JP4910746B2 - 基材の分割方法、及び液滴吐出ヘッドの製造方法。 - Google Patents
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Description
本実施形態は、基材の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び基板の製造方法の一例として、複数の液滴吐出ヘッドが形成されたマザーヘッド基板を個別の液滴吐出ヘッドに分割する工程で用いられる分割方法を例に説明する。
最初に、本実施形態でマザーヘッド基板を液滴吐出ヘッドに分割するために用いるレーザ加工装置10について、図1を参照して説明する。図1は、レーザ加工装置の構成を示す模式図である。
ここで、レーザ加工の一例である多光子吸収による改質領域40(図2参照)の形成について、説明する。加工対象物Wが当てられた光に対して透過性を有する材料からなっていても、当該材料の吸収のバンドギャップEgよりも光子のエネルギhνが非常に大きいと吸収が生じる。この吸収を多光子吸収と言う。多光子吸収を加工対象物Wの内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギが熱エネルギに転化することで、加工対象物Wの内部に微小クラックが形成される。あるいは、レーザ光のパルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物Wの内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギが熱エネルギに転化せずに、イオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。本実施形態では、これらの微小クラック形成領域や屈折率変化領域を改質領域40と呼ぶ。
最初に液滴吐出ヘッド102の構成について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、液滴吐出ヘッドの一部を切り取った状態を模式的に示す分解斜視図であり、図4は、液滴吐出ヘッドの模式断面図である。図3及び図4に示したように、液滴吐出ヘッド102は、ノズルプレート120、流路形成基板110、封止実装基板125、弾性シート140、後述する直載ドライバ106(図3では図示省略)、及び流路形成基板110上に形成される弾性膜150等からなる圧電アクチュエータ104、を有している。なお、直線的に配置されるノズル孔121が液滴を吐出する吐出口であり、1列のノズル孔121は全て同色の液滴を吐出する。したがって、異なる色の液滴を吐出するためには、上記ノズル孔121の列を複数有するヘッドを形成する。液滴吐出ヘッド102は、複数のノズル孔121から成るノズル列を2本有している。図3には、2本のノズル列のうちの1本のノズル列に対応する部分の構成を示しており、図4には、2本のノズル列の各1個のノズル孔121を示している。カラー印刷を行う場合は、さらに多くのノズル列を有するヘッドを形成するか、複数のヘッドを並列して用いる。
次に、マザーヘッド基板102Aの構成について、図5及び図6を参照して説明する。図5は、液滴吐出ヘッドの一部分を構成する各要素が形成された基板を積層する態様を示す模式図である。ノズルプレート120を区画形成した基板A、流路形成基板110を区画形成した基板B、封止実装基板125を区画形成した基板C、弾性シート140を区画形成した基板Dの、計4枚の基板を、接着剤等で接合する。なお、ノズルプレート120、流路形成基板110、封止実装基板125、弾性シート140の境界は、基板A、基板B、基板C、基板Dに区画形成された状態では形成されていない。したがって、実際には視認できないが、区画形成されたそれぞれのノズルプレート120、流路形成基板110、封止実装基板125、弾性シート140を明示するために、図5では実線で表記している。
マザーヘッド基板102Aは、上述したレーザ加工装置10を用いたレーザスクライブ方法によって、個々の液滴吐出ヘッド102に分割される。図6(a)及び(b)に二点鎖線で示した区画面195に、図2を参照して説明したように改質帯44を形成し、改質帯44の近傍に弱い曲げ力又は引張り力を加えることで、改質帯44の部分で分割して、液滴吐出ヘッド102を分離する。
上述したように、マザーヘッド基板102Aは、基板C上に形成された封止実装基板125の上に、基板A、基板B、又は基板Dを、それぞれ個別のノズルプレート120、流路形成基板110、又は弾性シート140に分割したものを接合して形成する。また、流路形成基板110は、基板Bに区画形成される。上述した基板Cを分割することによりマザーヘッド基板102Aを液滴吐出ヘッド102に分離する工程と同様の工程を実行して、基板Bを分割することで、個々の流路形成基板110を形成する。流路形成基板110が、部材及び構成部材に相当し、基板Bが、基材及びマザー構成部材に相当する。
(1)改質領域40を形成することによって改質帯44を形成する工程に先立って、残留するエッチング保護膜119の、少なくとも区画面195を覆う部分を除去するため、残留するエッチング保護膜119によって改質領域40を形成するためのレーザ光が遮られることを、抑制することができる。
Claims (9)
- 基材とエッチング保護膜とを接着する接着工程と、
前記基材の前記エッチング保護膜に覆われていない領域をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチング保護膜にレーザ光を集光することによって、前記エッチング保護膜のレーザ光が集光された領域を除去する保護膜除去工程と、
前記保護膜除去工程にて前記エッチング保護膜から露出した前記基材の領域にレーザ光を集光することによって、前記基材に改質領域を形成する改質領域形成工程と、
前記基材を前記改質領域に沿って分割する分割工程と、を有することを特徴とする基材の分割方法。 - 前記基材と前記エッチング保護膜とを接着する接着領域は、前記基材の外周部であることを特徴とする請求項1に記載の基材の分割方法。
- 前記エッチング工程と保護膜除去工程との間に、前記基材の前記エッチング保護膜に覆われていない領域に液滴吐出ヘッドを構成する要素が形成された基板を接合する基板接合工程を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の基材の分割方法。
- 前記エッチング保護膜は樹脂材料を含み、前記保護膜除去工程において、炭酸ガスレーザ、又はNd:YAG−SHGレーザを用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基材の分割方法。
- 前記エッチング保護膜は樹脂材料を含み、前記保護膜除去工程において、Nd:YAG−THGレーザ、又はNd:YAG−FHGレーザを用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基材の分割方法。
- 前記保護膜除去工程において、レーザマーカを用いてレーザ光の光軸の方向を変動させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基材の分割方法。
- 前記改質領域形成工程において、前記改質領域の列を形成することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の基材の分割方法。
- 前記基材は単結晶シリコンからなり、前記改質領域形成工程において、Nd:YAG基本波レーザを用いることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の基材の分割方法。
- 基材の一方の面にエッチング保護膜を接着する接着工程と、
前記基材の他方の面をエッチングすることによって、前記基材に封止実装基板を形成するエッチング工程と、
前記エッチング保護膜の前記封止実装基板に接する部分を除去する第一保護膜除去工程と、
前記一方の面に弾性シートを接合し、前記他方の面に流路形成基板及びノズルプレートを接合する基板接合工程と、
前記基材に残留する前記エッチング保護膜にレーザ光を集光することによって、前記エッチング保護膜のレーザ光が集光された領域を除去する第二保護膜除去工程と、
第二保護膜除去工程にて前記エッチング保護膜から露出した前記基材の領域にレーザ光を集光することによって、前記基材に改質領域を形成する改質領域形成工程と、
前記基材を前記改質領域に沿って分割する分割工程と、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
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