JP4546882B2 - Glaze etching apparatus and glaze etching method - Google Patents
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Description
本発明は、化学エッチングによるグレーズエッチング装置及びグレーズエッチング方法に関する。 The present invention relates to a glaze etching apparatus and a glaze etching method using chemical etching.
サーマルヘッド用基板には、アルミナやセラミック材料からなる基板の表面をガラスからなるグレーズ層でコーティングしたグレーズド基板が従来から多用されており、特にサーマルヘッドと印刷媒体の当たりを良好にする構造として、図11(b)に示す凸面部1dを基板表面に有するグレーズド基板1’が知られている。このグレーズド基板1’は、図11(a)に示すように基板1aを全面的に覆う一定膜厚のグレーズ層1bをエッチングにより削って凸部1cを形成した後、グレーズ層1bを再焼成して凸部1cを凸面部1dに変形させることで得られる。グレーズ層1bのエッチング処理は、フッ酸系のエッチング液にグレーズド基板を浸して行う化学エッチング法が一般に採られており、多数のグレーズド基板を同時にエッチングできる。従来では、このフッ酸系エッチング液とグレーズ層に含まれるバリウムとの反応で生成される沈殿物がグレーズ層表面を覆ってエッチング反応を停滞させたりグレーズ層表面を荒らしたりすることを防止するため、1回のエッチング時間を短時間に設定して数回に分けてエッチングし、1回のエッチングが終了する毎に沈殿物を除去していた。従来のグレーズエッチング方法は、例えば特許文献1ないし4に記載されている。
ところで、近年のサーマルヘッドでは、ヘッド小型化を図るべく、グレーズド基板の凸面部の斜面位置に発熱部を形成することが提案されている。しかしながら、従来法で形成されたグレーズド基板の凸面部は斜面角度のばらつきが大きく、この凸面部の斜面位置に発熱部を形成すると印画濃度にムラができ、印画品質及び歩留まりの悪化を招いてしまう。 By the way, in recent thermal heads, in order to reduce the size of the head, it has been proposed to form a heat generating portion on the inclined surface of the convex portion of the glazed substrate. However, the convex portion of the glazed substrate formed by the conventional method has a large variation in the slope angle, and if the heat generating portion is formed at the slope position of this convex portion, the print density becomes uneven, leading to deterioration in print quality and yield. .
そこで本発明者は、凸面部の斜面角度のばらつきが生じた多数のグレーズド基板を仔細に観察してばらつきの要因を検討し、その結果、図11(a)に示す再焼成前のグレーズド基板の凸部高さ(厚み)hと図11(b)に示す再焼成後のグレーズド基板の凸面部の斜面角度θ(凸面部の幅寸法w)とが相関していることを見出した。この相関関係から、グレーズド基板の凸面部の斜面角度θ(凸面部の幅寸法w)のばらつきを抑制するには、グレーズエッチング精度を高め、再焼成前のグレーズド基板の凸部高さhを正確に規定する必要がある。 Accordingly, the present inventor has carefully examined a large number of glazed substrates in which variations in the slope angle of the convex portion have occurred, and studied the factors of the variability, and as a result, the glazed substrate before refiring shown in FIG. It has been found that the height (thickness) h of the convex portion correlates with the slope angle θ (the width dimension w of the convex portion) of the convex portion of the glazed substrate after refiring shown in FIG. From this correlation, in order to suppress the variation in the slope angle θ (the width dimension w of the convex surface portion) of the convex portion of the glazed substrate, the glazing etching accuracy is increased and the convex portion height h of the glazed substrate before refiring is accurately set. It is necessary to stipulate.
本発明は、以上の問題意識に基づき、簡単な構成及び工程で高精度エッチングを実現可能なグレーズエッチング装置及びグレーズエッチング方法を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a glaze etching apparatus and a glaze etching method capable of realizing high-precision etching with a simple configuration and process based on the above problem awareness.
本発明は、エッチング液に浸漬した複数枚のグレーズド基板の間でエッチング反応レートのばらつきをなくすこと、及び、グレーズド基板のエッチング面内におけるエッチング反応レートのばらつきをなくすことに着目したものである。 The present invention focuses on eliminating variations in etching reaction rates among a plurality of glazed substrates immersed in an etching solution, and eliminating variations in etching reaction rates within the etched surface of a glazed substrate.
すなわち、本発明は、グレーズド基板のグレーズ面を化学エッチングするグレーズエッチング装置の態様において、グレーズ面を腐食させるエッチング液を入れたエッチング槽と、このエッチング槽内でグレーズド基板を互いのグレーズ面が対向する一対の状態で複数枚平行に保持し、該グレーズ面をエッチング液に浸漬させるキャリアと、このキャリアに支持された複数枚のグレーズド基板の対向するグレーズ面の間にそれぞれ平行に位置するスキージーユニットと、エッチング液に超音波振動を与える超音波振動子と、超音波振動しているエッチング液中で、グレーズド基板とスキージーユニットとに、該グレーズド基板と平行な平面内において直交二方向の相対運動を与える駆動手段とを備えたことを特徴としている。 That is, the present invention is an embodiment of a glaze etching apparatus that chemically etches a glaze surface of a glazed substrate, and an etching bath containing an etchant that corrodes the glaze surface, and the glazed substrate faces each other in the etching bath. A squeegee unit that is positioned in parallel between a carrier that holds a plurality of sheets in parallel in a pair of states and immerses the glazed surface in an etching solution and a facing glazed surface of a plurality of glazed substrates supported by the carrier. And an ultrasonic vibrator for applying ultrasonic vibration to the etching solution, and a relative motion in two orthogonal directions in a plane parallel to the glazed substrate and the glazed substrate and the squeegee unit in the ultrasonically vibrating etching solution. And a driving means for providing the power.
上記構成によれば、超音波振動しているエッチング液がグレーズ面に接触し、該グレーズ面上に沈殿または堆積しているエッチング残渣(反応生成物)を取り除きながらグレーズ面を腐食するので、グレーズ面のエッチングが促進され、エッチング処理時間が経過してもエッチングレートを良好に維持できる。さらに、グレーズド基板とスキージーユニットには直交二方向の相対運動が与えられているので、エッチング液が一箇所に留まることなく流動し、複数のグレーズド基板間で略均等にエッチングが促進され、同様に、各グレーズド基板のグレーズ面の全域で略均等にエッチングが促進される。これにより、複数のグレーズド基板においても各グレーズド基板のグレーズ面内においても、エッチング深さのばらつきが少なく、高精度エッチングが実現される。 According to the above configuration, the etching solution that is ultrasonically vibrated comes into contact with the glaze surface, and the glaze surface is corroded while removing etching residues (reaction products) precipitated or deposited on the glaze surface. The etching of the surface is promoted, and the etching rate can be maintained satisfactorily even after the etching processing time has elapsed. Furthermore, since the glazed substrate and the squeegee unit are given relative motion in two orthogonal directions, the etching solution flows without staying in one place, and the etching is promoted substantially evenly between the plurality of glazed substrates. Etching is promoted substantially uniformly over the entire glaze surface of each glazed substrate. As a result, even in a plurality of glazed substrates and in the glazed surface of each glazed substrate, variations in etching depth are small, and high-precision etching is realized.
より具体的な構成として、キャリアは、複数枚のグレーズド基板のグレーズ面を鉛直方向と平行に保持することが好ましい。この場合、駆動手段には、キャリアを鉛直方向に揺動させる上下揺動ユニットと、スキージーユニットを水平方向に一括揺動させる左右揺動ユニットとを備える。 As a more specific configuration, the carrier preferably holds the glazed surfaces of a plurality of glazed substrates parallel to the vertical direction. In this case, the drive means includes a vertical swing unit that swings the carrier in the vertical direction and a left and right swing unit that collectively swings the squeegee unit in the horizontal direction.
スキージーユニットは、水平方向に移動自在な状態でキャリアに装着することができる。この態様によれば、スキージーユニットは、鉛直方向には上下揺動ユニットを介してキャリアと一体に揺動し、水平方向には左右揺動ユニットを介してキャリアとは独立に揺動する。 The squeegee unit can be mounted on the carrier while being movable in the horizontal direction. According to this aspect, the squeegee unit swings integrally with the carrier via the vertical swing unit in the vertical direction, and swings independently of the carrier via the horizontal swing unit in the horizontal direction.
スキージーユニットは、グレーズド基板のグレーズ面に平行な平面内で等間隔に並んだ複数の棒状体を備え、この複数の棒状体が複数枚のグレーズド基板の各対向するグレーズ面の間に位置することが好ましい。棒状体を複数備えれば、各棒状体の移動距離が短くなり、スキージーユニットの駆動機構を小型化できる。 The squeegee unit is provided with a plurality of rod-like bodies arranged at equal intervals in a plane parallel to the glaze surface of the glazed substrate, and the plurality of rod-like bodies are positioned between the opposing glaze surfaces of the plurality of glazed substrates. Is preferred. If a plurality of rod-like bodies are provided, the moving distance of each rod-like body is shortened, and the drive mechanism of the squeegee unit can be miniaturized.
超音波振動子は、グレーズド基板の鉛直方向下側からエッチング液に超音波振動を与えることが実際的である。 It is practical for the ultrasonic vibrator to apply ultrasonic vibration to the etching solution from the vertically lower side of the glazed substrate.
また本発明は、グレーズド基板のグレーズ面を化学エッチングするグレーズエッチング方法の態様によれば、グレーズド基板のグレーズ面にエッチングマスクを形成する工程と、このグレーズ面を腐食するエッチング液にグレーズド基板を浸漬し、該グレーズド基板のグレーズ面に対して平行にスキージーを位置させる工程と、エッチング液に超音波振動を与える工程と、超音波振動しているエッチング液中で、グレーズド基板とスキージーとに該グレーズド基板に平行な平面内において直交二方向の相対運動を与えながら、グレーズド基板のグレーズ面をエッチングする工程とを有することを特徴としている。 Further, according to the aspect of the glaze etching method for chemically etching the glaze surface of the glaze substrate, the present invention includes a step of forming an etching mask on the glaze surface of the glaze substrate, and immersing the glaze substrate in an etchant that corrodes the glaze surface. A step of positioning the squeegee parallel to the glazed surface of the glazed substrate, a step of applying ultrasonic vibration to the etching solution, and the glazed substrate and the squeegee in the ultrasonically vibrating etching solution. And a step of etching the glaze surface of the glazed substrate while imparting relative motion in two orthogonal directions within a plane parallel to the substrate.
グレーズド基板は該グレーズ面を鉛直方向と平行にした状態でエッチング液に浸漬して鉛直方向に揺動させ、スキージーはグレーズド基板とは独立に水平方向に揺動させることができる。さらにスキージーは、グレーズド基板と一体に鉛直方向にも揺動させることが好ましい。 The glazed substrate can be swung in the vertical direction by immersing it in an etching solution with the glazed surface parallel to the vertical direction, and the squeegee can be swung in the horizontal direction independently of the glazed substrate. Further, it is preferable that the squeegee be swung in the vertical direction integrally with the glazed substrate.
グレーズド基板は、互いのグレーズ面が対向する一対の状態で複数枚平行に保持してエッチング液に浸漬し、スキージーは、対向する一対のグレーズ面の間に平行にそれぞれ位置させることが好ましい。このようにグレーズド基板のグレーズ面を互いに向き合わせれば、1つのスキージーを一対のグレーズド基板で共用でき、具備するスキージーの本数を減らすことができる。 It is preferable that a plurality of the glazed substrates are held in parallel in a pair of states in which the glazed surfaces face each other and are immersed in the etching solution, and the squeegees are respectively positioned in parallel between the pair of glazed surfaces facing each other. If the glazed surfaces of the glazed substrates face each other in this manner, one squeegee can be shared by a pair of glazed substrates, and the number of squeegees provided can be reduced.
上記スキージーとしては、グレーズド基板のグレーズ面と平行な平面内で等間隔に配置した複数の棒状体を備えたスキージーユニットを用いることができる。このスキージーユニットを用いる場合は、複数の棒状体を複数枚のグレーズド基板の各対向するグレーズ面の間にそれぞれ平行に位置させる。 As the squeegee, a squeegee unit including a plurality of rod-like bodies arranged at equal intervals in a plane parallel to the glaze surface of the glazed substrate can be used. When this squeegee unit is used, a plurality of rod-shaped bodies are positioned in parallel between the facing glaze surfaces of the plurality of glazed substrates.
エッチング液には、グレーズド基板の鉛直方向下側から超音波振動を与えることが実際的である。 It is practical to apply ultrasonic vibration to the etching solution from the vertical lower side of the glazed substrate.
本発明によれば、簡単な構成及び工程で高精度エッチングを実現可能なグレーズエッチング装置及びグレーズエッチング方法を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glaze etching apparatus and the glaze etching method which can implement | achieve highly accurate etching with a simple structure and process can be obtained.
図1は、本発明のエッチング対象であるグレーズド基板を示す断面図である。グレーズド基板1は、アルミナやセラミック材料からなる放熱性に優れた基板1aの表面が、ガラスからなるグレーズ層1bで全面的に覆われて形成されている。グレーズ層1bは、例えば印刷法により、100〜200μm程度の膜厚で形成されている。このグレーズド基板1は、サーマルヘッド基板やイメージセンサ基板等に使用される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a glazed substrate which is an etching target of the present invention. The
図2〜図5は、本発明の一実施形態によるグレーズエッチング装置の構成を示している。グレーズエッチング装置10は、図2に示すように、エッチング液11を入れるエッチング槽12と、エッチング液11に超音波振動を与える超音波振動子13と、複数のグレーズド基板1をエッチング槽12内で保持するキャリア14と、エッチング液11を攪拌するためのスキージーユニット15と、キャリア14を鉛直方向(図示上下方向)に揺動させる上下揺動ユニット16と、スキージーユニット15を水平方向(図示左右方向)に揺動させる左右揺動ユニット17と、使用者が手動で操作するスタートボタン18と、駆動電源19と、この駆動電源19からの電力供給を受けて動作し、スタートボタン18がオンまたはオフ操作されたときに超音波振動子13、上下揺動ユニット16及び左右揺動ユニット17を動作または動作停止させる制御回路20とを備えている。
2 to 5 show the configuration of a glaze etching apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
エッチング液11は、フッ酸と硝酸を主に含むフッ酸系のエッチング液であり、グレーズド基板1のグレーズ層1bを腐食させる。超音波振動子13は、エッチング槽12の底面に配置されており、制御回路20からの駆動開始または停止指令を受けると28〜45kHz程度の超音波振動を開始または停止する。この超音波振動子13による超音波振動は、キャリア14に保持された複数のグレーズド基板1の鉛直方向下側からエッチング液11に与えられる。
The
キャリア14は、複数のグレーズド基板1を列状に並べて保持する。この保持状態では図4に示すように、各グレーズド基板1のグレーズ面1bが鉛直方向(図示上下方向)に平行に向けられ、さらに、隣り合う一対のグレーズド基板1で互いのグレーズ層(グレーズ面)1bが対向する。
The
上下揺動ユニット16は、キャリア14と一体化した上下可動アーム16aを備え、この上下可動アーム16aを制御回路20からの指令に基づいて鉛直方向に揺動させる。上下可動アーム16aは、図2及び図3に示すように平面逆T字形状(図2)且つ断面L字形状(図3)をなし、水平方向に延びてキャリア14に接着固定した水平支持部16bと、この水平支持部16bの略中央から鉛直方向に延びて該水平支持部16b及びキャリア14を支持する鉛直支持部16cとを有している。水平支持部16bはキャリア14の底面を構成し、鉛直支持部16cの端部は上下揺動ユニット16に接続されている。上下揺動ユニット16が上下可動アーム16a(鉛直支持部16c)を鉛直方向に揺動させると、水平支持部16bを介してキャリア14も一体に揺動し、キャリア14に保持された複数のグレーズド基板1も鉛直方向に揺動する。キャリア14は、上下揺動ユニット16を介してエッチング槽12から挿脱可能である。
The
スキージーユニット15は、図2、図4及び図5に示すように、鉛直方向に長い棒状体からなる複数のスキージー15aと、水平方向に延びて複数のスキージー15aを一体に支持する連結支持部15bとを有している。スキージー15aは、キャリア14で保持された複数のグレーズド基板1の対向するグレーズ面1b間にそれぞれ平行に位置し(図4)、各グレーズ面1bと平行な面内にほぼ等間隔で複数本並べられている(図5)。本実施形態では、対向する一対のグレーズ面1bの間隔を10mmに、使用するスキージー15a(棒状体)の直径を5mmにそれぞれ設定しているので、グレーズ面1bとスキージー15aとの間隔は2.5mmとなっている。図4はグレーズド基板1及びスキージーユニット15の配置態様を側面から見て示す模式断面図であり、図5は正面から見て示す模式断面図である。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
左右揺動ユニット17は、スキージーユニット15の連結支持部15bの両端に一対で設けられており、この連結支持部15bの両端に接着固定した左右可動アーム17aを制御回路20からの指令に基づいて水平方向に揺動させる。左右可動アーム17aが水平方向に揺動すると、連結支持部15bを介して複数のスキージー15aが一括して揺動し、対向するグレーズ面1bの間のエッチング液11を攪拌する。各スキージー15aの移動距離は上記一対のグレーズ面1b間に設けるスキージー15aの本数を増やすほど短くなり、スキージー15aの移動距離が短くなれば装置小型化に貢献できる。
The left and right oscillating
スキージーユニット15は、連結支持部15bがキャリア14の上面で水平方向に可動自在に支持されており、この連結支持部15bを介してキャリア14と一体に鉛直方向に移動する。つまり、複数のスキージー15aは、キャリア14に保持された複数のグレーズド基板1とともに上下方向に揺動しつつ、左右方向にも揺動する。
In the
次に、上記構成のグレーズエッチング装置を用いて、図1のグレーズド基板1をエッチングする方法について説明する。
Next, a method for etching the
先ず、図1のグレーズド基板1を準備し、グレーズ面1bの上に所定形状のエッチングマスクを形成する。エッチングマスクは例えば印刷法により形成する。
First, the
次に、複数のグレーズド基板1のグレーズ面1bを互いに向き合わせて一対のグレーズド基板1とし、この一対の状態で複数のグレーズド基板1をそれぞれキャリア14にセットする。続いて、キャリア14にスキージーユニット15をセットして本グレーズエッチング装置(エッチング槽12)に取り付ける。複数のグレーズド基板1とスキージーユニット15をキャリア14にセットすると、図4及び図5に示すように、各グレーズド基板1はグレーズ面1bが鉛直方向を向いて保持され、対向するグレーズ面1b間にそれぞれ複数本のスキージー15aが位置することになる。
Next, the glaze surfaces 1b of the plurality of
続いて、エッチング槽12内にエッチング液11を入れる。エッチング液11には、フッ酸、硝酸を主体とするフッ酸系エッチング液を用いる。エッチング液11の温度は室温程度(24〜25℃)に保たれている。
Subsequently, the
グレーズエッチング装置(エッチング槽12)にキャリア14及びスキージーユニット15をセットする工程と、エッチング槽12にエッチング液11を入れる工程は、順番が逆であってもよい。
The order of setting the
そして、グレーズエッチング装置のスタートボタン18をオン操作する。すると、制御回路20により超音波振動子13、上下揺動ユニット16及び左右揺動ユニット17の各動作がそれぞれ開始される。具体的には、超音波振動子13によりエッチング液11が超音波振動し、この超音波振動しているエッチング液11中で、複数のグレーズド基板1(キャリア14)及び複数のスキージー15aが上下揺動ユニット16を介して鉛直方向に揺動され、さらに複数のスキージー15aは左右揺動ユニット17を介して水平方向にも揺動される。この揺動状態でグレーズド基板1をエッチング液11に5〜10分間程度浸漬させることにより、グレーズ面1bをエッチングする。
Then, the
超音波振動しているエッチング液11は、細かく振動しながらグレーズド基板1のグレーズ面1bに接触するので、グレーズ面1b上に沈殿または堆積しているエッチング残渣(エッチング反応生成物)を取り除き、新たに露出させたグレーズ面1bをさらに腐食する。エッチング中は、上記グレーズ面1bの腐食→エッチング残渣の除去→グレーズ面1bの腐食というサイクルが繰り返され、エッチング反応レートを良好に維持する。
Since the
複数のグレーズド基板1が鉛直方向に揺動すると、この揺動によりエッチング液11がグレーズド基板1の周囲を流動するので、新たなエッチング液11がグレーズ面1bに接触して該グレーズ面1bを腐食し、複数のグレーズド基板1の間で略均等にエッチングが促進される。これにより、グレーズド基板1毎のエッチングばらつきが低減される。
When the plurality of
スキージー15aが鉛直方向及び左右方向に揺動すると、この揺動によりグレーズド基板1のグレーズ面1bの間を流れるエッチング液11が攪拌されるので、エッチング液11は対向させたグレーズ面1bの間で一箇所に滞留することなく、各グレーズ面1bの全域で略均等にエッチングが促進される。これにより、グレーズ面1b内におけるエッチングのばらつきが低減される。本実施形態では、図5に示すように、対向させた一対のグレーズ面1bの間に複数本のスキージー15aを設けているので、1本のスキージー15aの移動距離は短く、高速揺動を実現可能である。
When the
上下揺動ユニット16及び左右揺動ユニット17の揺動速度は、制御回路20によって独立に制御される。揺動速度が遅いと、キャビテーションの影響によりエッチングマスクの端部でエッチングレートが速まり、該端部に凹みが生じてしまう。このエッチングレートのばらつきを低減するには、キャビテーションの影響が小さくなるように上下揺動ユニット16及び左右揺動ユニット17の揺動速度を高速化することが好ましく、適正速度は200〜350mm/秒程度である。
The swing speeds of the
図11(a)に示すようにグレーズド基板1のグレーズ面1bを所望の凸部高さhまでエッチングしたら、スタートボタン18をオフ操作し、エッチングを終了させる。スタートボタン18がオフすると、制御回路20が超音波振動子13、上下揺動ユニット16及び左右揺動ユニット17の動作をすべて停止させる。
When the
図6〜図9は、エッチング方法(スキージーの有無)によるエッチングばらつきの変化を示している。図6及び図7は、上述した本実施形態のエッチング方法で複数のグレーズド基板1をエッチングした実施例、図8及び図9は、スキージー15aは用いずに、超音波振動しているエッチング液11中で複数のグレーズド基板1を鉛直方向に揺動させて複数のグレーズド基板1をエッチングした比較例である。図6及び図8は、グレーズド基板間のエッチング深さのばらつき(図10の鉛直方向のエッチングばらつき)を表し、図7及び図9は、グレーズ面内のエッチング深さのばらつき(図10の水平方向のエッチングばらつき)を表している。図6〜図9において、縦軸はエッチング深さ(μm)、横軸は図10に規定したエッチングライン(エッチング深さの測定位置)である。図6及び図8のエッチングライン[1、2、9、16、23、29、30]はグレーズド基板1の配設位置(鉛直方向の位置)、図7及び図9のエッチングライン[L、L−C、C、C−R、R]はグレーズ面1bの面内位置(水平方向の位置)である。
6 to 9 show changes in etching variation depending on the etching method (with or without squeegee). 6 and 7 are examples in which a plurality of the
上記実施例及び比較例ともに、以下のエッチング条件は同一としてある。 The following etching conditions are the same in both the above examples and comparative examples.
エッチング液11
組成; HF:HNO3:H2O=10%:11.5%:78.5%
液温; 24℃
超音波振動; 28kHz 600W
上下揺動速度;270mm/秒
左右揺動速度;70mm/秒
処理時間;5分
図6を見ると、水平方向の各位置(L、L−C、C、R−C、R)でのグレーズド基板1間のエッチング深さのばらつきを示す折れ線グラフがほぼ同じ傾向を呈しており、そのエッチング深さのばらつきは1μm以内と小さい。図7を見ると、同様に、鉛直方向の各位置(1、2、9、16、23、29、30)でのグレーズ面1b内のエッチング深さのばらつきを示す折れ線グラフがほぼ同じ傾向を呈して重なっており、グレーズ面1b内でのエッチング深さのばらつきも小さいことがわかる。グレーズ面1b内のエッチング深さのばらつきは、最小で0.2μm、最大でも0.6μm以内に収まっている。
Composition; HF: HNO 3 : H 2 O = 10%: 11.5%: 78.5%
Liquid temperature: 24 ° C
Ultrasonic vibration; 28kHz 600W
Vertical rocking speed: 270 mm / sec Horizontal rocking speed: 70 mm / sec Processing time: 5 minutes Looking at FIG. 6, glazed at each position in the horizontal direction (L, LC, C, RC, R) The line graph showing the variation in the etching depth between the
図8を見ると、鉛直方向の中央側に配置したグレーズド基板1ほどエッチング量が小さい傾向にあり、そのエッチング深さは最大で6.32μmも違うことがわかる。図9を見ると、鉛直方向の中央付近に配置したグレーズド基板1(ライン16、9、23)では水平方向の中央部と両端部との間の位置(L−C、R−C)でエッチング量が小さく、鉛直方向の両端側に配置したグレーズド基板1(ライン29、2、30、1)では水平方向の中央部でエッチング量が大きくなっている。グレーズ面1b内のエッチング深さは、すべてのグレーズド基板1において0.6μmを超えてばらついており、最大では2.76μmも違っている。
Referring to FIG. 8, it can be seen that the
上記図6、図7と図8、図9によれば、比較例よりも実施例のほうが、複数のグレーズド基板1間においてもグレーズ面1b内においても、エッチング深さのばらつきが少ないことが明らかである。
According to FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9, it is clear that the variation in the etching depth is smaller in the embodiment than in the comparative example, even between the plurality of
以上のように本実施形態は、超音波振動させたエッチング液11の中で、複数のグレーズド基板1と複数のスキージー15aに直交二方向(鉛直方向、水平方向)の相対運動を与えてグレーズド基板1をエッチングする。腐食されたグレーズ面1bの上にはエッチング残渣(反応生成物)が沈殿または堆積するが、このエッチング残渣はエッチング液11の超音波振動により除去されるので、グレーズ面1bのエッチングを妨げることなく、エッチング処理時間が経過してもエッチングレートを良好に維持できる。また、グレーズド基板1及びスキージー15aの揺動によりエッチング液11が一箇所に滞留することなく流動するので、複数のグレーズド基板1の間で略均等にエッチングが促進され、同様に、グレーズ面1bの全域においても略均等にエッチングが促進される。つまり、グレーズド基板1の位置によるエッチング深さのばらつきもグレーズ面1b内の位置によるエッチング深さのばらつきも低減され、グレーズド基板1の凸部高さhを高精度に規定することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
本実施形態でエッチングしたグレーズド基板1(図11(a))を、例えば部分凸面形状のサーマルヘッド基板に利用する場合は、再焼成によりグレーズド基板1の凸部1cを凸面部1dに変形した部分凸面形状のグレーズド基板1’(図11(b))とする。このとき、図11(a)に示すグレーズド基板1は再焼成前(エッチング後)の凸部高さhが高精度に規定されているので、再焼成後の凸面部1dの形状ばらつきを低減することができる。グレーズド基板1’の凸面部1dの形状ばらつきが小さければ、該凸面部1dの斜面角度θのばらつきも小さく、この凸面部1dの斜面に形成する発熱部の位置を高精度に規定でき、印画品質及び歩留まりを改善できる。
In the case where the glazed substrate 1 (FIG. 11A) etched in the present embodiment is used for a partially convex thermal head substrate, for example, a portion in which the
本実施形態では、グレーズド基板1(キャリア14)を鉛直方向に揺動させ、スキージー15a(スキージーユニット15)を鉛直方向及び水平方向に揺動させているが、グレーズド基板1及びスキージー15aに与える相対運動はグレーズド基板1に平行な平面内で直交する二方向であればよい。また、グレーズド基板1(キャリア14)を本実施形態のように鉛直方向に揺動させる場合は、スキージー15aは水平方向のみ揺動させる構成であってもよい。
In this embodiment, the glazed substrate 1 (carrier 14) is swung in the vertical direction and the
1、1’ グレーズド基板
1a 基板
1b グレーズ層(グレーズ面)
1c 凸部
1d 凸面部
10 グレーズエッチング装置
11 エッチング液
12 エッチング槽
13 超音波振動子
14 キャリア
15 スキージーユニット
15a スキージー
15b 連結支持部
16 上下揺動ユニット
16a 上下可動アーム
16b 水平支持部
16c 鉛直支持部
17 左右揺動ユニット
17a 左右可動アーム
18 スタートボタン
19 駆動電源
20 制御回路
h 凸部高さ(厚み)
w 凸面部の幅寸法
θ 凸面部の斜面角度
1, 1 '
DESCRIPTION OF
w Width of convex surface θ Slope angle of convex surface
Claims (11)
前記グレーズ面を腐食させるエッチング液を入れたエッチング槽と、
このエッチング槽内で前記グレーズド基板を互いのグレーズ面が対向する一対の状態で複数枚平行に保持し、該グレーズ面を前記エッチング液に浸漬させるキャリアと、
このキャリアに支持された複数枚のグレーズド基板の対向するグレーズ面の間にそれぞれ平行に位置するスキージーユニットと、
前記エッチング液に超音波振動を与える超音波振動子と、
超音波振動しているエッチング液中で、前記グレーズド基板と前記スキージーユニットとに、該グレーズド基板と平行な平面内において直交二方向の相対運動を与える駆動手段と、
を備えたことを特徴とするグレーズエッチング装置。 In a glaze etching apparatus that chemically etches the glaze surface of a glazed substrate,
An etching tank containing an etchant that corrodes the glaze surface;
A carrier for holding the glazed substrate in parallel in a pair of states in which the glazed surfaces face each other in the etching tank, and dipping the glazed surfaces in the etching solution,
A squeegee unit positioned in parallel between the opposing glaze surfaces of a plurality of glazed substrates supported by the carrier,
An ultrasonic vibrator for applying ultrasonic vibration to the etching solution;
Drive means for imparting relative motion in two orthogonal directions in a plane parallel to the glazed substrate to the glazed substrate and the squeegee unit in an ultrasonically vibrating etching solution;
A glaze etching apparatus comprising:
グレーズド基板のグレーズ面にエッチングマスクを形成する工程と、
このグレーズ面を腐食するエッチング液に前記グレーズド基板を浸漬し、該グレーズド基板のグレーズ面に対して平行にスキージーを位置させる工程と、
前記エッチング液に超音波振動を与える工程と、
超音波振動しているエッチング液中で、前記グレーズド基板と前記スキージーとに該グレーズド基板に平行な平面内において直交二方向の相対運動を与えながら、前記グレーズド基板のグレーズ面をエッチングする工程と、
を有することを特徴とするグレーズエッチング方法。 In the glaze etching method for chemically etching the glaze surface of the glazed substrate,
Forming an etching mask on the glaze surface of the glazed substrate;
Immersing the glaze substrate in an etchant that corrodes the glaze surface, and positioning the squeegee parallel to the glaze surface of the glaze substrate;
Applying ultrasonic vibration to the etching solution;
Etching the glazed surface of the glazed substrate while imparting relative motion in two orthogonal directions in a plane parallel to the glazed substrate to the glazed substrate and the squeegee in an ultrasonically vibrating etchant;
A glaze etching method comprising:
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