JP4911239B2 - 積層構造体基板および液滴吐出ヘッド基板、積層構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を透過可能な基板を含む積層構造体基板および液滴吐出ヘッド基板、積層構造体の製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。

レーザ光を透過可能な基板を含む積層構造体として、共通インク室が厚さ方向に貫通して形成された封止基板と、複数の圧電体能動部を並設した薄膜ピエゾと複数の圧電体能動部に対応した複数の圧力発生室とが形成されたアクチュエータ基板とを積層させ、複数のノズルが形成されたノズルプレートを複数の圧力発生室に連通するように接着接合させた液滴吐出ヘッドが知られている（特許文献１）。この封止基板とアクチュエータ基板は、いずれもシリコン単結晶からなり、ＹＡＧレーザ光を透過する。

上記液滴吐出ヘッドの製造方法では、封止基板とアクチュエータ基板とを加熱接着した後に、封止基板の表面から共通インク室を異方性エッチングにより形成する。また、アクチュエータ基板の表面から圧力発生室とこれに繋がるインクキャビティを異方性エッチングにより形成する。封止基板側の共通インク室とアクチュエータ基板側のインクキャビティとの間には、薄膜ピエゾを構成する弾性膜と下電極膜が介在しており、これをレーザ光を照射して除去し、高精度で連通口を形成可能としている。

また、このようなシリコン単結晶からなる基板のレーザ加工方法としては、パルスレーザ光を光学レンズなどの集光手段を用いて基板の内部に集光させ、集光点において多光子吸収による内部改質層を形成する方法が知られている（特許文献２）。この方法によれば、内部改質層を切断予定ラインに沿って形成することにより、基板に外部応力を加えて内部改質層を起点としたスクライブ（分割）が可能であるとしている。

特開２００５−３４８４９号公報（頁６〜８） 特開２００２−１９２３６７号公報

上記液滴吐出ヘッドを実際に製造する際には、別々のウェハ状のシリコン基板に封止基板やアクチュエータ基板をそれぞれ複数区画形成し、これらのシリコン基板を接着接合することによって複数個分の液滴吐出ヘッドを同時に製造している。このような複数の液滴吐出ヘッドが区画形成された積層構造体基板から１つの液滴吐出ヘッドを取り出す方法としては、ダイシング法などの湿式切断法は形成された素子への水分の影響があり好ましくないため、シリコン基板にレーザ光を照射してスクライブする乾式切断法が考えられる。

しかしながら、各シリコン基板は、有機材料を主体とする接着層を介して接合されており、接着層の部分にレーザ光の集光点を位置させて照射しても、当該部分に内部改質層は形成されない。すなわち外部応力を加えても容易に分割することができないという課題があった。

本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、区画形成された積層構造体を接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な積層構造体基板および液滴吐出ヘッド基板、この積層構造体の製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の積層構造体基板は、第１の構造体が複数区画形成された基板の表面に、複数の第１の構造体に対応して複数の第２の構造体が接着層を介して接合された積層構造体基板であって、少なくとも基板は、レーザ光を透過する部材からなり、第１の構造体と第２の構造体とが積層されてなる積層構造体を区画する領域において、基板の接合面側には、レーザ光を照射して分割するための切断予定ライン上に沿って凹部が設けられ、少なくとも凹部の切断予定ライン上には接着層が介在しない状態で基板と第２の構造体とが接着接合されていることを特徴とする。

この構成によれば、積層構造体を区画する領域において、基板の接合面側に設けられた凹部の切断予定ライン上には、接着層が介在しない状態で基板と第２の構造体とが接着接合されている。したがって、レーザ光を切断予定ライン上に沿って照射し、基板の厚み方向に内部改質層を形成すれば、接着層が介在しない部分で該内部改質層を起点として基板を分割することができる。すなわち、基板に区画形成された積層構造体を接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な積層構造体基板を提供することができる。また、基板に複数区画形成された第１の構造体に第２の構造体を接合する際に、基板の接合面側に凹部が設けられているので、転写法により接着層を基板の接合面側に形成すれば、少なくとも凹部の切断予定ライン上には接着層が介在しない状態を容易に構成した積層構造体基板を提供することができる。

本発明の他の積層構造体基板は、第１の構造体が複数区画形成された第１の基板と、第２の構造体が複数区画形成された第２の基板とを、接着層を介して接合された積層構造体基板であって、第１の基板および第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、第１の構造体と第２の構造体とが積層されてなる積層構造体を区画する領域において、第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側には、レーザ光を照射して分割するための切断予定ライン上に沿って凹部が設けられ、接合面の少なくとも切断予定ライン上には接着層が介在しない状態で第１の基板と第２の基板とが接着接合されていることを特徴とする。

この構成によれば、積層構造体を区画する領域において、接合面の少なくとも切断予定ライン上には接着層が介在しない状態で第１の基板と第２の基板とが接着接合されている。したがって、レーザ光を切断予定ライン上に沿って照射し、各基板の厚み方向に内部改質層を形成すれば、接着層が介在しない部分で該内部改質層を起点として各基板を分割することができる。すなわち、区画形成された積層構造体を接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な積層構造体基板を提供することができる。また、第１の基板と第２の基板とを接合する際に、いずれか一方の接合面に凹部が設けられているので、転写法により接着層を凹部が設けられた接合面側に形成すれば、接合面の少なくとも切断予定ライン上には接着層が介在しない状態を容易に構成した積層構造体基板を提供することができる。

これらの発明の積層構造体基板において、上記凹部の深さは、接着層の厚みよりも大きいことが好ましい。これによれば、転写法により接着層を凹部が設けられた接合面側に形成すると、凹部の深さは、接着層の厚みよりも大きいので接着層が凹部の内底面部まで届かず、ほぼ凹部の幅方向に渡って接着層が転写されない状態を構成することができる。よって、レーザ光を照射してスクライブする際に、切断予定ラインを多少外れてレーザ光が照射されても、接着層が介在しない部分でスクライブが可能となり、より接着層に影響されずに積層構造体を容易に取り出すことが可能な積層構造体基板を提供することができる。

本発明の液滴吐出ヘッド基板は、複数のアクチュエータと複数のアクチュエータに対応する複数の圧力発生室とを有するアクチュエータ基板が複数区画形成された第２の基板と、封止室を有する封止基板が複数区画形成された第１の基板とを、封止室により複数のアクチュエータを封止するように第１の接着層を介して接合させ、複数のノズルが形成されたノズルプレートを複数の圧力発生室に連通するように第２の接着層を介して接合させた液滴吐出ヘッド基板であって、第１の基板および第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、接合された封止基板とアクチュエータ基板とを有する液滴吐出ヘッドを区画する領域において、第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側には、レーザ光を照射して分割するための切断予定ライン上に凹部が設けられ、接合面の少なくとも切断予定ライン上には第１の接着層が介在しない状態で第１の基板と第２の基板とが接着接合されていることを特徴とする。

この構成によれば、接合された封止基板とアクチュエータ基板とを有する液滴吐出ヘッドを区画する領域において、接合面の少なくとも切断予定ライン上には第１の接着層が介在しない状態で第１の基板と第２の基板とが接着接合されている。したがって、レーザ光を切断予定ライン上に沿って照射し、各基板の厚み方向に内部改質層を形成すれば、第１の接着層が介在しない部分で該内部改質層を起点として各基板を分割することができる。すなわち、区画形成された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッド基板を提供することができる。また、第１の基板と第２の基板とを接合する際に、いずれか一方の接合面に凹部が設けられているので、転写法により第１の接着層を凹部が設けられた接合面側に形成すれば、接合面の少なくとも切断予定ライン上には第１の接着層が介在しない状態を容易に構成した液滴吐出ヘッド基板を提供することができる。

上記凹部の深さは、接合面において第１の接着層の厚みよりも大きいことが好ましい。これによれば、転写法により第１の接着層を凹部が設けられた接合面側に形成すると、凹部の深さは、第１の接着層の厚みよりも大きいので第１の接着層が凹部の内底面部まで届かず、ほぼ凹部の幅方向に渡って第１の接着層が転写されない状態を構成することができる。よって、レーザ光を照射してスクライブする際に、切断予定ラインを多少外れてレーザ光が照射されても、第１の接着層が介在しない部分でスクライブが可能となり、より第１の接着層に影響されずに液滴吐出ヘッドを容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッド基板を提供することができる。

また、上記凹部が、第１の基板の接合面側に設けられ、凹部の深さは、接合面における封止室の深さに対して略同等であることを特徴とする。これによれば、第１の基板に封止室を形成すると同時に凹部を形成すれば、封止室の深さに対して略同等な凹部を設けることができる。すなわち、新たな加工工程を必要とせずに、より効率的に第１の接着層の厚みよりも深い凹部を設けて、区画形成された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッド基板を提供することができる。

本発明の積層構造体の製造方法は、第１の構造体と第２の構造体とが接着層を介して積層された積層構造体の製造方法であって、レーザ光を透過可能な基板に第１の構造体を複数区画形成する工程と、基板の接合面側に、第１の構造体を区画する領域において分割するための切断予定ライン上に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、基板の接合面側に凹部を避けて接着層を形成し、基板と複数の第２の構造体とを接合する接合工程と、レーザ光を切断予定ライン上に沿って照射して基板の厚み方向に内部改質層を形成するレーザ照射工程とを備えたことを特徴とする。

この方法によれば、接合工程では、基板の接合面側に切断予定ライン上に沿って形成された凹部を避けて接着層を形成し、基板と複数の第２の構造体とが接合される。よって、レーザ照射工程では、接着層が介在しない凹部の切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射して基板の厚み方向に内部改質層が形成される。したがって、接着層が介在しない部分で該内部改質層を起点として基板を分割することができる。すなわち、区画形成された積層構造体を接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

上記凹部形成工程では、凹部の深さが接着層の厚みよりも大きくなるように凹部を形成し、接合工程では、基板の接合面側に接着層を転写して形成することが好ましい。これによれば、凹部は、その深さが接着層の厚みよりも大きくなるように形成される。したがって、接合工程で、基板の接合面側に接着層を転写すれば、接着層は、凹部の内底面まで届かないので、凹部のほぼ幅方向に渡って接着層が介在しない状態で、基板と複数の第２の構造体とが接合される。ゆえに、レーザ照射工程で、切断予定ラインを多少外れてレーザ光が照射されても、接着層が介在しない部分でスクライブが可能となり、より接着層に影響されずに積層構造体を容易に取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、基板の接合面に対して反対側の表面から切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射することが好ましい。基板の厚み方向に内部改質層を形成するには、基板内部にレーザ光の集光点が位置するようにレーザ光を照射する必要がある。レーザ光の入射面が平坦な状態（望ましくは鏡面）でないと基板に入射したレーザ光の屈折状態が安定せずに、集光点を結びにくい状態となる。これによれば、レーザ照射工程では、基板の接合面に対して反対側の表面から切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射する。接合面に形成された凹部の内底面を平坦な状態にすることは加工が複雑となり困難である。よって、基板の接合面に対して反対側の表面からレーザ光を照射することにより、切断予定ライン上に沿った基板内部に安定的に集光点を結ばせることができる。すなわち、基板の厚み方向に内部改質層を安定的に形成して、積層構造体を容易に取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、レーザ光の集光点を基板の厚み方向に順次ずらして切断予定ライン上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、厚み方向に連続した内部改質層を形成することが好ましい。これによれば、レーザ照射工程では、基板の厚み方向に連続した内部改質層が形成されるため、基板が厚い状態であっても外部応力を加えれば内部改質層を境にして分割することができる。すなわち切断予定ラインを外れた外形不良の発生を低減して、積層構造体を容易に且つ歩留まりよく取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

本発明の他の積層構造体の製造方法は、第１の構造体と第２の構造体とが接着層を介して積層された積層構造体の製造方法であって、第１の基板に第１の構造体を複数区画形成する工程と、第２の基板に第２の構造体を複数区画形成する工程と、第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、第１の構造体と第２の構造体とが積層されてなる積層構造体を区画する領域において分割するための切断予定ライン上に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、凹部が形成された第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、凹部を避けて接着層を形成して、第１の基板と第２の基板とを接合する接合工程と、第１の基板および第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、レーザ光を切断予定ライン上に沿って照射して、第１の基板と第２の基板の厚み方向に内部改質層を形成するレーザ照射工程とを備えたことを特徴とする。

この方法によれば、接合工程では、第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に切断予定ライン上に沿って形成された凹部を避けて接着層を形成し、第１の基板と第２の基板とが接合される。よって、レーザ照射工程では、接着層が介在しない凹部の切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射して第１の基板と第２の基板の厚み方向に内部改質層が形成される。したがって、接着層が介在しない部分で該内部改質層を起点として各基板を分割することができる。すなわち、接合された第１の基板と第２の基板とに区画形成された積層構造体を接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

上記凹部形成工程では、凹部の深さが接着層の厚みよりも大きくなるように凹部を形成し、接合工程では、凹部が形成された第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、接着層を転写して形成することが好ましい。これによれば、凹部は、その深さが接着層の厚みよりも大きくなるように形成される。したがって、接合工程で、凹部が形成された第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に接着層を転写すれば、接着層は、凹部の内底面まで届かないので、凹部のほぼ幅方向に渡って接着層が介在しない状態で、第１の基板と第２の基板とが接合される。ゆえに、レーザ照射工程で、切断予定ラインを多少外れてレーザ光が照射されても、接着層がない部分でスクライブが可能となり、より接着層に影響されずに区画形成された積層構造体を容易に取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、第１の基板と第２の基板のそれぞれにおいて、接合面に対して反対側の表面から切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射することが好ましい。これによれば、レーザ照射工程では、接合面側に形成された凹部をレーザ光が通過することなく、第１の基板と第２の基板の内部に集光点を安定的に結ぶことができる。したがって、第１の基板と第２の基板のそれぞれの厚み方向に内部改質層を安定的に形成して、区画形成された積層構造体を容易に取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、第１の基板と第２の基板のそれぞれにおいて、レーザ光の集光点を厚み方向に順次ずらして切断予定ライン上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、厚み方向に連続した内部改質層を形成することが好ましい。これによれば、レーザ照射工程では、各基板の厚み方向に連続した内部改質層が形成されるため、各基板が厚い状態であっても外部応力を加えれば内部改質層を境にして分割することができる。すなわち切断予定ラインを外れた外形不良の発生を低減して、区画形成された積層構造体を容易に且つ歩留まりよく取り出すことが可能な積層構造体の製造方法を提供することができる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、封止室を有する封止基板と、複数のアクチュエータを有するアクチュエータ部と複数のアクチュエータに対応する複数の圧力発生室とを有するアクチュエータ基板と、複数のノズルを有するノズルプレートとを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、第１の基板に封止室を複数区画形成する工程と、第２の基板にアクチュエータ部を複数区画形成する工程と、第１の基板の接合面側に、封止基板を区画する領域において分割する切断予定ライン上に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、第１の基板の接合面側に凹部を避けて第１の接着層を形成し、第１の基板と第２の基板とを封止室により複数のアクチュエータを封止するように第１の接着層を介して接合する接合工程と、第１の基板が接合された第２の基板に複数の圧力発生室を形成すると共に、アクチュエータ基板を区画する領域をエッチングにより除去する工程と、第２の基板とノズルプレートとを圧力発生室にノズルが連通するように第２の接着層を介して接合する工程とを有し、第１の基板および第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、レーザ光を切断予定ライン上に沿って照射して、第１の基板の厚み方向に内部改質層を形成するレーザ照射工程とを備えたことを特徴とする。

この方法によれば、接合工程では、第１の基板の接合面側に切断予定ライン上に沿って形成された凹部を避けて第１の接着層を形成し、第１の基板と第２の基板とが接合される。よって、レーザ照射工程では、第１の接着層が介在しない凹部の切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射して第１の基板の厚み方向に内部改質層が形成される。したがって、第１の接着層が介在しない部分で該内部改質層を起点として第１の基板を分割することができる。また、第２の基板に複数区画形成されたアクチュエータ基板は、エッチングにより区画された領域が除去される。すなわち、アクチュエータ基板とノズルプレートとが接着接合された第１の基板をレーザ光の照射によりスクライブして、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

上記凹部形成工程では、凹部の深さが第１の接着層の厚みよりも大きくなるように凹部を形成し、接合工程では、第１の基板の接合面側に第１の接着層を転写して形成することが好ましい。これによれば、凹部は、その深さが第１の接着層の厚みよりも大きくなるように形成される。したがって、接合工程で、凹部が形成された第１の基板の接合面側に第１の接着層を転写すれば、第１の接着層は、凹部の内底面まで届かないので、凹部のほぼ幅方向に渡って第１の接着層が介在しない状態で、第１の基板と第２の基板とが接合される。ゆえに、レーザ照射工程で、切断予定ラインを多少外れてレーザ光が照射されても、第１の接着層が介在しない部分でスクライブが可能となり、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、第１の基板の接合面に対して反対側の表面から切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射することが好ましい。これによれば、レーザ照射工程では、接合面側に形成された凹部をレーザ光が通過することなく、第１の基板の内部に集光点を安定的に結ぶことができる。したがって、第１の基板の厚み方向に内部改質層を安定的に形成して、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、レーザ光の集光点を第１の基板の厚み方向に順次ずらして切断予定ラインに沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、厚み方向に連続した内部改質層を形成することが好ましい。これによれば、レーザ照射工程では、第１の基板の厚み方向に連続した内部改質層が形成されるため、第１の基板が厚い状態であっても外部応力を加えれば内部改質層を境にして分割することができる。すなわち切断予定ラインを外れた外形不良の発生を低減して、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に且つ歩留まりよく取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

本発明の他の液滴吐出ヘッドの製造方法は、封止室を有する封止基板と、複数のアクチュエータを有するアクチュエータ部と複数のアクチュエータに対応する複数の圧力発生室とを有するアクチュエータ基板と、複数のノズルを有するノズルプレートとを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、第１の基板に封止室を複数区画形成する工程と、第２の基板にアクチュエータ部を複数区画形成する工程と、第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、封止基板とアクチュエータ基板とが積層される液滴吐出ヘッドを区画する領域において分割する切断予定ライン上に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、凹部が形成された第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、凹部を避けて第１の接着層を形成して、第１の基板と第２の基板とを封止室により複数のアクチュエータを封止するように第１の接着層を介して接合する接合工程と、第１の基板が接合された第２の基板に複数の圧力発生室を形成する工程と、第２の基板とノズルプレートとを圧力発生室にノズルが連通するように第２の接着層を介して接合する工程とを有し、第１の基板および第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、レーザ光を切断予定ライン上に沿って照射して、第１の基板と第２の基板の厚み方向に内部改質層を形成するレーザ照射工程とを備えたことを特徴とする。

この方法によれば、接合工程では、第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に切断予定ライン上に沿って形成された凹部を避けて第１の接着層を形成し、第１の基板と第２の基板とが接合される。よって、レーザ照射工程では、第１の接着層が介在しない凹部の切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射して第１の基板と第２の基板の厚み方向にそれぞれ内部改質層が形成される。したがって、第１の接着層が介在しない部分で該内部改質層を起点として各基板を分割することができる。すなわち、接着接合された第１の基板と第２の基板をレーザ光の照射によりスクライブして、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

上記凹部形成工程では、凹部の深さが第１の接着層の厚みよりも大きくなるように凹部を形成し、接合工程では、凹部が形成された第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、第１の接着層を転写して形成することが好ましい。これによれば、凹部は、その深さが第１の接着層の厚みよりも大きくなるように形成される。したがって、接合工程で、凹部が形成された第１の基板と第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に第１の接着層を転写すれば、第１の接着層は、凹部の内底面まで届かないので、凹部のほぼ幅方向に渡って第１の接着層が介在しない状態で、第１の基板と第２の基板とが接合される。ゆえに、レーザ照射工程で、切断予定ラインを多少外れてレーザ光が照射されても、第１の接着層が介在しない部分でスクライブが可能となり、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、第１の基板と第２の基板のそれぞれにおいて、接合面に対して反対側の表面から切断予定ライン上に沿ってレーザ光を照射することが好ましい。これによれば、レーザ照射工程では、接合面側に形成された凹部をレーザ光が通過することなく、第１の基板と第２の基板の内部に集光点を安定的に結ぶことができる。したがって、第１の基板と第２の基板の厚み方向にそれぞれ内部改質層を安定的に形成して、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

また、上記レーザ照射工程では、第１の基板と第２の基板のそれぞれにおいて、レーザ光の集光点を厚み方向に順次ずらして切断予定ライン上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、厚み方向に連続した内部改質層を形成することが好ましい。これによれば、レーザ照射工程では、第１の基板と第２の基板の厚み方向に連続した内部改質層が形成されるため、第１の基板や第２の基板が厚い状態であっても外部応力を加えれば内部改質層を境にして分割することができる。すなわち切断予定ラインを外れた外形不良の発生を低減して、封止基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとが積層された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずに容易に且つ歩留まりよく取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

これらの発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、上記凹部形成工程において第１の基板の接合面側に凹部を形成する場合、第１の基板に封止室を複数区画形成する工程にて、封止室と同時に凹部をエッチングによって形成することが好ましい。これによれば、第１の基板に封止室を複数区画形成する工程で同時に凹部を形成すれば、封止室の深さに対して略同等な凹部を形成することができる。すなわち、新たな加工工程を必要とせずに、より効率的に凹部を形成して、区画形成された液滴吐出ヘッドを第１の接着層に影響されずにレーザ光の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

液滴吐出ヘッドの構造を示す要部分解斜視図。 液滴吐出ヘッドの構造を示す概略断面図。 液滴吐出ヘッド基板を示す概略平面図。 実施形態１の液滴吐出ヘッドの製造方法を示すフローチャート。 実施形態１の液滴吐出ヘッドの製造方法を示す概略断面図。 分割された基板の断面を示す斜視図。 実施形態２の液滴吐出ヘッドの製造方法を示すフローチャート。 実施形態２の液滴吐出ヘッドの製造方法を示す概略断面図。

本発明の実施形態は、レーザ光を透過する基板を含む積層構造体基板としての液滴吐出ヘッド基板、積層構造体としての液滴吐出ヘッドの製造方法を例に説明する。

（実施形態１）
（液滴吐出ヘッド）
図１は、液滴吐出ヘッドの構造を示す要部分解斜視図である。図１に示すように積層構造体としての液滴吐出ヘッド１０は、第１の構造体としての封止基板１と、アクチュエータとしての圧電体能動部６が複数並設されたアクチュエータ部としての薄膜ピエゾ２と、複数の圧電体能動部６に対応して形成された複数の圧力発生室３ａを有する第２の構造体としてのアクチュエータ基板３と、複数のノズル４ａを有するノズルプレート４とを備えている。

封止基板１は、厚みおよそ４００μｍの面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、一方の表面側に窪む封止室１ａと厚み方向に貫通する共通液体室１ｂとを有している。

封止基板１の他方の表面（図中上側）には、可撓性材料からなる封止膜５ａと共通液体室１ｂに対応した開口部５ｃを有する固定板５ｂとにより構成されたコンプライアンス基板５が接合されている。

薄膜ピエゾ２は、アクチュエータ基板３の一方の表面に形成されるものであり、まず熱酸化により厚さおよそ１〜２μｍのシリコン酸化膜からなる弾性膜２ａを形成する。その上に、蒸着法あるいはスパッタ法により、厚さおよそ０．２μｍの白金からなる下電極膜２ｂと、厚さおよそ１μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層６ａと、厚さ０．１μｍの白金からなる上電極膜６ｂとが順に積層されている。

下電極膜２ｂは、薄膜ピエゾ２の共通電極の機能を果たしている。その上に積層される圧電体層６ａと上電極膜６ｂは、アクチュエータ基板３に形成される複数の圧力発生室３ａに対応してパターニング形成され、圧電体能動部６を構成している。また、封止基板１の共通液体室１ｂに連通する連通部２ｃがパターニング形成され開口している。そして、上電極膜６ｂには、金等からなるリード電極６ｃがアクチュエータ基板３の端部まで延設されている。

アクチュエータ基板３は、厚みおよそ７０μｍの面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、隔壁３ｂによって複数区画形成された圧力発生室３ａと、各圧力発生室３ａに液体を送り込むための流路となるオリフィス３ｅと、封止基板１の共通液体室１ｂに繋がる連通口３ｃを備えた連通部３ｄとを有している。また、ノズルプレート４に面する表面３ｇには、熱酸化により絶縁膜３ｆが形成されている。絶縁膜３ｆは、これをエッチングしてパターニングすることにより、後に圧力発生室３ａ、連通部３ｄ、オリフィス３ｅをエッチング形成する際のマスクとして用いられる。

ノズルプレート４は、ステンレス等の金属薄板であり、アクチュエータ基板３の複数の圧力発生室３ａに対応した複数のノズル４ａが開口している。

図２は、液滴吐出ヘッドの構造を示す概略断面図である。図２に示すように、実際の液滴吐出ヘッド１０は、図１に示した積層構造体が２つ配列した状態のものであり、ノズルプレート４に複数のノズル４ａが２列に設けられた、所謂２連のものである。

封止基板１は、薄膜ピエゾ２の複数の圧電体能動部６を封止室１ａにより封止するようにアクチュエータ基板３に第１の接着層としての接着層９を介して接合されている。また、ノズルプレート４は、複数のノズル４ａが各圧力発生室３ａに連通するようにアクチュエータ基板３に第２の接着層としての接着層１１を介して接合されている。

封止基板１の表面１ｃには、圧電体能動部６を駆動するための駆動用ＩＣ（図示省略）が能動面を上方に向けて平面実装される。そして、中央側に露出したリード電極６ｃと駆動用ＩＣとがワイヤーボンディングにより接続される構造となっている。

このような液滴吐出ヘッド１０は、封止膜５ａと固定板５ｂとからなるコンプライアンス基板５の一部に配管（図示省略）が接続され、共通液体室１ｂに配管を通じて液体が導入される。導入された液体は、薄膜ピエゾ２の連通部２ｃとアクチュエータ基板３の連通部３ｄおよびオリフィス３ｅを通じて各圧力発生室３ａに充填される。駆動用ＩＣから圧電体能動部６に電圧が印加されると、圧電体能動部６が撓むことにより圧力発生室３ａの体積が変化し、充填された液体に圧力が加わってノズル４ａから液体が液滴として吐出される。

（積層構造体基板としての液滴吐出ヘッド基板）
次に積層構造体基板としての液滴吐出ヘッド基板について説明する。図３は、液滴吐出ヘッド基板を示す概略平面図である。図３に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッド基板１００は、封止基板１が複数区画形成された第１の基板１０１と、アクチュエータ基板３が複数区画形成された第２の基板１０３と、アクチュエータ基板３に対応した２連のノズル列４ｂを備えるノズルプレート４とが順次積層され接合されている。また、図示しないが図３の背面側には、同様にそれぞれコンプライアンス基板５が接合されている。すなわち、液滴吐出ヘッド基板１００には、複数の液滴吐出ヘッド１０が区画形成された状態となっている。図３の斜線部は、個々の液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２を示している。

図３に示すように液滴吐出ヘッド１０は、ＸおよびＹ方向に並列して区画形成されていると共に、液滴吐出ヘッド基板１００の形成領域を有効に利用するために部分的に千鳥状に区画形成されている。このような液滴吐出ヘッド基板１００から液滴吐出ヘッド１０を取り出すには、領域１０２を通過する切断予定ライン４０に沿ってスクライブ（分割）する必要がある。したがって、回転するブレードを用いて切断予定ライン４０に沿って切り込むダイシング法では、複数区画形成されたすべての液滴吐出ヘッド１０を分割して取り出すことができない。

この場合、第１の基板１０１と第２の基板１０３は、いずれもシリコン単結晶基板からなり、ＹＡＧなどのレーザ光を透過する。

そして、接着層９を介して第２の基板１０３と接合された第１の基板１０１の接合面には、第１の基板１０１を区画する領域１０２において、切断予定ライン４０上に沿って凹部７（図５参照）が設けられている。凹部７の切断予定ライン４０上には、接着層９が介在しない状態で、第１の基板１０１と第２の基板１０３とが接合されている。第２の基板１０３に複数区画形成されたアクチュエータ基板３は、エッチングによって領域１０２に対応する部分が取り除かれている。凹部７の切断予定ライン４０上に接着層９が介在していると、接着層９自体をレーザ光の照射により分割することができない。本実施形態の液滴吐出ヘッド基板１００は、切断予定ライン４０上に沿ってレーザ光を照射して、第１の基板１０１の厚み方向に内部改質層を形成し、これを起点として分割することにより、接着層９の影響を受けずに液滴吐出ヘッド１０を容易に取り出すことを可能としたものである。

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
次に積層構造体としての液滴吐出ヘッドの製造方法について、図４から図６に基づいて説明する。図４は、液滴吐出ヘッドの製造方法を示すフローチャートである。図５（ａ）〜（ｆ）は、液滴吐出ヘッドの製造方法を示す概略断面図である。図６は、分割された基板の断面を示す斜視図である。

図４に示すように液滴吐出ヘッド１０の製造方法は、第１の基板１０１の接合面側に、封止室１ａを複数区画形成すると同時に、封止基板１を区画する領域１０２において分割する切断予定ライン４０上に沿って凹部７を形成する凹部形成工程（ステップＳ１）とを備えている。また、第１の基板１０１の接合面側に凹部７を避けて接着層９を形成し、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接着層９を介して接合する接合工程（ステップＳ２）を備えている。そして、第１の基板１０１が接合された第２の基板１０３に複数の圧力発生室３ａを形成すると共に、アクチュエータ基板３を区画する領域１０２をエッチングにより除去する工程（ステップＳ３）を備えている。さらに、第２の基板１０３とノズルプレート４とを接着層１１を介して接合する工程（ステップＳ４）と、レーザ光を切断予定ライン４０上に沿って照射して、第１の基板１０１の厚み方向に内部改質層を形成するレーザ照射工程（ステップＳ６）とを備えている。尚、第２の基板１０３に薄膜ピエゾ２を複数区画形成する工程は、説明上省略している。

図４のステップＳ１は、封止室１ａと凹部７とをほぼ同時に形成する工程である。ステップＳ１では、図５（ａ）に示すように、第１の基板１０１の接合面１ｄをマスキングして異方性エッチングあるいはドライエッチングすることにより、封止室１ａと凹部７とを形成する。これにより、封止室１ａの深さとほぼ同等な深さを有する凹部７が形成される。この場合の封止室１ａの深さは、接合に用いられる接着層９の厚みよりも大きく（深く）、後に封止室１ａにより封止される圧電体能動部６の撓み運動を阻害しないおよそ６０〜８０μｍである。次にこれらの形成面をマスキングしてドライエッチングすることにより封止基板１を貫通する共通液体室１ｂを形成する。尚、この場合、凹部７の幅は、封止基板１を区画する領域１０２の幅とほぼ同等であり、およそ１６０μｍである。そして、ステップＳ２へ進む。

図４のステップＳ２は、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合する工程である。ステップＳ２では、図５（ｂ）に示すように、封止基板１が複数区画形成された第１の基板１０１と薄膜ピエゾ２が複数区画形成された第２の基板１０３とを封止室１ａにより複数の圧電体能動部６を封止するように接合する。接合の方法としては、常温硬化型エポキシ樹脂を厚みおよそ２μｍとなるようにコーティングした支持体を第１の基板１０１の接合面１ｄに貼り付けて剥がすことにより常温硬化型エポキシ樹脂からなる接着層９を転写する方法を用いる。これにより、接着層９は、接着層９の厚みよりも深く窪んでいる封止室１ａや凹部７の内壁部に付着せず、第２の基板１０３との接合面１ｄのみに転写される。そして、所定の位置で第１の基板１０１と第２の基板１０３とを貼り合わせて常温放置することにより接着接合する。

第２の基板１０３は、あらかじめ厚みおよそ２００μｍのシリコン単結晶基板を用いて、その表面に薄膜ピエゾ２を形成しておく。そして、厚みおよそ４００μｍの第１の基板１０１と接合した後に、厚みがおよそ７０μｍとなるようにＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により研磨する。尚、凹部７の切断予定ライン４０上に接着層９が付着しないように、第１の基板１０１の接合面１ｄに常温硬化型エポキシ樹脂からなる接着剤を定量吐出法あるいは印刷法などにより塗布してから接着する方法を用いてもよい。そして、ステップＳ３へ進む。

図４のステップＳ３は、圧力発生室３ａを形成する工程である。ステップＳ３では、図５（ｃ）に示すように、第２の基板１０３の一方の表面３ｇに形成された絶縁膜３ｆをパターニングしてマスクとすることにより、異方性エッチングして圧力発生室３ａ、連通部３ｄ、オリフィス３ｅを形成する。また、同時にアクチュエータ基板３を区画する領域１０２をエッチングして分割しておく。そして、ステップＳ４へ進む。

図４のステップＳ４は、ノズルプレート４を接合する工程である。ステップＳ４では、図５（ｄ）に示すように、ノズルプレート４を第２の基板１０３に区画形成された圧力発生室３ａにノズル４ａが連通するように接着層１１を介して接合する。接合方法は、ステップＳ２と同様にして第２の基板１０３の表面３ｇに常温硬化型エポキシ樹脂からなる接着剤を転写することにより接着層１１を形成してノズルプレート４と接着接合する。そして、ステップＳ５へ進む。

図４のステップＳ５は、コンプライアンス基板５を接合する工程である。ステップＳ５では、図５（ｄ）に示すように、第１の基板１０１に区画形成された封止基板１の共通液体室１ｂの開口部に合わせて封止膜５ａを接着する。そして固定板５ｂを貼り付けることにより封止膜５ａを額縁状に押える。これにより、最も厚みが厚い第１の基板１０１を支持基板として、アクチュエータ基板３と、ノズルプレート４と、コンプライアンス基板５とが順次積層された積層構造体基板としての液滴吐出ヘッド基板１００が出来上がる。そして、ステップＳ６へ進む。

図４のステップＳ６は、レーザ光を照射する工程である。ステップＳ６では、第１の基板１０１に形成された封止基板１を区画する領域１０２において、接合面１ｄに対して反対側の表面１ｃから切断予定ライン４０上に沿ってレーザ光３０を照射する。第１の基板１０１に入射したレーザ光３０は、屈折して内部に集光点３１を結ぶ。レーザ光３０の集光点３１では、多光子吸収が起きて内部改質層が形成される。

ここで多光子吸収による改質領域の形成について説明する。加工対象物が透明な材料であっても、材料の吸収のバンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいと吸収が生じる。これを多光子吸収と言い、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の内部に起こさせると、多光子吸収により局所的に加熱された溶融処理領域が形成される。あるいは、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、イオン価数変化、結晶化また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、この溶融処理領域や屈折率変化領域を改質領域と呼ぶ。

レーザ光３０の照射方法は、第１の基板１０１がシリコン単結晶基板であるため、例えば特開２００２−１９２３６７号公報に開示されているように、レーザ光源として波長１０６４ｎｍ、パルス幅３０ｎｓのＹＡＧレーザを用い、出力を２０μＪ／パルスに設定する。そして、倍率５０倍、Ｎ．Ａ（開口数）０．５５の集光レンズを用いて集光して照射する。このようにすれば、集光点３１における電界強度が１×１０⁸Ｗ／ｃｍ²以上となり、シリコン単結晶基板に内部改質領域（溶融処理領域）を形成することができる。

このような内部改質領域を安定的に形成するには、第１の基板１０１の内部でレーザ光３０が安定して集光点３１を結ぶ必要がある。そのためには、レーザ光３０を第１の基板１０１の表面１ｃから照射するのが好ましい。第１の基板１０１の表面１ｃは鏡面状態となっており、入射したレーザ光３０がほぼ一定した角度で屈折して内部に安定的に集光点３１を結ぶ。仮に凹部７を通過するようにレーザ光３０を入射させると、凹部７の内壁面は、鏡面状態ではないので、集光点３１が不安定となる。

また、より確実に切断予定ライン４０に沿って第１の基板１０１を分割するには、レーザ光３０の集光点３１を第１の基板１０１の厚み方向に順次ずらして切断予定ライン４０上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、厚み方向に連続した内部改質層を形成することが好ましい。これにより、第１の基板１０１が厚い状態であっても外部応力を加えれば内部改質層を境にして容易に分割することが可能となる。すなわち切断予定ライン４０を外れた外形不良の発生を低減して、液滴吐出ヘッド１０を容易に且つ歩留まりよく取り出すことが可能である。そして、ステップＳ７へ進む。

図４のステップＳ７は、分割工程である。ステップＳ７では、図５（ｆ）に示すように、切断予定ライン４０をほぼ中心にして、図面上左右に第１の基板１０１を分割する応力を加える。これにより、図６に示すように領域１０２で区画された液滴吐出ヘッド１０が厚み方向に連続して形成された内部改質層５０を境にして分割される。すなわち、液滴吐出ヘッド基板１００から複数の液滴吐出ヘッド１０を接着層９に影響されず分割して取り出すことができる。

尚、本実施形態では、液滴吐出ヘッド基板１００の第１の基板１０１と第２の基板１０３は、いずれもレーザ光３０を透過可能なシリコン単結晶基板を用いたが、透明なホウ珪酸ガラスを用いることも可能である。その場合、レーザ光の照射方法としては、レーザ光源として波長１０６４ｎｍ、パルス幅３０ｎｓのＹＡＧレーザを用い、出力を１ｍＪ／パルス程度とする。あるいは、例えばチタンサファイアを固体光源とするレーザ光をフェムト秒のパルス幅で照射するフェムト秒レーザを用いてもよい。これによりガラス基板に内部改質層（屈折率変化領域）を形成することが可能である。

また、この場合、第２の基板１０３に区画形成されたアクチュエータ基板３は、ステップＳ３の圧力発生室３ａを形成する工程で、アクチュエータ基板３を区画する領域１０２をエッチングして分割される。したがって、少なくとも第１の基板１０１がレーザ光３０を透過可能であればよい。よって、第２の基板１０３の材料選択の幅が広い。

上記実施形態１の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態１の液滴吐出ヘッド基板１００は、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２において、第１の基板１０１の接合面１ｄ側に設けられた凹部７の切断予定ライン４０上には接着層９が介在しない状態で第１の基板１０１と複数のアクチュエータ基板３とが接着接合されている。したがって、レーザ光３０を切断予定ライン４０上に沿って照射し、第１の基板１０１の厚み方向に内部改質層５０を形成すれば、接着層９が介在しない部分で該内部改質層５０を起点として第１の基板１０１を分割することができる。すなわち、区画形成された液滴吐出ヘッド１０を接着層９に影響されずにレーザ光３０の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッド基板１００を提供することができる。また、接合面１ｄに凹部７が設けられ、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合する際に、転写法により接着層９が形成すれば、凹部７の少なくとも切断予定ライン４０上に接着層９が介在しない構成を容易に実現した液滴吐出ヘッド基板１００を提供することができる。

（２）上記実施形態１の液滴吐出ヘッド基板１００において、凹部７は、接着層９の厚み（およそ２μｍ）よりも深く、封止室１ａと同等な深さ（およそ６０〜８０μｍ）を有している。したがって、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合する際に、転写法により接着層９を形成すれば、凹部７の幅方向においてほぼ接着層９が介在しない状態を実現し、レーザ光３０の集光点３１の位置が切断予定ライン４０に対して多少ずれたとしても、接着層９に影響されずに液滴吐出ヘッド１０を取り出すことができる。

（３）上記実施形態１の液滴吐出ヘッド１０の製造方法において、封止室および凹部形成工程（ステップＳ１）では、第１の基板１０１の接合面側に封止室１ａと凹部７とを同時にエッチング形成する。接合工程（ステップＳ２）では、第１の基板１０１の接合面側に接着層９を転写して形成する。これによれば、凹部７は、その深さが接着層９の厚みよりも大きく、封止室１ａと同等となるように形成される。したがって、接合工程で、転写された接着層９は凹部７の内底面まで届かないので、凹部７のほぼ幅方向に渡って接着層９が介在しない状態で、第１の基板１０１と第２の基板１０３とが接合される。ゆえに、レーザ照射工程（ステップＳ６）で、切断予定ライン４０を多少外れてレーザ光３０が照射されても、接着層９が介在しない部分でスクライブ（分割）が可能となり、封止基板１とアクチュエータ基板３とノズルプレート４とが積層された液滴吐出ヘッド１０を接着層９に影響されずに容易に取り出すことができる。

（４）上記実施形態１の液滴吐出ヘッド１０の製造方法において、レーザ照射工程（ステップＳ６）では、第１の基板１０１の表面１ｃからレーザ光３０を照射する。また、第１の基板１０１の厚み方向に集光点３１の位置を順次ずらして、切断予定ライン４０上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、厚み方向に連続する内部改質層を形成する。したがって、エッチング形成された凹部７側からレーザ光３０を照射しないので、表面の凹凸に影響されず集光点３１を安定的に結び、厚み方向に連続形成された内部改質層を境にして第１の基板１０１を分割することができる。すなわち、外形不良の発生を低減して液滴吐出ヘッド基板１００から歩留まりよく液滴吐出ヘッド１０を取り出すことができる。

（実施形態２）
（他の液滴吐出ヘッド基板）
次に他の実施形態の液滴吐出ヘッド基板について説明する。実施形態２の液滴吐出ヘッド基板２００（図８参照）は、実施形態１の液滴吐出ヘッド１０が複数区画形成されている点では同一であるが、凹部の形成状態が異なる。実施形態１と同一な構成の部分は、同一の符号を付して説明する。

本実施形態の液滴吐出ヘッド基板２００は、複数の圧電体能動部６と複数の圧電体能動部６に対応する複数の圧力発生室３ａとを有するアクチュエータ基板３が複数区画形成された第２の基板１０３と、封止室１ａを有する封止基板１が複数区画形成された第１の基板１０１とを備えている。そして、封止室１ａにより複数の圧電体能動部６を封止するように接着層９を介して第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合させている。さらに、複数のノズル４ａが形成されたノズルプレート４を備え、複数の圧力発生室３ａに連通するように接着層１１を介して第２の基板１０３とノズルプレート４とを接合させている。接合された封止基板１とアクチュエータ基板３とを有する液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２において、第１の基板１０１と第２の基板１０３の接合面側には、レーザ光３０を照射して分割するための切断予定ライン４０上に凹部７，８が設けられ、凹部７，８の少なくとも切断予定ライン４０上には接着層９が介在しない状態で第１の基板１０１と第２の基板１０３とが接着接合されている。凹部７，８は、接合面に対して向かい合うように設けられている。

すなわち本実施形態の液滴吐出ヘッド基板２００は、切断予定ライン４０上に沿って第１の基板１０１の表面１ｃと第２の基板１０３の表面３ｇの方向からそれぞれレーザ光３０を照射して、第１の基板１０１と第２の基板１０３の厚み方向にそれぞれ内部改質層５０を形成し、これを起点として分割することにより、接着層９の影響を受けずに液滴吐出ヘッド１０を容易に取り出すことを可能としたものである。

（他の液滴吐出ヘッドの製造方法）
次に本実施形態の他の液滴吐出ヘッドの製造方法について、図７および図８を基に説明する。図７は、実施形態２の液滴吐出ヘッドの製造方法を示すフローチャートである。図８（ａ）〜（ｆ）は、実施形態２の液滴吐出ヘッドの製造方法を示す概略断面図である。

本実施形態の他の液滴吐出ヘッド１０の製造方法は、図７に示すように、第１の基板１０１の接合面側に封止室１ａを複数区画形成すると同時に、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２において分割する切断予定ライン４０上に沿って凹部７を形成する凹部形成工程（ステップＳ１１）を備えている。そして、第２の基板１０３の接合面側に、同じく切断予定ライン４０上に沿って凹部８を形成する凹部形成工程（ステップＳ１２）とを備えている。また、凹部７が形成された第１の基板１０１の接合面側に、凹部７を避けて接着層９を形成して、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接着層９を介して接合する接合工程（ステップＳ１３）を備えている。さらに、第１の基板１０１が接合された第２の基板１０３に複数の圧力発生室３ａを形成する工程（ステップＳ１４）と、第２の基板１０３とノズルプレート４とを接着層１１を介して接合する工程（ステップＳ１５）とを備えている。第１の基板１０１および第２の基板１０３は、レーザ光３０を透過する部材からなり、レーザ光３０を切断予定ライン４０上に沿って照射して、第１の基板１０１と第２の基板１０３の厚み方向にそれぞれ内部改質層を形成するレーザ照射工程（ステップＳ１７）を備えている。尚、第２の基板１０３に薄膜ピエゾ２を複数区画形成する工程は省略している。実施形態１と同じ工程は説明を簡略化し、異なる工程につき詳細に説明する。

図７のステップＳ１１は、封止室１ａと凹部７とをほぼ同時に形成する工程である。ステップＳ１１では、図５（ａ）に示した実施形態１のステップＳ１と同様に、第１の基板１０１の接合面１ｄに封止室１ａと凹部７とを形成する。これにより、封止室１ａの深さとほぼ同等な深さを有する凹部７が形成される。次に封止基板１を貫通する共通液体室１ｂを形成する。そして、ステップＳ１２へ進む。

図７のステップＳ１２は、アクチュエータ基板３側（第２の基板１０３側）に凹部８を形成する工程である。ステップＳ１２では、図８（ａ）に示すように、複数の圧電体能動部６を有する薄膜ピエゾ２が複数区画形成された第２の基板１０３の接合面３ｈにおいて、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２の切断予定ライン４０上に沿って凹部８を形成する。形成方法としては、第２の基板１０３の接合面３ｈをマスキングして異方性エッチングまたはドライエッチングする方法が挙げられる。この場合の凹部８の深さは、３０〜４０μｍである。幅は、領域１０２の幅とほぼ同等な１６０μｍである。そして、ステップＳ１３へ進む。

図７のステップＳ１３は、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合する工程である。ステップＳ１３では、図８（ｂ）に示すように、封止基板１が複数区画形成された第１の基板１０１と薄膜ピエゾ２が複数区画形成された第２の基板１０３とを封止室１ａにより複数の圧電体能動部６を封止するように接合する。接合の方法としては、実施形態１のステップＳ２と同様に常温硬化型エポキシ樹脂からなる厚みおよそ２μｍの接着層９を第１の基板１０１の接合面に転写する方法を用いる。これにより、接着層９は、接着層９の厚みよりも深く窪んでいる封止室１ａや凹部７の内壁部に付着せず、第２の基板１０３との接合面１ｄにのみに転写される。これにより、対向する凹部７と凹部８との間には接着層９が介在しない状態で第１の基板１０１と第２の基板１０３とが接着接合される。さらに第２の基板１０３の厚みがおよそ７０μｍとなるようにＣＭＰ法により研磨する。尚、この場合も、凹部７の切断予定ライン４０上に接着層９が付着しないように、第１の基板１０１の接合面に常温硬化型エポキシ樹脂からなる接着剤を定量吐出法あるいは印刷法などにより塗布してから接着する方法を用いてもよい。そして、ステップＳ１４へ進む。

図７のステップＳ１４は、圧力発生室３ａを形成する工程である。ステップＳ１４では、図８（ｃ）に示すように、実施形態１のステップＳ３と同様に第２の基板１０３の一方の表面を異方性エッチングして圧力発生室３ａ、連通部３ｄ、オリフィス３ｅを形成する。この場合、実施形態１のステップＳ３と異なり、アクチュエータ基板３を領域１０２においてエッチング分割しない。したがって、厚みおよそ４００μｍの支持基板としての第１の基板１０１に厚みおよそ７０μｍの第２の基板１０３が接合された状態となり、実施形態１に比べて取り扱い上の強度を高い状態とすることができる。そして、ステップＳ１５へ進む。

図７のステップＳ１５は、ノズルプレート４を接合する工程である。ステップＳ１５では、図８（ｄ）に示すように、実施形態１のステップＳ４と同様にして、ノズルプレート４を第２の基板１０３に区画形成された圧力発生室３ａにノズル４ａが連通するように接着層１１を介して接合する。そして、ステップＳ１６へ進む。

図７のステップＳ１６は、コンプライアンス基板５を接合する工程である。ステップＳ１６では、図８（ｄ）に示すように、実施形態１のステップＳ５と同様にして、第１の基板１０１の表面１ｃに開口した共通液体室１ｂに合わせて、封止膜５ａと固定板５ｂとからなるコンプライアンス基板５を接合する。これにより、最も厚みが厚い第１の基板１０１を支持基板として、第２の基板１０３と、ノズルプレート４と、コンプライアンス基板５とが順次積層された積層構造体基板としての液滴吐出ヘッド基板２００が出来上がる。この状態では、アクチュエータ基板３はまだ分割されていないので、取り扱い上の強度が確保され、実施形態１の液滴吐出ヘッド基板１００に比べて取り扱いで破損不良が生ずることを低減した。そして、ステップＳ１７へ進む。

図７のステップＳ１７は、レーザ照射工程である。ステップＳ１７では、図８（ｅ）に示すように、まず、第２の基板１０３の表面３ｇからレーザ光３０を入射させ、厚み方向に集光点３１の位置を順次ずらしながら切断予定ライン４０に沿って走査を繰り返すレーザ照射を行う。これにより、第２の基板１０３の厚み方向に連続する内部改質層を形成する。次に、第１の基板１０１の表面１ｃからレーザ光３０を入射させ、厚み方向に集光点３１の位置を順次ずらしながら切断予定ライン４０に沿って走査を繰り返すレーザ照射を行う。これにより、第１の基板１０１の厚み方向に連続する内部改質層を形成する。レーザ光３０の照射方法は、実施形態１のステップＳ６と同様である。そして、ステップＳ１８へ進む。

図７のステップＳ１８は、分割工程である。ステップＳ１８では、図８（ｆ）に示すように、実施形態１のステップＳ７と同様にして、切断予定ライン４０をほぼ中心にして図面上左右に液滴吐出ヘッド基板２００を分割する応力を加える。これにより、第１の基板１０１と第２の基板１０３の厚み方向に連続して形成されたそれぞれの内部改質層５０を境にして液滴吐出ヘッド１０が分割される。すなわち、液滴吐出ヘッド基板２００から複数の液滴吐出ヘッド１０を接着層９の影響を受けず分割して取り出すことが可能である。

尚、本実施形態では、第１の基板１０１と第２の基板１０３の接合面において対向するように凹部７，８を形成したが、これに限定されない。例えば、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２において、第１の基板１０１と第２の基板１０３のうちいずれか一方の接合面に切断予定ライン４０上に沿って凹部を形成してもよい。

第１の基板１０１の接合面１ｄに凹部７を形成する場合は、封止室１ａを形成すると同時に形成するのが好ましいので、凹部７の深さは、封止室１ａとほぼ同等なおよそ６０〜８０μｍとなり、十分に接着層９の厚み２μｍよりも大きくなる。また、第１の基板１０１に接合された複数のコンプライアンス基板５の間隔はおよそ１６０μｍであり、集光されたレーザ光３０は、コンプライアンス基板５によって遮光されずに入射し屈折して、第１の基板１０１の厚み方向に集光点３１を結ぶことができる。すなわち、厚み方向に連続した内部改質層５０の形成が可能である。

第２の基板１０３の接合面３ｈに凹部８を形成する場合は、凹部８の深さが接着層９の厚み２μｍよりも大きく、少なくとも５μｍ程度の深さとなるように形成することが好ましい。また、第２の基板１０３に接合された複数のノズルプレート４の間隔はおよそ１６０μｍであり、集光されたレーザ光３０は、ノズルプレート４によって遮光されずに入射し屈折して、第２の基板１０３の厚み方向に集光点３１を結ぶことができる。すなわち、厚み方向に連続した内部改質層５０の形成が可能である。

本実施形態では、第１の基板１０１と第２の基板１０３はいずれもレーザ光３０を透過可能なシリコン単結晶基板を用いたが、実施形態１で説明したように透明なホウ珪酸ガラスを用いることも可能である。したがって、照射するレーザ光源の波長や入射角度、各基板１０１，１０３に用いられる材料のレーザ光３０に対する屈折率によって、集光点３１を結ぶ位置が異なる。また、レーザ光３０を遮光するノズルプレート４やコンプライアンス基板５等の積層体の位置関係（この場合は、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２の幅）によって入射角度が制限される。よって、これらを考慮して凹部７，８の深さを決めることが好ましい。例えば、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２の幅が狭くて、レーザ光３０が各基板の厚み方向に届かないときは、凹部７，８をレーザ光３０が届く深さとなるように形成する。

上記実施形態２の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態２の液滴吐出ヘッド基板２００は、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２において、第１の基板１０１と第２の基板１０３の接合面側に設けられた凹部７，８の少なくとも切断予定ライン４０上には接着層９が介在しない状態で第１の基板１０１と第２の基板１０３とが接着接合されている。したがって、レーザ光３０を切断予定ライン上に沿って照射し、各基板１０１，１０３の厚み方向に内部改質層を形成すれば、接着層９が介在しない部分で該内部改質層を起点として各基板１０１，１０３を分割することができる。すなわち、区画形成された液滴吐出ヘッド１０を接着層９に影響されずにレーザ光３０の照射によりスクライブして容易に取り出すことが可能な液滴吐出ヘッド基板２００を提供することができる。また、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合する際に、接合面に対向するように凹部７，８が設けられているので、転写法により接着層９を第１の基板１０１の接合面側に形成すれば、対向する凹部７，８の少なくとも切断予定ライン４０上には接着層９が介在しない状態を容易に構成した液滴吐出ヘッド基板２００を提供することができる。

（２）上記実施形態２の液滴吐出ヘッド基板２００において、凹部７，８は、接着層９の厚み（およそ２μｍ）よりも大きい深さ（少なくとも５μｍ）を有している。したがって、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合する際に、転写法により接着層９を形成すれば、凹部７の幅方向においてほぼ接着層９が介在しない状態を実現し、レーザ光３０の集光点３１の位置が切断予定ライン４０に対して多少ずれたとしても、接着層９に影響されずに液滴吐出ヘッド１０を取り出すことができる。

（３）上記実施形態２の液滴吐出ヘッド基板２００において、第２の基板１０３は、アクチュエータ基板３を区画する領域１０２が除去されない状態で第１の基板１０１に接合されている。したがって、上記実施形態１のアクチュエータ基板３が分割積層された液滴吐出ヘッド基板１００に比べて、該領域１０２に凹部７，８を形成しても取り扱い上の強度が低下することを抑えることができる。

（４）上記実施形態２の液滴吐出ヘッド１０の製造方法において、封止室および凹部形成工程（ステップＳ１１）では、第１の基板１０１の接合面側に封止室１ａと凹部７とを同時にエッチング形成する。接合工程（ステップＳ１３）では、第１の基板１０１の接合面側に接着層９を転写して形成する。これによれば、凹部７は、その深さが接着層９の厚みよりも大きく、封止室１ａと同等となるように形成される。したがって、接合工程で、第１の基板１０１の接合面側に接着層９を転写すれば、接着層９は凹部７の内底面まで届かないので、対向する凹部７，８のほぼ幅方向に渡って接着層９が介在しない状態で、第１の基板１０１と第２の基板１０３とが接合される。ゆえに、レーザ照射工程（ステップＳ１７）で、切断予定ライン４０を多少外れてレーザ光３０が照射されても、接着層９が介在しない部分でスクライブ（分割）が可能となり、液滴吐出ヘッド１０を接着層９に影響されずに容易に取り出すことができる液滴吐出ヘッド１０の製造方法を提供することができる。

（５）上記実施形態２の液滴吐出ヘッド１０の製造方法において、レーザ照射工程（ステップＳ１７）では、第１の基板１０１の表面１ｃと第２の基板１０３の表面３ｇからそれぞれレーザ光３０を照射する。また、第１の基板１０１と第２の基板１０３の厚み方向に集光点３１の位置を順次ずらして、切断予定ライン４０上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、それぞれの厚み方向に連続する内部改質層を形成する。したがって、エッチング形成された凹部７，８をレーザ光３０が通過しないので、表面の凹凸に影響されず集光点３１を安定的に結び、厚み方向に連続形成された内部改質層を境にして第１の基板１０１および第２の基板１０３を分割することができる。すなわち、外形不良の発生を低減して液滴吐出ヘッド基板２００から歩留まりよく液滴吐出ヘッド１０を取り出すことができる。

上記実施形態１および実施形態２以外の変形例は、以下の通りである。
（変形例１）上記実施形態１および上記実施形態２の液滴吐出ヘッド１０の基本的な構造は、２つのノズル列４ｂを有する２連のものに限定されない。例えば、１連のものにおいても適用することができる。

（変形例２）上記実施形態１の液滴吐出ヘッド基板１００、液滴吐出ヘッド１０の製造方法および上記実施形態２の液滴吐出ヘッド基板２００、液滴吐出ヘッド１０の製造方法において、接合面側に形成される凹部７あるいは凹部８の形状は、内底面が平坦な溝形状に限定されない。例えば、内底面が円弧状であってもよい。

（変形例３）上記実施形態１の液滴吐出ヘッド基板１００、液滴吐出ヘッド１０の製造方法および上記実施形態２の液滴吐出ヘッド基板２００、液滴吐出ヘッド１０の製造方法において、接合面側に形成される凹部７あるいは凹部８の幅は、液滴吐出ヘッド１０を区画する領域１０２の幅と同等でなくてもよい。例えば、レーザ光３０を照射する照射装置の走査方向における位置精度（公差）を考慮した幅とすればよい。また、切断予定ライン４０に対して線対称となるように凹部７あるいは凹部８を設けなくてもよい。

（変形例４）上記実施形態１および実施形態２の液滴吐出ヘッド１０の製造方法は、静電アクチュエータを用いたミラーデバイス等のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System；微小電子機械システム）デバイスの製造にも適用することができる。

１…第１の構造体としての封止基板、１ａ…封止室、１ｃ…接合面に対して反対側の表面、２…アクチュエータ部としての薄膜ピエゾ、３…第２の構造体としてのアクチュエータ基板、３ａ…圧力発生室、４…ノズルプレート、４ａ…ノズル、６…アクチュエータとしての圧電体能動部、７，８…凹部、９…第１の接着層としての接着層、１０…液滴吐出ヘッド、１１…第２の接着層としての接着層、３０…レーザ光、３１…レーザ光の集光点、４０…切断予定ライン、５０…内部改質層、１００…液滴吐出ヘッド基板、１０１…第１の基板、１０２…液滴吐出ヘッドを区画する領域、１０３…第２の基板、２００…液滴吐出ヘッド基板。

Claims (13)

1. 第１の構造体が複数区画形成された基板の表面に、複数の前記第１の構造体に対応して複数の第２の構造体が接着層を介して接合された積層構造体基板であって、
   少なくとも前記基板は、レーザ光を透過する部材からなり、
   前記第１の構造体と前記第２の構造体とが積層された積層構造体を区画する領域において、前記基板の接合面側には、前記レーザ光を前記基板の内部に集光して内部改質層を形成して分割するための切断予定ライン上に沿ってレーザ光照射前に凹部が設けられ、
   少なくとも前記凹部の前記切断予定ライン上には前記接着層が介在しない状態で前記板と前記第２の構造体とが接着接合されていることを特徴とする積層構造体基板。
2. 第１の構造体が複数区画形成された第１の基板と、第２の構造体が複数区画形成され第２の基板とを、接着層を介して接合された積層構造体基板であって、
   前記第１の基板および前記第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、
   前記第１の構造体と前記第２の構造体とが積層されてなる積層構造体を区画する領域において、前記第１の基板と前記第２の基板のうちいずれか一方の接合面側には、前記レーザ光を前記第１の基板の内部に集光して内部改質層を形成して分割するための切断予定ライン上に沿ってレーザ光照射前に凹部が設けられ、
   前記接合面の少なくとも前記切断予定ライン上には前記接着層が介在しない状態で前記第１の基板と前記第２の基板とが接着接合されていることを特徴とする積層構造体基板。
3. 前記凹部の深さは、２μｍよりも大きく、前記第１の基板の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の積層構造体基板。
4. 複数のアクチュエータと前記複数のアクチュエータに対応する複数の圧力発生室とを有するアクチュエータ基板が複数区画形成された第２の基板と、封止室を有する封止基板が複数区画形成された第１の基板とを、前記封止室により前記複数のアクチュエータを封止するように第１の接着層を介して接合させ、複数のノズルが形成されたノズルプレートを前記複数の圧力発生室に連通するように第２の接着層を介して接合させた液滴吐出ヘッド基板であって、
   前記第１の基板および前記第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、
   接合された前記封止基板と前記アクチュエータ基板とを有する液滴吐出ヘッドを区画する領域において、前記第１の基板と前記第２の基板のうちいずれか一方の接合面側には、
   前記レーザ光を前記第１の基板の内部に集光して内部改質層を形成して分割するための切断予定ライン上にレーザ光照射前に凹部が設けられ、
   前記接合面の少なくとも前記切断予定ライン上には前記第１の接着層が介在しない状態で前記第１の基板と前記第２の基板とが接着接合されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド基板。
5. 前記凹部の深さは、２μｍよりも大きく、前記第１の基板の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッド基板。
6. 第１の構造体と第２の構造体とが接着層を介して積層された積層構造体の製造方法であって、
   レーザ光を透過可能な基板に前記第１の構造体を複数区画形成する工程と、
   前記基板の接合面側に、前記第１の構造体を区画する領域において分割するための切断予定ライン上に沿ってレーザ光照射前に凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記基板の接合面側に前記凹部を避けて前記接着層を形成し、前記基板と複数の前記第２の構造体とを接合する接合工程と、
   前記レーザ光を前記切断予定ライン上に沿って前記基板の内部に集光して前記基板の厚み方向に内部改質層を形成するレーザ照射工程とを備えたことを特徴とする積層構造体の製造方法。
7. 前記凹部形成工程では、前記凹部の深さが２μｍよりも大きく、前記第１の基板の厚さよりも小さくなるように前記凹部を形成し、
   前記接合工程では、前記基板の接合面側に前記接着層を転写して形成することを特徴とする請求項６に記載の積層構造体の製造方法。
8. 前記レーザ照射工程では、前記基板の前記接合面に対して反対側の表面から前記切断予定ライン上に沿って前記レーザ光を前記基板の内部に集光して内部改質層を形成することを特徴とする請求項６または７に記載の積層構造体の製造方法。
9. 前記レーザ照射工程では、前記レーザ光の集光点を前記基板の厚み方向に順次ずらして前記切断予定ライン上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、前記厚み方向に連続した前記内部改質層を形成することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一項に記載の積層構造体の製造方法。
10. 第１の構造体と第２の構造体とが接着層を介して積層された積層構造体の製造方法であって、
    第１の基板に前記第１の構造体を複数区画形成する工程と、
    第２の基板に前記第２の構造体を複数区画形成する工程と、
    前記第１の基板と前記第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、前記第１の構造体と前記第２の構造体とが積層されてなる積層構造体を区画する領域において分割するための切断予定ライン上に沿ってレーザ光照射前に凹部を形成する凹部形成工程と、
    前記凹部が形成された前記第１の基板と前記第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、前記凹部を避けて前記接着層を形成して、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する接合工程と、
    前記第１の基板および前記第２の基板は、レーザ光を透過する部材からなり、
    前記レーザ光を前記切断予定ライン上に沿って前記第１の基板と前記第２の基板の内部に集光して、前記第１の基板と前記第２の基板の厚み方向に内部改質層を形成するレーザ照射工程とを備えたことを特徴とする積層構造体の製造方法。
11. 前記凹部形成工程では、前記凹部の深さが２μｍよりも大きく、前記第１の基板の厚さよりも小さくなるように前記凹部を形成し、
    前記接合工程では、前記凹部が形成された前記第１の基板と前記第２の基板のうちいずれか一方の接合面側に、前記接着層を転写して形成することを特徴とする請求項１０に記載の積層構造体の製造方法。
12. 前記レーザ照射工程では、前記第１の基板と前記第２の基板のそれぞれにおいて、前記接合面に対して反対側の表面から前記切断予定ライン上に沿って前記レーザ光を前記第２の基板の内部に集光して内部改質層を形成することを特徴とする請求項１０または１１に記載の積層構造体の製造方法。
13. 前記レーザ照射工程では、前記第１の基板と前記第２の基板のそれぞれにおいて、前記レーザ光の集光点を厚み方向に順次ずらして前記切断予定ライン上に沿って走査するレーザ照射を繰り返すことにより、前記厚み方向に連続した前記内部改質層を形成することを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の積層構造体の製造方法。

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