れなく続いているので、連続したレーザー光の照射が可能である。
一方、ウェハー基板の形状に合わせて、格子状からずらしてパーツを交互に配置した場合は、切断予定線が他の切断予定線とT字を形成する等し、切断予定線が直線上から途切れるので、連続してレーザー光の照射を行うと、パーツを横切ってレーザー光が照射されてしまうため、レーザー光をON、OFFしなければならない。
レーザー光のON、OFFの機械的制御、電気的制御には制御の誤差があり、切断予定線がT字を形成するところでON、OFFを行うのは難しい。したがって、切断予定線にレーザー光が照射されなかったり、使用するパーツにレーザー光が照射されたりして、分割不良、亀裂が起こり、留まりが低下してコスト削減が困難になる。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
液体を噴射するノズルに連通した圧力室および前記圧力室とつながる連通部を含む液体流路を形成する流路形成基板と、前記圧力室の液体に圧力変動を付与する圧力発生素子と、前記圧力発生素子を内包する保持領域および前記連通部と接続される前記液体の溜りであるリザーバが形成され、前記流路形成基板に接着される直方体の封止基板とを含む液体噴射装置の製造方法であって、ウェハー基板に、前記封止基板を四方格子配列から一部ずらして配置する工程と、前記封止基板に前記リザーバを開口するとともに、前記四方格子配列からずれることによって、前記封止基板を切り出す切断予定線で形成されるT字部分を中心にした貫通孔を形成する工程と、前記切断予定線に沿ってレーザー光を照射する工程とを含むことを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
この適用例によれば、封止基板を切り出す切断予定線で形成されるT字部分を中心にした貫通孔が形成されているので、切断予定線にレーザー光を照射して、T字部分でレーザー光のON、OFFの制御の誤差によるずれが生じても、貫通孔内でレーザー光がON、OFFされる。貫通孔内でレーザー光がON、OFFされることにより、切断予定線でレーザー光の照射されていない部分が減少し、封止基板へのレーザー光の照射が低減する。したがって、切断予定線でレーザー光の照射されていない部分や封止基板へレーザー光が照射されたことによる不規則な割れによる分割不良、亀裂が減少し、留まりの低下が抑えられ、コスト削減が達成できる液体噴射装置の製造方法が得られる。
[適用例2]
上記液体噴射装置の製造方法であって、前記貫通孔は、前記切断予定線が前記T字部分に突き当る方向に沿って、前記T字部分の前記切断予定線が突き当たる点の両側に少なくとも30μmの幅を有することを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
この適用例では、貫通孔の幅が、切断予定線がT字部分で突き当る方向に、切断予定線が突き当たる点の両側に少なくとも30μm以上あるので、T字部分でレーザー光ON、OFFの制御の誤差によるずれが生じても、貫通孔内でレーザー光がより確実にON、OFFされる。貫通孔内でレーザー光がより確実にON、OFFされることにより、切断予定線でレーザー光の照射されていない部分がより減少し、封止基板へのレーザー光の照射がより低減する。したがって、切断予定線でレーザー光の照射されていない部分や封止基板へレーザー光が照射されたことによる不規則な割れによる分割不良、亀裂がより減少し、留まりの低下がより抑えられ、コスト削減がより達成できる液体噴射装置の製造方法が得られる。
[適用例3]
上記液体噴射装置の製造方法であって、前記ウェハー基板は、シリコンウェハー基板であり、前記切断予定線が前記T字部分に突き当る方向の前記貫通孔の側面は、前記シリコンウェハー基板の(111)結晶面でできていることを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
この適用例では、貫通孔のエッチング速度のより向上した液体噴射装置の製造方法が得られる。
プリンターの構成を示す概略構成図。 記録ヘッドの構成を示す分解概略斜視図。 ヘッドユニットの構成を示す分解概略斜視図。 ヘッドユニットの概略断面図。 シリコンウェハーの平面図。 プリンターの製造方法を示すフローチャート図。 貫通孔付近の拡大部分平面図。 レーザー光を照射する様子を示す図。 貫通孔付近でのレーザー照射工程を詳しく示した部分平面図。 貫通孔を形成しなかった場合のレーザー照射工程を詳しく示した部分平面図。
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
また、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度は実際とは異なっている。
以下の説明は、本発明の液体噴射ヘッドとして、インクジェット式プリンター(液体噴射装置の一種で、以下単にプリンター1という)に搭載されるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッド3という)を例に挙げて行う。
まず、プリンター1の概略構成について、図1を参照して説明する。図1は、プリンター1の構成を示す概略構成図である。
図1において、プリンター1は、記録紙等の記録媒体2の表面へ液体状のインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。
プリンター1は、インクを噴射する記録ヘッド3、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構5、記録媒体2を副走査方向に移送するプラテンローラー6等を備えている。ここで、インクは、インクカートリッジ7に貯留されている。インクカートリッジ7は、記録ヘッド3に対して着脱可能に装着される。
なお、インクカートリッジ7がプリンター1の本体側に配置され、インクカートリッジ7からインク供給チューブを通じて記録ヘッド3に供給される構成を採用することもできる。
キャリッジ移動機構5は、タイミングベルト8を備えている。このタイミングベルト8は、DCモーター等のパルスモーター9により駆動される。パルスモーター9が作動すると、キャリッジ4は、プリンター1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録媒体2の幅方向)に往復移動する。
図2は、記録ヘッド3の構成を示す分解概略斜視図である。実施形態における記録ヘッド3は、ケース15と、複数のヘッドユニット16と、ユニット固定板17と、ヘッドカバー18とにより概略構成されている。
ケース15は、内部にヘッドユニット16や図示しない集束流路を収容する箱体状部材であり、上面側に針ホルダー19が形成されている。この針ホルダー19は、インク導入針20を取り付けるための板状部材であり、実施形態においては図1に示したインクカートリッジ7のインクの色に対応させて8本のインク導入針20が、この針ホルダー19に横並びに配設されている。
インク導入針20は、インクカートリッジ7内に挿入される中空針状の部材であり、先端部に開設された図示しない導入孔から図1に示したインクカートリッジ7内に貯留されたインクをケース15内の集束流路を通じてヘッドユニット16側に導入する。
また、ケース15の底面側には、4つのヘッドユニット16が、主走査方向に横並びに位置決めされた状態で各ヘッドユニット16に対応した4つの開口部170を有する金属製のユニット固定板17に接合されると共に、同じく各ヘッドユニット16に対応する4つの開口部180が開設された金属製のヘッドカバー18によってケース15に固定される。
ヘッドユニット16は、ノズルプレート22、フレキシブルケーブル39等を備えている。
ノズルプレート22は、ユニット固定板17に接合されている。
フレキシブルケーブル39は、ヘッドユニット16を駆動する駆動電圧を、図1に示したプリンター1から供給するものである。
例えば、フレキシブルケーブル39としてCOF(Chip On Film)基板を用いることができる。
図3は、ヘッドユニット16の構成を示す分解概略斜視図であり、図4は、ヘッドユニット16の概略断面図である。なお、便宜上、各部材の積層方向を上下方向として説明する。
図3において、実施形態におけるヘッドユニット16は、ノズルプレート22、流路基板23、パーツである封止基板としての共通液室基板24、コンプライアンス基板25等から概略構成され、これらの部材を積層した状態でユニットケース26に取り付けられている。
ノズルプレート22は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル27を列状に開設した板状の部材である。図では、ノズル27の数、大きさは簡略化して示しているが、実施形態では、300dpiに対応するピッチで300個のノズル27を列設することでノズル列が構成されている。実施形態においては、当該ノズルプレート22に2つのノズル列が形成されている。ここで、2つのノズル列は、ノズル27の並んだ方向にノズル27間のピッチの半分だけずれて形成されている。
配置されたノズル列の塊が長方形状または正方形状であり、加工の容易さの点から、例えば、ヘッドユニット16の形状は略直方体で、ノズル27が形成される面は略長方形または略正方形である。
ノズルプレート22は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板またはステンレス鋼等から形成できる。
流路基板23は、その上面(共通液室基板24側の面)に二酸化シリコンからなる極薄い弾性膜30が熱酸化によって形成されている。
図4において、流路基板23には、異方性エッチング処理によって複数の隔壁で区画された圧力室31が各ノズル27に対応して複数形成されている。したがって、圧力室31も列状に形成され、ノズル27の並んだ方向にノズル27間のピッチの半分だけずれている。
流路基板23における圧力室31の列の外側には、共通液室32の一部を区画する連通空部33が形成されている。この連通空部33は、インク供給路34を介して各圧力室31と連通している。
図4において、流路基板23の上面の弾性膜30上には、図示しない共通素子電極と、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる図示しない圧電体層と、金属からなる図示しない個別素子電極とを順次積層することで形成された圧電素子35が圧力室31毎に形成されている。
共通素子電極は、例えば、白金(Pt)などの金属やルテニウム酸ストロンチウム(SrRuO)などの金属酸化物からなる。また、個別素子電極は、例えば、Au、Irなどの金属からなる。
圧電素子35は、所謂撓みモードの圧電素子であり、圧力室31の上部を覆うように形成されている。実施形態において、2列のノズル列に対応して2列の圧電素子列が、ノズル列方向で見て圧電素子35が互い違いとなる状態でノズル列方向に並設されている。
なお、弾性膜30上に形成される電極が個別素子電極で、圧電体層上に形成される電極が共通素子電極である構成を採用することもできる。
実施形態においては、圧力室31の一部を区画する弾性膜30上に各圧電素子35に共通な共通素子電極が、ノズル列方向に沿って同方向に長尺な平面視矩形状に連続的に形成され、その上に圧電体層、個別素子電極が順次積層されて圧電素子35毎にパターニングされている。個別素子電極の長手方向の寸法は、共通素子電極の短尺方向の幅よりも少し長くなっている。
また、個別素子電極の幅方向(短尺方向)の寸法は、圧電素子35の幅と同程度に揃えられている。隣り合うノズル列の間には、各個別素子電極に対応して当該電極に導通する平面視短冊状の個別素子電極端子48(48a、48b)が形成されている。この個別素子電極端子48の長尺方向の寸法は、隣の共通素子電極に接触しない程度の長さに設定されている。また、個別素子電極端子48の幅方向(短尺方向)の寸法は、個別素子電極の幅の寸法に揃えられている。そして、一方(図において左側)のノズル列に対応する個別素子電極端子48aと、他方(図において右側)のノズル列に対応する個別素子電極端子48bとは、ノズル列方向において互い違いに並ぶように一定の間隔で列状に配置されている。これらの個別素子電極端子48は、フレキシブルケーブル39と電気的に接続される部分である。
各圧電素子35は、フレキシブルケーブル39を通じて個別素子電極および共通素子電極間に駆動電圧が印加されることにより変形するように構成されている。
図3および図4において、圧電素子35が形成された流路基板23上には、厚さ方向に貫通した貫通空部36を有する共通液室基板24が配置される。
共通液室基板24の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路基板23の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましい。例えば、流路基板23がシリコン単結晶基板の場合と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成することができる。
また、この共通液室基板24における貫通空部36は、流路基板23の連通空部33と連通して共通液室32の一部を区画する。また、共通液室基板24には、圧電素子35に対向する領域に当該圧電素子35の駆動を阻害しない程度の大きさの圧電素子収容空部37が形成されている。
さらに、共通液室基板24において、隣り合う圧電素子列の間には、基板厚さ方向を貫通した配線空部38が形成されている。この配線空部38内には、平面視において、圧電素子35の個別素子電極端子48等が配置される。
また、共通液室基板24の上面側には、コンプライアンス基板25が配置される。このコンプライアンス基板25における共通液室基板24の貫通空部36に対向する領域には、インク導入針20側からのインクを共通液室32に供給するためのインク導入口40が厚さ方向に貫通して形成されている。
また、このコンプライアンス基板25の貫通空部36に対向する領域のインク導入口40および後述する貫通口25a以外の領域は、極薄く形成された可撓部41となっており、この可撓部41によって貫通空部36の上部開口が封止されることで共通液室32が区画形成される。そして、この可撓部41は、共通液室32内のインクの圧力変動を吸収するコンプライアンス部として機能する。さらに、コンプライアンス基板25の中央部には、貫通口25aが形成されている。この貫通口25aは、ユニットケース26の空部44と連通する。
ユニットケース26は、インク導入口40に連通してインク導入針20側から導入されたインクを共通液室32側に供給するためのインク導入路42が形成されると共に、可撓部41に対向する領域にこの可撓部41の膨張を許容する凹部43が形成された部材である。このユニットケース26の中心部には、厚さ方向に貫通した空部44が開設されており、この空部44内にフレキシブルケーブル39の一端側が挿通されている。ユニットケース26の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。
フレキシブルケーブル39は、ポリイミド等の矩形状のベースフィルムの一方の面に圧電素子35への駆動電圧の印加を制御するための制御IC52が実装されると共に、この制御IC52に接続される個別電極配線のパターンが形成されている。
また、フレキシブルケーブル39の一端部には、図示しない一端側個別電極配線端子が、圧電素子35の各個別素子電極端子48に対応して複数列設され、他端部には、プリンター1本体側からの信号を中継する基板の基板端子部に接続される他端側個別電極配線端子が複数列設されている。そして、フレキシブルケーブル39は、両端部の配線端子以外の配線パターンや制御IC52の表面がレジストで覆われている。
ノズルプレート22、流路基板23、共通液室基板24、コンプライアンス基板25、及び、ユニットケース26は、接着剤や熱溶着フィルム等を間に配置して積層した状態で加熱することで相互に接合される。
以上のように構成されたヘッドユニット16を備える記録ヘッド3は、各ノズルプレート22がプラテンローラー6に対向した状態でノズル列方向が副走査方向と一致するようにキャリッジ4に取り付けられる。そして、各ヘッドユニット16は、インクカートリッジ7からのインクを、インク導入路42を通じてインク導入口40から共通液室32側に取り込み、共通液室32からノズル27に至るインク流路(液体流路の一種)をインクで満たす。そして、フレキシブルケーブル39からの駆動電圧を圧電素子35に供給してこの圧電素子35を撓み変形させることによって、対応する圧力室31内のインクに圧力変動を生じさせ、このインクの圧力変動を利用してノズル27からインクを噴射させる。
以下に、プリンター1の製造方法を、ヘッドユニット16の製造方法のうち、共通液室基板24の製造方法を中心に述べる。
図5は、共通液室基板24の基材となるウェハー基板であるシリコンウェハー200の平面図である。
図5において、シリコンウェハー200に、シリコンウェハー200から取り出す前の矩形の共通液室基板24が、四方格子配列から一部をずらして配置されている。
例えば、シリコンウェハー200の中央部には、共通液室基板24が、共通液室基板24の短辺と平行な方向に5列、長辺と平行な方向に4行の四方格子配列で配置され、短辺方向の両側に2列、3行の四方格子配列を長辺方向に長辺の半分の長さずらして配置され、さらにその外側の両側に1列、2行の四方格子配列を長辺方向に長辺の半分の長さずらして配置され、最も外側に一つの共通液室基板24が長辺方向に長辺の半分の長さずらして配置されている。
例示したシリコンウェハー200は、厚さが共通液室基板24の厚さに等しい400μmに設定されたシリコン単結晶基板であり、その表面は、結晶方位面(110)面に設定されている。共通液室基板24を表す実線は、個々の共通液室基板24を切断して切り離す際の切断予定線210を表している。なお、切断予定線210は、仮想線であっても良いし、実際に引かれた線であっても良い。
図6にプリンター1の製造方法を示すフローチャート図を示した。
プリンター1の製造方法は、シリコンウェハー200に、取り出す前の矩形の共通液室基板24を配置する配置工程としてのステップ1(S1)と、共通液室基板24に貫通孔220を形成する貫通孔形成工程としてのステップ2(S2)と、切断予定線210に沿ってレーザー光310を照射するレーザー照射工程としてのステップ3(S3)とを含む。
配置工程(S1)では、略円形のシリコンウェハー200に、シリコンウェハー200から取り出す前の矩形の共通液室基板24を、シリコンウェハー200からできるだけ多くの共通液室基板24が取り出せるように、図5に示すように、四方格子配列から一部をずらして配置する。
貫通孔形成工程(S2)では、共通液室基板24に図3および図4に示した貫通空部36を開口するとともに、共通液室基板24を切り出す切断予定線210が四方格子配列からずれることによって形成されるT字部分211を中心にした貫通孔220を形成する。
図7に、シリコンウェハー200に貫通孔220を形成したシリコンウェハー200の貫通孔220付近の拡大部分平面図を示した。図7は、図5の破線で示した矩形部分の拡大部分平面図である。
図7において、シリコンウェハー200において切断予定線210が形成するT字部分211を中心に貫通孔220を形成する。ウェットエッチングによって貫通孔220を形成すると、結晶方位によって異方エッチングされて貫通孔220の形状が決まる。図7では、平行四辺形の断面の貫通孔220が形成されている。切断予定線210がT字部分211に突き当る方向の貫通孔220の側面は、シリコンウェハー200の(111)結晶面でできているのが好ましい。
なお、貫通孔220の形状はどのような形状であってもよいし、形成方法もどのような形成方法であってもよい。
また、切断予定線210がT字部分211で突き当る点の両側に少なくとも30μm以上、図7において、貫通孔220の幅Wは、60μm以上が好ましい。
図8は、シリコンウェハー200の切断予定線210にレーザー光310を照射する様子を示す図である。レーザー光310は紙面に向かって左から右に進む。
レーザー照射工程(S3)では、レーザー光源300を用いて、切断予定線210にパルス状のレーザー光310を照射する。照射は、レーザー光310を移動させながら行う。移動は、レーザー光源300を移動させてもよいし、レーザー光源300を固定して、シリコンウェハー200をステージとともに移動してもよい。
レーザー光310の照射には、共通液室基板24の内部にレーザー光310の焦点を合わせて改質領域を形成する工程を含むのが好ましい。例えば、赤外の波長領域のレーザー光であるYAGレーザー(Nd)の1064nmの波長のレーザー光をシリコンウェハー200の内部に焦点が合うように照射する。レーザー光310の照射により、シリコンウェハー200の内部に多結晶シリコンからなる改質領域が形成される。
また、可視の波長領域のYAGレーザー(Nd)の第2高調波532nmの波長のレーザー光310をシリコンウェハー200に照射してもよい。この場合、照射によって、シリコンウェハー200を切断してもよい。
なお、シリコンウェハー200を加工できるものであれば、このYAGレーザーに限らず、他のレーザーを用いることも可能である。
また、フェムト秒レーザー加工装置を用いて、シリコンウェハー200の内部にレーザー光310を集光し、集光部分のみを損傷させてもよい。これにより、シリコンウェハー200の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生する。この光学的損傷によって、シリコンウェハー200の内部のみに他の部分よりも脆弱な部分が形成される。また、このフェムト秒レーザーは、極めて短時間にエネルギーが集光部分に集中するため、熱が発生する前に加工が進行し、集光部分のみの加工が誘起され周囲には損傷が及ばない。つまり、外見上シリコンウェハー200の表面に切断予定線210を視認することはできない。
図8において、共通液室基板24の短辺の切断予定線210にレーザー光310を照射するときは、短辺と長辺とで形成されるT字部分211でレーザー光310の照射を止め、破線で示した切断予定線210を移動中はOFF状態で進み、共通液室基板24を横切らないようにし、短辺の切断予定線210で再度レーザー光310の照射をON状態にする。
図9は、貫通孔220付近でのレーザー照射工程(S3)を詳しく示した部分平面図である。また、図10は、貫通孔220を形成しなかった場合のレーザー照射工程(S3)を詳しく示した部分平面図である。
図9および図10において、(a)はレーザー光310のON、OFFの機械的制御、電気的制御の精度により、T字部分211の長辺に達するより早めにOFFになった場合、(b)はT字部分211の長辺を通り過ぎてOFFになった場合を示している。図9では、分割後の様子を(c)に、図10では、分割後の様子を(c)および(d)に示した。
図9(a)において、T字部分211の長辺に達するより早めにレーザー光310がOFFになった場合でも、貫通孔220の中でレーザー光310がOFFになる。
一方、図9(b)において、T字部分211を通り過ぎて、レーザー光310がOFFになった場合でも、貫通孔220の中でレーザー光310がOFFになる。
図9(c)において、分割を行った後でも貫通孔220の形状を保って図7に示したT字部分211が分割される。
図10(a)において、T字部分211の長辺に達するより早めにレーザー光310がOFFになった場合、切断予定線210でレーザー光310が照射されない部分が残る。
一方、図10(b)において、T字部分211を通り過ぎて、レーザー光310がOFFになった場合、共通液室基板24にレーザー光310が照射されてしまう。
図10(c)において、T字部分211の長辺に達するより早めにレーザー光310がOFFになった場合、分割を行ったときに、切断予定線210でレーザー光310が照射されない部分から不規則に割れてしまう。
一方、図10(d)において、T字部分211を通り過ぎて、レーザー光310がOFFになった場合、分割を行ったときに、共通液室基板24まで達しているレーザー光310の照射部分から、共通液室基板24に内部に向かってさらに不規則に亀裂が生じる。
レーザー光310の照射によって、シリコンウェハー200を切断する以外の場合、例えば、共通液室基板24の内部にレーザー光310の焦点を合わせて改質領域を形成した場合、個々の共通液室基板24に分割する必要がある。
このシリコンウェハー200の分割の際、手や治具を用い、切断予定線210に曲げ応力を作用させることで分割するようにしてもよいが、以下では、一例として、伸張性を有するシート部材を分割前のシリコンウェハー200の表面に貼着し、このシート部材をシリコンウェハー200の面方向に伸張させることで切断予定線210に沿って切断させる所謂エキスパンドブレイクによる分割を説明する。
このエキスパンドブレイクでは、まず、切断予定線210に沿ってレーザー光310が照射されたシリコンウェハー200の表面に、伸張性を有するシート部材(ダイシングテープ)を貼着する。このシート部材の周縁部には、内径がシリコンウェハー200の外径よりも大きく設定された保持リングが取り付けられる。
そして、シート部材が貼着された状態のシリコンウェハー200を、例えば、テーブルの上に載置し、その上方には、内径が保持リングと揃えられたエキスパンドリングを配置する。この状態でエキスパンドリングを下方に降下させると、エキスパンドリングが保持リングに当接する。その後、エキスパンドリングをさらに降下させると、これに伴って、シート部材が伸張し、シリコンウェハー200は、中心から放射状に引っ張られる。その結果、シリコンウェハー200は、切断予定線210に沿って切断され、個々の共通液室基板24に分割される。
このような実施形態によれば、以下の効果がある。
(1)共通液室基板24を切り出す切断予定線210で形成されるT字部分211を中心にした貫通孔220が形成されているので、切断予定線210に沿ってレーザー光310を照射して、T字部分211でレーザー光310のON、OFFの制御誤差によるずれが生じても、貫通孔220内でレーザー光310がON、OFFされる。貫通孔220内でレーザー光310がON、OFFされることにより、切断予定線210でレーザー光310の照射されていない部分を減少でき、共通液室基板24へのレーザー光310の照射を低減できる。したがって、切断予定線210でレーザー光310の照射されていない部分や共通液室基板24へレーザー光310が照射されたことによる不規則な割れによる分割不良、亀裂を減少でき、留まりの低下を抑えることができ、コスト削減が達成できるプリンター1の製造方法を得ることができる。
(2)貫通孔220の幅が、切断予定線210がT字部分211で突き当る方向に沿って、切断予定線210が突き当たる点の両側に少なくとも30μm以上あるので、T字部分211でレーザー光310のON、OFFの制御誤差によるずれが生じても、貫通孔220内でレーザー光310がより確実にON、OFFされる。貫通孔220内でレーザー光310がより確実にON、OFFされることにより、切断予定線210でレーザー光310の照射されていない部分がより減少し、共通液室基板24へのレーザー光310の照射をより低減できる。したがって、切断予定線210でレーザー光310の照射されていない部分や共通液室基板24へレーザー光310が照射されたことによる不規則な割れによる分割不良、亀裂をより減少でき、留まりの低下がより抑えられ、コスト削減がより達成できるプリンター1の製造方法を得ることができる。
(3)貫通孔220のエッチング速度のより向上したプリンター1の製造方法を得ることができる。
以上、実施形態を説明したが、上述したものに限定されるものではない。
例えば、共通液室基板24を切り出す前のシリコンウェハー200に、弾性膜30や圧電素子35等が形成されたウェハー状の流路基板23を、圧電素子35が圧電素子収容空部37に収まるように組み付けた後に、圧力室31、連通空部33をエッチングによって形成し、個々のパーツに分割してもよい。
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド3を、また液体噴射装置の一例としてプリンター1を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
1…プリンター、2…記録媒体、3…記録ヘッド、4…キャリッジ、5…キャリッジ移動機構、6…プラテンローラー、7…インクカートリッジ、8…タイミングベルト、9…パルスモーター、10…ガイドロッド、15…ケース、16…ヘッドユニット、17…ユニット固定板、18…ヘッドカバー、19…針ホルダー、20…インク導入針、22…ノズルプレート、23…流路基板、24…共通液室基板、25…コンプライアンス基板、25a…貫通口、26…ユニットケース、27…ノズル、30…弾性膜、31…圧力室、32…共通液室、33…連通空部、34…インク供給路、35…圧電素子、36…貫通空部、37…圧電素子収容空部、38…配線空部、39…フレキシブルケーブル、40…インク導入口、41…可撓部、42…インク導入路、43…凹部、44…空部、48…個別素子電極端子、48a…個別素子電極端子、48b…個別素子電極端子、52…制御IC、170…開口部、180…開口部、200…シリコンウェハー、210…切断予定線、211…T字部分、220…貫通孔、300…レーザー光源、310…レーザー光。

Claims (3)

  1. 液体を噴射するノズルに連通した圧力室および前記圧力室とつながる連通部を含む液体流路を形成する流路形成基板と、前記圧力室の液体に圧力変動を付与する圧力発生素子と、前記圧力発生素子を内包する保持領域および前記連通部と接続される前記液体の溜りであるリザーバが形成され、前記流路形成基板に接着される直方体の封止基板とを含む液体噴射装置の製造方法であって、
    ウェハー基板に、前記封止基板を四方格子配列から一部ずらして配置する工程と、
    前記封止基板に前記リザーバを開口するとともに、前記四方格子配列からずれることによって、前記封止基板を切り出す切断予定線で形成されるT字部分を中心にした貫通孔を形成する工程と、
    前記切断予定線に沿ってレーザー光を照射する工程とを含む
    ことを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
  2. 請求項1に記載の液体噴射装置の製造方法において、
    前記貫通孔は、前記切断予定線が前記T字部分に突き当る方向に、前記T字部分の前記切断予定線が突き当たる点の両側に少なくとも30μmの幅を有する
    ことを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
  3. 請求項1または請求項2に記載の液体噴射装置の製造方法において、
    前記ウェハー基板は、シリコンウェハー基板であり、前記切断予定線が前記T字部分に突き当る方向の前記貫通孔の側面は、前記シリコンウェハー基板の(1111)結晶面でできている
    ことを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017069285A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法

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