JP4529692B2 - Method for dividing crystalline substrate and method for manufacturing liquid jet head - Google Patents
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Description
本発明は、例えばシリコンウェハー等の結晶性を有する基材に切断予定線を設定し、この切断予定線から基材を切断して複数のパーツに分割する結晶性基材の分割方法、及び、この結晶性基材を用いた液体噴射ヘッドに関する。 The present invention is a method for dividing a crystalline substrate, for example, by setting a planned cutting line on a substrate having crystallinity, such as a silicon wafer, and cutting the substrate from the planned cutting line and dividing it into a plurality of parts, and The present invention relates to a liquid jet head using the crystalline substrate.
圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。 Examples of the liquid ejecting head that ejects liquid droplets from the nozzle openings by causing pressure fluctuations in the liquid in the pressure generating chamber include, for example, an ink jet recording head used in an image recording apparatus such as a printer (hereinafter simply referred to as a recording head). , Color material jet heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, electrode material jet heads used for forming electrodes such as organic EL (Electro Luminescence) displays, FED (surface emitting displays), biochips (biochemical elements) There are bio-organic matter ejecting heads used in the manufacture of
上記記録ヘッドの場合を例に挙げると、複数のノズル開口が開設されたノズルプレート、ノズル開口に通じる圧力発生室等を含む液体流路を形成する流路形成部材、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を具備したアクチュエータユニット等を備えて構成されている。これらの構成部材、特に、上記流路形成部材は、記録画像の高密度化や記録動作の高速化に対応すべく、加工密度や加工精度の向上が要求される。そのため、この流路形成部材の材料としては、例えば、微細な形状を寸法精度良く形成可能なシリコンが好適に用いられる。 Taking the case of the recording head as an example, a nozzle plate having a plurality of nozzle openings, a flow path forming member that forms a liquid flow path including a pressure generation chamber that leads to the nozzle openings, and the pressure in the liquid in the pressure generation chamber The actuator unit is provided with a pressure generating element for imparting fluctuations. These constituent members, particularly the flow path forming member, are required to be improved in processing density and processing accuracy in order to cope with higher recording image density and higher recording operation speed. Therefore, as a material for the flow path forming member, for example, silicon capable of forming a fine shape with high dimensional accuracy is preferably used.
シリコンを基材として流路形成部材を作製する場合には、略円形状のシリコンウェハー上に、流路形成部材となる領域を複数区画し、各領域に液体流路となる部分をエッチングによって形成し、さらに流路形成部材となる部分にノズルプレート等の他の構成部材を組み付けた後、シリコンウェハーを切断予定線で切断して個々のパーツに分割する。シリコンウェハーを分割する方法としては、例えば、ダイサー等の切断機を用いる方法(例えば、特許文献1参照)や、切断予定線に沿ってレーザー光を照射して切断・分割する方法がある(例えば、特許文献2参照)。また、切断予定線上にエッチングによって複数の小さな貫通孔を穿設してブレイクパターンを形成し、シリコンウェハーに外力を加えることによりブレイクパターンを破断して複数のパーツに分割する方法もある(例えば、特許文献3)。これにより、1つのシリコンウェハーから複数の流路形成部材を得ることができる。 When producing a flow path forming member using silicon as a base material, a plurality of areas to be flow path forming members are defined on a substantially circular silicon wafer, and a portion to be a liquid flow path is formed by etching in each area. Further, after assembling other constituent members such as a nozzle plate in a portion to be a flow path forming member, the silicon wafer is cut along a planned cutting line and divided into individual parts. As a method for dividing a silicon wafer, for example, there is a method using a cutting machine such as a dicer (for example, refer to Patent Document 1), and a method for cutting and dividing by irradiating a laser beam along a planned cutting line (for example, , See Patent Document 2). Also, there is a method in which a plurality of small through holes are formed by etching on the planned cutting line to form a break pattern, and the break pattern is broken by applying an external force to the silicon wafer and divided into a plurality of parts (for example, Patent Document 3). Thereby, a plurality of flow path forming members can be obtained from one silicon wafer.
しかしながら、上記特許文献1や特許文献2に開示の分割方法では、分割加工時においてドロスやデブリと呼ばれる加工屑が発生するため、この加工屑のパーツへの付着防止対策を要するのに加え、潤滑油(研削液)や、冷却水などの液体を使用する必要があり、この液体によってパーツを汚染したりダメージを与える虞もある。また、特許文献1のように切断機を利用した分割方法では、例えば、シリコンウェハー上に流路形成部材となる領域を千鳥状に区画した場合等、複雑な形状の切断が難しいという問題があった。また、特許文献2のようにレーザーを利用した分割方法では、完全に切断するまでに長い時間を要するという問題があった。
However, in the dividing methods disclosed in
また、特許文献3のようにエッチングを利用する分割方法では、一般的にはエッチング液を用いたウェットエッチングが行われるが、この場合、エッチングを施す部分以外をマスキングする必要があると共に、エッチング液の温度及び濃度や、エッチング時間等の細かい管理が必要となり、特許文献1や特許文献2に開示のものよりも工程が複雑であるという問題がある。さらには、高周波電圧を印加することで励起したエッチングガスによってエッチングを行うドライエッチングを用いる方法も考えられるが、ウェットエッチングに比べると加工に多くの時間を要するため、現実的ではない。
In addition, in the dividing method using etching as in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工量を可及的に低減して加工時間の短縮及び加工屑の低減を図りつつも分割容易性を確保することが可能な結晶性基材の分割方法、及び、液体噴射ヘッドを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to reduce the amount of processing as much as possible and to ensure the ease of division while shortening the processing time and reducing processing waste. It is another object of the present invention to provide a method for dividing a crystalline substrate and a liquid jet head.
本発明の結晶性基材の分割方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、結晶性を有する基材の表面に切断予定線を設定し、該切断予定線に沿って切断基点を複数形成し、該切断基点から切断予定線に沿って前記基材を切断して複数のパーツに分割する結晶性基材の分割方法であって、
前記切断予定線を結晶方位面方向に設定した場合には、切断予定線上における切断基点の形成数を疎にし、
前記切断予定線を前記基材の表面における結晶方位面と交差する状態に設定した場合には、切断予定線における切断基点の形成数を、切断予定線を結晶方位面方向に設定した場合と比較して密にしたことを特徴とする。
The method for dividing a crystalline base material of the present invention is proposed in order to achieve the above object, and a cutting line is set on the surface of the base material having crystallinity, and cutting is performed along the cutting line. A method for dividing a crystalline base material, wherein a plurality of base points are formed, and the base material is cut along a planned cutting line from the cutting base point to divide the base material into a plurality of parts,
When the planned cutting line is set in the crystal orientation direction, the number of cutting base points on the planned cutting line is sparse,
When the planned cutting line is set to intersect with the crystal orientation plane on the surface of the base material, the number of cutting base points in the planned cutting line is compared with the case where the planned cutting line is set in the crystal orientation plane direction. It is characterized by being dense.
上記構成によれば、結晶方位面方向に設定した切断予定線では、切断基点の形成数を疎にし、結晶方位面と交差する状態に設定した切断予定線では、切断基点の形成数を、切断予定線を結晶方位面方向に設定した場合と比較して密にしたので、加工量を最小限に抑えて加工時間の短縮及び加工屑の低減を図りつつも、基材の分割時には切断予定線に沿って確実に切断することが可能となる。 According to the above configuration, in the planned cutting line set in the crystal orientation plane direction, the number of cutting base points formed is sparse, and in the planned cutting line set in a state intersecting with the crystal orientation plane, the number of cutting base points formed is cut. Since the planned line is denser than when the crystal orientation plane is set, the cutting line is reduced when dividing the base material while minimizing the processing amount to shorten the processing time and reduce processing waste. It becomes possible to cut along with.
また、基材を比較的複雑な形状のパーツに分割する場合であっても当該パーツの形状に沿って切断基点を形成するだけで足りるので、分割形状の自由度をより広く確保することができる。 In addition, even when the base material is divided into parts having a relatively complicated shape, it is only necessary to form the cutting base point along the shape of the part, so that the degree of freedom of the divided shape can be secured more widely. .
上記構成において、前記切断基点が、前記基材の厚さ方向を貫通した貫通孔で構成されていることが望ましい。 The said structure WHEREIN: It is desirable for the said cutting | disconnection base point to be comprised by the through-hole penetrated the thickness direction of the said base material.
また、構成において、前記切断基点を、前記基材の厚さ方向の途中まで穿設された窪みとした構成を採用することもできる。 Moreover, the structure which made the said cutting | disconnection base point into the hollow drilled to the middle of the thickness direction of the said base material can also be employ | adopted.
この構成によれば、切断基点の加工に関し、基板を完全に貫通する必要がないので、加工時間をより短縮すると共に、加工屑の発生をより低減することが可能となる。 According to this configuration, it is not necessary to completely penetrate the substrate for processing the cutting base point, so that the processing time can be further shortened and the generation of processing waste can be further reduced.
上記構成において、前記切断基点が、前記基材の内部にレーザー光を集光し、集光部分のみを損傷させて形成された脆弱部により構成されてもよい。 The said structure WHEREIN: The said cutting | disconnection origin may be comprised by the weak part formed by condensing a laser beam inside the said base material and damaging only a condensing part.
この構成によれば、切断基点を基材の内部のみに形成するので、加工屑の発生をより確実に防止することができる。 According to this configuration, since the cutting base point is formed only inside the base material, it is possible to more reliably prevent the generation of processing waste.
また、本発明の結晶性基材の分割方法は、結晶性を有する基材に切断予定溝を刻設し、該切断予定溝に沿って前記基材を切断して複数のパーツに分割する結晶性基材の分割方法であって、
前記切断予定溝を結晶方位面方向に設定した場合には、切断予定溝の深さをより浅くし、
前記切断予定溝を結晶方位面と交差する状態に設定した場合には、切断予定溝の深さを、切断予定溝を結晶方位面方向に設定する場合よりも深くしたことを特徴とする。
Further, the method for dividing a crystalline base material according to the present invention is a crystal in which a groove to be cut is formed in a base material having crystallinity, and the base material is cut along the planned cutting groove to be divided into a plurality of parts. A method for dividing a functional substrate,
When the cutting planned groove is set in the crystal orientation direction, the depth of the cutting planned groove is made shallower,
When the planned cutting groove is set to intersect the crystal orientation plane, the depth of the planned cutting groove is set deeper than when the planned cutting groove is set in the crystal orientation plane direction.
上記構成によれば、結晶方位面方向に設定した切断予定溝では、その深さをより浅くし、結晶方位面と交差する状態に設定した切断予定溝では、その深さを、切断予定溝を結晶方位面方向に設定した場合と比較して深くしたので、加工量を最小限に抑えて加工時間の短縮及び加工屑の低減を図りつつも、基材の分割時には切断予定線に沿って確実に切断することが可能となる。 According to the above configuration, the depth of the cutting planned groove set in the crystal orientation plane direction is made shallower, and the depth of cutting the cutting planned groove set in a state intersecting with the crystal orientation plane is set to Since it is deeper than the case where it is set in the direction of the crystal orientation plane, the processing amount can be minimized and processing time can be shortened and processing waste can be reduced. It is possible to cut it.
また、本発明の液体噴射ヘッドは、共通液体室又は液体を吐出するノズル開口に通ずる圧力発生室の少なくとも一方の液体流路となる部分が形成された結晶性を有する基材を、上記各構成の結晶性基材の分割方法で分割して得られる流路形成部材を備えることを特徴とする。 In addition, the liquid ejecting head according to the invention includes the above-described structures each having a crystalline base material in which a portion serving as the liquid flow path of at least one of the pressure generation chambers leading to the common liquid chamber or the nozzle opening for discharging the liquid is formed. It is characterized by comprising a flow path forming member obtained by dividing by the method for dividing a crystalline substrate.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、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、インクジェット式記録装置(液体噴射装置の一種。以下、単にプリンタという)に搭載されるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)を例に挙げて行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head) mounted on an ink jet recording apparatus (a type of liquid ejecting apparatus; hereinafter simply referred to as a printer) is taken as an example of the liquid ejecting head of the present invention. To do.
図1は、本実施形態における記録ヘッド1の概略斜視図、図2は、記録ヘッド1の要部断面図である。例示した記録ヘッド1は、カートリッジ基台2(以下、「基台」という)、駆動用基板5、ケース10、流路ユニット11、及び、アクチュエータユニット13を主な構成要素としている。基台2は、例えば、エポキシ系樹脂等の合成樹脂によって成型されており、その上面にはフィルタ3を介在させた状態でインク導入針4が複数取り付けられている。これらのインク導入針4には、インクを貯留したインクカートリッジ(図示せず)が装着されるようになっている。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
駆動用基板5は、図示せぬプリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子19へ供給するための配線パターンが形成されると共に、プリンタ本体側との接続のためのコネクタ6や抵抗やコンデンサ等の電子部品8等を実装している。コネクタ6にはFFC(フレキシブルフラットケーブル)等の配線部材が接続され、駆動用基板5は、このFFCを介してプリンタ本体側から駆動信号を受けるようになっている。そして、この駆動用基板5は、パッキンとして機能するシート7を介在させた状態で、インク導入針4とは反対側の基台2の底面側に配置される。
The
ケース10は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、先端面(下面)には流路ユニット11を接合し、内部に形成された収容空部12内にはアクチュエータユニット13を収容し、流路ユニット11側とは反対側の基板取付面14には駆動用基板5を取り付けるようになっている。また、このケース10の先端面側には、金属製の薄板部材によって作製されたヘッドカバー16が、流路ユニット11の外側からその周縁部を包囲するように取り付けられる。
The
上記アクチュエータユニット13は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子19(圧力発生素子の一種)と、この圧電振動子19が接合される固定板20と、圧電振動子19に駆動用基板5からの駆動信号を伝達するためのTCP(テープキャリアパッケージ)等の配線部材21等から構成される。各圧電振動子19は、固定端部側が固定板20上に接合され、自由端部側が固定板20の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子19は、所謂片持ち梁の状態で固定板20上に取り付けられている。また、各圧電振動子19を支持する固定板20は、例えば厚さ1mm程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット13は、固定板20の背面を、収納空部12を区画するケース内壁面に接着することで収納空部12内に収納・固定されている。
The
流路ユニット11は、弾性板23、流路形成基板24(本発明における流路形成部材に相当)、及びノズルプレート25を積層した状態で接着剤等で接合して一体化することにより作製されており、共通インク室27(本発明における共通液体室に相当)からインク供給口28及び圧力発生室29を通りノズル開口30に至るまでの一連のインク流路(本発明における液体流路に相当)が形成された部材である。流路形成基板24は、インク流路となる部分、具体的には、共通インク室27となる空部、インク供給口28となる溝部、及び、液体を吐出するノズル開口に通ずる圧力発生室29となる空部を隔壁で区画した状態で、ノズルプレート25に開設されたノズル開口30に対応させて複数形成した板状の部材である。本実施形態において、流路形成基板24は、シリコンウェハーをエッチング処理することによって作製されている。なお、流路形成基板24に関し、本実施形態においては、圧力発生室29と共通インク室27の両方を有する構成としたが、要は、共通インク室27又は圧力発生室29の少なくとも一方のインク流路となる部分が形成された構成であればよく、例えば、流路形成基板24とは別の部材によって共通インク室27を形成する構成であっても良い。
The
上記の圧力発生室29は、ノズル開口30の列設方向(ノズル列方向)に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室27は、インクカートリッジに挿入されたインク導入針4側からのインクが導入される室である。そして、この共通インク室27に導入されたインクは、インク供給口28を通じて各圧力発生室29に供給される。弾性板23は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この弾性板23の圧力発生室29に対応する部分には、圧電振動子19の自由端部の先端を接合するための島部32が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。また、弾性板23は、共通インク室27となる空部の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部33としても機能する。このコンプライアンス部33に相当する部分については弾性フィルムだけにしている。
The
そして、この記録ヘッド1において、上記駆動用基板5から配線部材21を通じて駆動信号が供給されると、圧電振動子19が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部32が圧力発生室29に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力発生室29の容積が変化し、圧力発生室29内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル開口30からインク滴(液滴の一種)が吐出される。
In the
図3は、上記流路形成基板24の基材となるシリコンウェハー35の平面図である。例示したシリコンウェハー35は、厚さが流路形成基板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37は、結晶方位面(110)面に設定されている。また、この(110)面に直交する第1の(111)面は、エッチング処理における基準面となるオリエンテーションフラット(OF)を構成している。このシリコンウェハー35のように、結晶性を有する基材は、無作為に外力を加えたり衝撃を与えたりしたときに、結晶が最密な結晶方位面に沿って割れ易い傾向にあり、例えば、上記シリコンウェハー35のような面心立方晶構造(FCC構造)の場合(111)面に沿って割れ易く、また、体心立方構造(BCC構造)の場合(110)面に沿って割れ易い。本実施形態のシリコンウェハー35の場合では、図4に示すように、第1の(111)面(同図A)や、この第1の(111)面に対して約70度の角度を有すると共に(110)面(表面37)に直交する第2の(111)面(同図B)に沿って割れ易い。なお、図4は、あくまで一例を示したものであって、必ずしもこの例のように割れるものとは限らない。
FIG. 3 is a plan view of a
本実施形態においては、シリコンウェハー35の表面37上であって、第1の(111)面方向に横方向の切断予定線L1を設定し、この切断予定線L1に直交する縦方向の切断予定線L2は、第1の(111)面と第2の(111)面の両方に交差するように設定されている。これらの切断予定線L1,L2によって、流路形成基板24となる基板領域24´が複数(本実施形態では10箇所)千鳥状に区画されており、各領域24´内に上記インク流路となる部分(図示せず)がエッチングによって形成されている。なお、上記切断予定線L1,L2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。
In the present embodiment, a planned cutting line L1 in the horizontal direction is set on the
そして、インク流路が形成された各領域24´に、ノズルプレート25や弾性板23等の他の構成部材を組み付けた後、シリコンウェハー35を、切断予定線L1,L2で切断して個々のパーツ(流路ユニット11)に分割する。シリコンウェハー35には、切断予定線L1,L2に沿って切断して個々のパーツに分割するために、割れを誘導するための切断基点40が、各切断予定線L1,L2に沿って複数設けられている。この切断基点40は、本実施形態においては、レーザー光によってシリコンウェハー35の厚さ方向を貫通した貫通孔で構成されており、その形成数は、横方向の切断予定線L1では疎、縦方向の切断予定線L2では切断予定線L1よりも密になっている。つまり、第1の(111)面方向に設定された切断予定線L1は、この第1の(111)面に沿って割れ易いので、この切断予定線L1における切断基点40の形成数は最小限に抑えられている。具体的には、基板領域24´の一片につき3つの切断基点40が形成されている。一方、第1の(111)面と第2の(111)面に交差する状態に設定された切断予定線L2は、切断予定線L1に比べると割れにくいため、切断基点40を密に形成してより脆弱にすることで、分割時に割れを積極的に誘導するようになっている。
Then, after assembling other components such as the
図5は、上記切断基点40の形成に用いられるレーザー加工装置41の構成を説明する模式図である。なお、同図においてシリコンウェハー35については、切断予定線における断面で示している。レーザー加工装置41は、レーザー光を発生するレーザー光源42、このレーザー光源42から発生されたレーザー光の進行方向を調整するための反射ミラー43、及び、反射ミラー43からのレーザー光を複数に分岐してシリコンウェハー35に集光する分岐素子44等から構成されている。本実施形態では、シリコンに対するエネルギー吸収率が高いYAGレーザーを用いて切断基点40を形成する。なお、シリコンウェハー35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。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of a
また、分岐素子44としては、光の回折を利用した光学回折素子や、フレネル型位相格子などを用いることができる。この分岐素子44を用いることにより、複数箇所の同時加工が可能となるので、効率良く切断基点40を形成することができる。そして、切断予定線L1,L2に応じて分岐数を異ならせた2種類の分岐素子44を用い、切断予定線L1と切断予定線L2とで、単位長さ当たりの切断基点40の形成数を変える。即ち、切断予定線L1に沿って切断基点40を形成する場合には、分岐数が比較的少ない分岐素子44を使用することで単位長さ当たりの切断基点40の形成数を疎にする。これに対し、切断予定線L2に沿って切断基点40を形成する場合には、切断予定線L1の場合よりも分岐数が多い分岐素子44をすることで単位長さ当たりの切断基点40の形成数を密にする。
なお、本実施形態においては、分岐素子44がレーザー光の分岐機能と集光機能の両方を有する構成としたが、分岐素子44を分岐機能のみを有するものとし、集光機能を有する集光レンズを別途用いる構成としても良い。
Further, as the
In the present embodiment, the
次に、上記レーザー加工装置41を利用した切断基点40の形成について説明する。なお、加工の際、加工雰囲気を大気圧よりも減圧した状態にするのが望ましい。このようにすると、加工時に飛散して気体となったシリコンの分子が空中を漂う時間が延び、飛散分子が再結合するまでの時間を延すことができるので、吸引等により飛散分子を効率的に排除することができる。その結果、ドロスやデブリ等の加工屑の発生を抑えることが可能となる。
Next, formation of the cutting
レーザー光源42から発生されたレーザー光は、まず反射ミラー43に入射し、この反射ミラー43によって分岐素子44側に向けて反射される。反射ミラー43からのレーザー光は、分岐素子44に入射し、この分岐素子44によって分岐されると共に、シリコンウェハー35の表面37における切断予定線上に集光照射される。これにより、切断予定線における複数箇所が同時に溶融し始め、暫くすると、シリコンウェハー35の厚さ方向を貫通し、切断基点40が形成される。そして、この加工を、図4の矢印で示すように切断予定線に沿って順次行うことで、各切断予定線L1,L2に夫々切断基点40を形成する。
The laser light generated from the
以上の工程を経て切断予定線L1,L2に沿って切断基点40を形成したならば、次に、シリコンウェハー35を切断予定線L1,L2に沿って切断することで、個々のパーツに分割する。このシリコンウェハー35の分割の際、手や治具を用い、切断予定線L1,L2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35の表面に貼着し、このシート部材をシリコンウェハー35の面方向に伸張させることで切断予定線L1,L2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。
Once the cutting base points 40 are formed along the planned cutting lines L1 and L2 through the above steps, the
図6は、エキスパンドブレイクについて説明する模式図である。このエキスパンドブレイクでは、まず、切断基点40が形成されたシリコンウェハー35の表面に、伸張性を有するシート部材47(ダイシングテープ)を貼着する。このシート部材47の周縁部には、内径がシリコンウェハー35の外径(例えば、150mm)よりも大きく(例えば、180mm)設定された保持リング48が取り付けられている。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an expanded break. In this expanded break, first, a sheet member 47 (dicing tape) having extensibility is attached to the surface of the
そして、シート部材47が貼着された状態のシリコンウェハー35は、図6(a)に示すように、テーブル49の上に載置され、その上方には、内径が保持リング48と揃えられたエキスパンドリング50が配置される。この状態でエキスパンドリング50を下方に降下させると、エキスパンドリング50が保持リング48に当接する。その後、エキスパンドリング50をさらに降下させると、これに伴って、図6(b)に示すように、シート部材47が伸張し、シリコンウェハー35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35は、各切断基点40から切断予定線L1,L2に沿って切断され、個々の流路形成基板24に分割される。この際、切断予定線L1は、切断予定線L2よりも切断基点40の数が少ないが、割れが生じやすい第1の(111)面に沿って設定されているので、簡単に切断することができる。一方、切断予定線L2では、切断予定線L1よりも多く形成された切断基点40が切断予定線L2に沿って割れを誘導するので、この切断予定線L2においても確実に切断することができる。
Then, as shown in FIG. 6A, the
以上のように、上記構成によれば、切断予定線をシリコンウェハー35の結晶方位面方向(上記の例では第1の(111)面)に設定した場合には、この切断予定線上における切断基点40の形成数を疎にし、切断予定線を結晶方位面(表面37を除く)と交差する状態に設定した場合には、この切断予定線における切断基点40の形成数を、結晶方位面方向に設定した場合と比較して密にしたので、加工量を最小限に抑えて加工時間の短縮及び加工屑の低減を図りつつも、シリコンウェハー35の分割時には各切断予定線に沿って確実に切断することが可能となる。
As described above, according to the above configuration, when the planned cutting line is set in the direction of the crystal orientation of the silicon wafer 35 (the first (111) plane in the above example), the cutting base point on the planned cutting line is as follows. When the number of formations of 40 is made sparse and the planned cutting line is set to intersect with the crystal orientation plane (excluding the surface 37), the number of cutting base points 40 formed in this planned cutting line is set in the crystal orientation plane direction. Since it is dense compared to the set case, it cuts along the planned cutting lines when dividing the
また、比較的複雑な形状のパーツに分割する場合であっても当該パーツの形状に沿って切断基点40を形成するだけで足りるので、分割形状の自由度をより広く確保することができる。
Further, even when dividing into parts with relatively complicated shapes, it is only necessary to form the
なお、以上では、切断基点40に関し、レーザー光によってシリコンウェハー35の厚さ方向を貫通した貫通孔で構成した例を示したが、必ずしも貫通させる必要はなく、シリコンウェハー35の厚さ方向の途中まで穿設した窪みで構成することもできる。このようにすると、シリコンウェハー35を完全に貫通する必要がないので、加工時間をより短縮すると共に、加工屑の発生をより低減することが可能となる。また、レーザー光に限らず、ダイサー等の切断機を用いて切断基点40を形成することも可能である。これにより、レーザー光を用いる場合よりも短時間の加工で切断基点40を形成することができる。さらに、切断基点40をエッチングによって形成することも可能である。この場合、切断基点40を貫通させずに途中まで穿設した窪みで構成(所謂ハーフエッチング)することで、エッチング液のシリコンウェハー35の裏面への回り込みを防止することができる。したがって、シリコンウェハー35の裏面にマスキングを施す必要が無く、工程を簡略化することができる。
In the above, an example in which the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態においては、例えば、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35の内部にレーザー光を集光し、集光部分のみを損傷させて形成した脆弱部により切断基点40´を構成していることに特徴を有している。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35の表面に切断基点40´を視認することはできない。なお、その他の構成は上記実施形態と同様であるので、その説明は適宜省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, for example, using a femtosecond laser processing apparatus, the laser beam is condensed inside the
図7は、本実施形態における切断基点40´の形成について説明する要部拡大図であり、シリコンウェハー35は、切断予定線における断面で示している。同図において、符号55は、フェムト秒レーザー加工装置からのレーザー光を集光するための集光レンズであり、この集光レンズ55の位置を調整することで、レーザー光の集光点をシリコンウェハー35の内部に設定する。これにより、シリコンウェハー35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35の内部のみに他の部分よりも脆弱な切断基点40´が形成される。この切断基点部40´も、上記実施形態における切断基点40と同様に、シリコンウェハー35の分割時に分割の基点になると共に割れを誘導する機能を果たす。
FIG. 7 is an enlarged view of a main part for explaining the formation of the cutting
本実施形態においても、結晶方位面方向(第1の(111)面)に設定した切断予定線では切断基点40´の形成数を疎にし、結晶方位面と交差する状態に設定した切断予定線では、切断基点40の形成数を、結晶方位面方向に設定した場合と比較して密にすることで、加工量を可及的に低減して加工時間を短縮しつつも分割容易性を確保することが可能となる。特に、本実施形態の場合、切断基点40´をシリコンウェハー35の内部のみに形成するので、加工屑の発生を一層確実に防止することができる。
Also in the present embodiment, in the planned cutting line set in the crystal orientation plane direction (first (111) plane), the number of cutting base points 40 ′ is sparse and the planned cutting line is set to intersect with the crystal orientation plane. Then, by making the number of cutting base points 40 formed dense compared to the case where the crystal orientation plane direction is set, the amount of processing is reduced as much as possible and the processing time is shortened while ensuring the easy division. It becomes possible to do. In particular, in the case of the present embodiment, since the cutting
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図8は、本実施形態におけるシリコンウェハー35の構成を説明する一部拡大図である。上記各実施形態では、切断予定線に切断基点40(40´)を断続的に形成する構成を示したが、本実施形態においては、シリコンウェハー35の切断予定線L1,L2に沿って切断予定溝60を刻設することに特徴を有している。なお、その他の部分は上記実施形態と同様であるので、その説明は適宜省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a partially enlarged view illustrating the configuration of the
本実施形態においては、図9に示すように、結晶方位面方向(第1の(111)面)に設定した切断予定溝60については深さD1をより浅くし、結晶方位面(第1の(111)面及び第2の(111)面)と交差する状態に設定した切断予定溝60については深さD2を、深さD1よりも深くしている。つまり、第1の(111)面方向に設定された切断予定溝60については、深さD1を浅くすることで加工量を可及的に抑え、これにより、加工時間の短縮および加工屑の発生の低減を図っている。一方、結晶方位面(表面37の(110)面を除く)と交差する状態に設定した切断予定溝60は、結晶方位面方向に設定する場合と比べると割れにくいため、深さD2をD1よりも深くして脆弱にすることで、分割時に切断予定線L2に沿って割れを積極的に誘導するようになっている。このように、本実施形態における構成によっても、上記各実施形態と同様な効果を得ることができる。即ち、加工量を最小限に抑えて加工時間の短縮及び加工屑の低減を図りつつも、シリコンウェハー35の分割時には各切断予定線(切断予定溝)に沿って確実に切断することが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the depth D1 of the planned cutting
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。 By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
以上においては、シリコンウェハー35を用いて記録ヘッド1の流路形成基板24を作製する例を示したが、これには限らず、例えば、シリコンウェハーを用いて半導体素子等を作製する場合においても、本発明を適用することができる。
In the above, an example in which the flow
また、以上では、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録ヘッド1を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
In the above description, the ink
1 記録ヘッド,2 カートリッジ基台,3 フィルタ,4 インク導入針,5 駆動用基板,6 コネクタ,7 シート,8 電子部品,10 ケース,11 流路ユニット,12 収容空部,13 アクチュエータユニット,14 基板取付面,16 ヘッドカバー,19 圧電振動子,20 固定板,21 フレキシブルケーブル,23 弾性板,24 流路形成基板,25 ノズルプレート,27 共通インク室28 インク供給口,29 圧力発生室,30 ノズル開口,32 島部,35 シリコンウェハー,37 シリコンウェハーの表面,40 切断基点,41 レーザー加工装置,42 レーザー光源,43 反射ミラー,44 分岐素子,47 シート部材,48 保持リング,49 テーブル,50 エキスパンドリング,55 集光レンズ,60 切断予定溝
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記切断予定線を結晶方位面方向に設定した場合には、切断予定線上における切断基点の形成数を疎にし、
前記切断予定線を前結晶方位面と交差する状態に設定した場合には、切断予定線における切断基点の形成数を、切断予定線を結晶方位面方向に設定した場合と比較して密にしたことを特徴とする結晶性基材の分割方法。 A cutting line is set on the surface of the substrate having crystallinity, a plurality of cutting base points are formed along the cutting line, and the base material is cut from the cutting base line along the cutting line. A method for dividing a crystalline base material, which is divided into
When the planned cutting line is set in the crystal orientation direction, the number of cutting base points on the planned cutting line is sparse,
When the planned cutting line is set to intersect the previous crystal orientation plane, the number of cutting base points formed in the planned cutting line is made dense compared to the case where the planned cutting line is set in the crystal orientation plane direction. A method for dividing a crystalline base material, comprising:
前記切断予定溝を結晶方位面方向に設定した場合には、切断予定溝の深さをより浅くし、
前記切断予定溝を結晶方位面と交差する状態に設定した場合には、切断予定溝の深さを、切断予定溝を結晶方位面方向に設定する場合よりも深くしたことを特徴とする結晶性基材の分割方法。 A method for dividing a crystalline base material, in which a groove to be cut is formed in a base material having crystallinity, and the base material is cut along the planned cutting groove and divided into a plurality of parts,
When the cutting planned groove is set in the crystal orientation direction, the depth of the cutting planned groove is made shallower,
Crystallinity characterized in that, when the cutting-scheduled groove is set in a state intersecting with the crystal orientation plane, the depth of the cutting-scheduled groove is set deeper than when the cutting-scheduled groove is set in the crystal orientation plane direction. Substrate dividing method.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0511442U (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-12 | ローム株式会社 | Tape stretcher |
JPH06188669A (en) * | 1992-12-18 | 1994-07-08 | Rohm Co Ltd | Package base substrate for capacitor built-in piezoelectric oscillator |
JP2002313754A (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Seiko Epson Corp | Break pattern of silicon wafer, silicon substrate and method for manufacturing the break pattern |
JP2004181947A (en) * | 2002-11-19 | 2004-07-02 | Seiko Epson Corp | Manufacturing method for liquid ejection head and liquid ejection head manufactured by this method |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0511442U (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-12 | ローム株式会社 | Tape stretcher |
JPH06188669A (en) * | 1992-12-18 | 1994-07-08 | Rohm Co Ltd | Package base substrate for capacitor built-in piezoelectric oscillator |
JP2002313754A (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Seiko Epson Corp | Break pattern of silicon wafer, silicon substrate and method for manufacturing the break pattern |
JP2004181947A (en) * | 2002-11-19 | 2004-07-02 | Seiko Epson Corp | Manufacturing method for liquid ejection head and liquid ejection head manufactured by this method |
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