JP4678298B2 - ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
インクジェットヘッドにおいて、インク吐出特性を改善するためには、ノズル部の流路抵抗を調整し、最適なノズル長さになるように、基板の厚さを調整することが望ましい。このようなノズル基板を作製する場合、シリコン基材の一方の面からICP(Inductively Coupled Plasma)放電を用いた異方性ドライエッチングを施し、内径の異なる第1の凹部(噴射口部分となる小径凹部)と第2の凹部(導入口部分となる大径凹部)を2段に形成した後、反対の面から一部分を異方性ウェットエッチングにより掘下げ、ノズル孔の長さを調整する方法が採られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、接着樹脂を介する張り合わせでは、ノズル孔となる凹部内に低粘度の樹脂が入り込むため、シリコン基材から樹脂層を分離する際に樹脂層を剥離することが容易でなく、このため薄板化加工を施したシリコン基材に割れや欠けが生じる場合があった。また、ノズル孔となる凹部内に樹脂詰まりが発生し歩留まりが低下したり、ノズルに詰まった樹脂を除去する工程が必要になるため生産性が低下していた。
シリコン基材にノズル孔を形成する際に、ノズル孔が最適の長さになるように基材の厚さを円滑に調整することができ、この際、シリコン基材が割れることもない。また、両面接着シートを介して貼り合わせるようにしたので、ノズル孔の内部に接着樹脂などの異物が侵入することがなく、歩留まりの向上と生産性の向上を同時に達成することができる。
自己剥離層を備えた両面接着シートを用いて貼り合わせるようにしたので、シリコン基材の薄板化加工時にはシリコン基材に支持基板が強固に接着してシリコン基材を破損することなく加工することができ、処理後には支持基板をシリコン基材から容易に剥離することができる。
シリコン基材の薄板化加工時には自己剥離層を持った側の面でシリコン基材に接着してシリコン基材を破損することなく加工することができ、処理後には自己剥離層を有する面側においてシリコン基材から容易に剥離することができる。
シリコン基材の薄板化加工時には自己剥離層を持った両面でそれぞれシリコン基材と支持基板に強固に接着してシリコン基材を破損することなく加工することができ、処理後には自己剥離層を有する両面においてシリコン基材と支持基板とを容易に剥離することができる。
減圧環境下で貼り合わせることによって、接着界面に気泡が残らないきれいな接着が可能となり、このため研磨加工において薄板化されるシリコン基材の板厚がばらつくことはない。
10Pa以下で貼り合わせることによって、接着界面に気泡が残らない非常にきれいな接着が可能となり、このため研磨加工において薄板化されるシリコン基材の板厚がばらつくことはない。
接着界面にUV照射または加熱を行うことによって、支持基板をシリコン基材から容易に剥離することができる。
シリコン基材の加工時にシリコン基材が割れたりせず、歩留まりの向上と生産性の向上を同時に達成した液滴吐出ヘッドを得ることができる。
歩留まり向上と生産性向上を同時に達成に達成した液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることができる。
歩留まり向上と生産性向上を同時に達成することができるデバイスを得ることができる。
(a) まず、図4(a)に示すように、厚み280μmのシリコン基材100を用意し、熱酸化装置(図示せず)にセットして酸化温度1075℃、酸化時間4時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基材100の表面に膜厚1μmのSiO2 膜101を均一に成膜する。
(b) 次に、図4(b)に示すように、シリコン基材100の接合面(キャビティ基板2と接合されることとなる面であって、大径孔側の面ともいう)100aにレジスト102をコーティングし、第2のノズル孔となる部分110aをパターニングする。
(d) 次に、図4(d)に示すように、シリコン基材100のレジスト102を硫酸洗浄などにより剥離する。
(e) 次に、図4(e)に示すように、シリコン基材100の接合面100a側にレジスト103をコーティングし、第2のノズル孔となる部分110bをパターニングする。
(g) 次に、図5(g)に示すように、シリコン基材100の接合面100a側に設けたレジスト103を、硫酸洗浄などにより剥離する。
(j) 次に、図5(j)に示すように、ICPドライエッチング装置によりSiO2 膜101の開口部を、深さ40μmで垂直に異方性ドライエッチングし、第2のノズル孔11bを形成する。
本実施の形態では、両面接着シート50の接着面のみよりなる面50aを支持基板120の面と向かい合わせ、両面接着シート50の自己剥離層51を備えた側の面50bをシリコン基材100の接合面100aとを向かい合わせ、これらの面を減圧環境下(10Pa以下)、例えば真空中で貼り合わせる。こうすることによって、接着界面に気泡が残らず、きれいな接着が可能になる。接着界面に気泡が残ると、研磨加工で薄板化されるシリコン基材100の板厚がばらつく原因となる。
あるいは、第1のノズル孔11aの先端部の開口を、ドライエッチングで行っても良い。例えば、SF6 をエッチングガスとするドライエッチングで、第1のノズル孔11aの先端部までシリコン基材100を薄くし、表面に露出した第1のノズル孔11aの先端部のSiO2 膜104を、CF4又はCHF3等のエッチングガスとするドライエッチングによって除去してもよい。
(o) 続いて、図6(o)に示すように、シリコン基材100のインク吐出側の面100bにさらに撥インク処理を施す。この場合、F原子を含む撥インク性を持った材料を蒸着やディッピングで成膜し、撥インク層106を形成する。このとき、第1のノズル孔11a及び第2のノズル孔11bの内壁も、撥インク処理される。
(q) 次に、図7(q)に示すように、支持基板120側からUV光を照射する。
(r) こうして、図7(r)に示すように、両面接着シート50の自己剥離層51をシリコン基材100の接合面100a面から剥離させ、支持基板120をシリコン基板100から取り外す。
(s) 次に、図7(s)に示すように、ArスパッタもしくはO2 プラズマ処理によって、シリコン基材100の接合面100a側および第1のノズル孔11a、第2のノズル孔11bの内壁に余分に形成された撥インク層106を除去する。
シリコン基材100にはノズル基板外輪溝が彫られているため、吸着治具70からピックアップする段階でノズル基板1は個片に分割されている。
以上の工程を経ることにより、シリコン基材100よりノズル基板1を形成する。なお、ノズル内に入り込んだ自己剥離層51が、接合面100a側のノズル稜線部に付着して残る場合もあるが、硫酸洗浄等により除去することができる。
以上の工程を経ることにより、ノズル基板1とキャビティ基板2の接合体を形成する。
以上の工程を経ることにより、ノズル基板1、キャビティ基板2及び電極基板3の接合体を形成し、インクジェットヘッド10を完成する。
Claims (8)
- 小径孔側が基材により閉じられ大径孔側が基材表面に開口して2段形状で連通したノズル孔をエッチング加工によってシリコン基材に形成する第一の工程と、前記シリコン基材の大径孔側の面に支持基板を貼り合せる第二の工程と、前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して前記小径孔の先端部を開口させる第三の工程と、前記シリコン基材の小径孔側の面を撥インク処理する第四の工程と、前記支持基板を前記シリコン基材より剥離する第五の工程とを有するノズル基板の製造方法であって、前記第二の工程において、前記シリコン基材との接着面側に紫外線または熱によって接着力が低下する自己剥離層を有する両面接着シートで、前記シリコン基材の大径孔側の面と前記支持基板とを貼り合せることを特徴とするノズル基板の製造方法。
- 前記両面接着シートが、両面に自己剥離層を有し、該自己剥離層を有する両接着面において前記ノズル基板と前記支持基板を接着することを特徴とする請求項1記載のノズル基板の製造方法。
- 前記シリコン基材と前記支持基板との前記両面接着シートを介した貼り合わせを、減圧環境下で行うことを特徴とする請求項1または2に記載のノズル基板の製造方法。
- 前記シリコン基材と前記支持基板との前記両面接着シートを介した貼り合わせを、10Pa以下で行うことを特徴とする請求項3記載のノズル基板の製造方法。
- 前記両面接着シートの自己剥離層を有する接着面にUV照射または加熱をして前記支持基板を前記シリコン基材から剥離するようにしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のノズル基板の製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
- 請求項6記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
- 請求項6記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用してデバイスを製造することを特徴とするデバイスの製造方法。
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