JP6095320B2 - 液体吐出ヘッド用基板の製造方法 - Google Patents
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Description
液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記液体を前記エネルギー発生素子に供給するための液体供給口と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
(1)前記エネルギー発生素子を第一の面側に有する基板を前記第一の面と反対側の面である第二の面側からエッチングすることにより、前記液体供給口の少なくとも一部と、前記基板の切断部に沿った凹部と、を一括に形成する工程と、
(2)前記凹部のエッチング面から前記第一の面側に向けてレーザー光を照射することにより、前記基板の内部に変質部を形成する工程と、
(3)前記変質部で前記基板を切断する工程と、
を有し、
前記液体供給口は、前記第二の面に形成される共通液体供給口と、該共通液体供給口の底部に形成される個別液体供給口と、から構成され、
前記工程(1)において、前記個別液体供給口と前記凹部とを一括に形成する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板の製造方法である。
あるいはまた本発明は、
液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記液体を前記エネルギー発生素子に供給するための液体供給口と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
(1)前記エネルギー発生素子を第一の面側に有する基板を前記第一の面と反対側の面である第二の面側からエッチングすることにより、前記液体供給口の少なくとも一部と、前記基板の切断部に沿った凹部と、を一括に形成する工程と、
(2)前記凹部のエッチング面から前記第一の面側に向けてレーザー光を照射することにより、前記基板の内部に変質部を形成する工程と、
(3)前記変質部で前記基板を切断する工程と、
を有し、
前記液体供給口は、レーザー加工により前記第二の面であって該液体供給口を形成する領域に先導孔を形成した後に前記基板をエッチングすることにより、前記凹部と一括に形成され、
前記工程(1)は、
(A)前記第一の面に前記エネルギー発生素子を有し、かつ前記第二の面側にエッチングマスク層を有する前記基板を用意する工程と、
(B)前記先導孔を形成する工程と、
(C)前記第二の面側から前記基板をエッチングし、前記液体供給口と前記凹部を形成する工程と、
を含み、
前記エッチングマスク層は、前記液体供給口に相当する領域と前記凹部に相当する領域に開口パターンを有する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板の製造方法である。
以下、本実施形態のインクジェットヘッド用基板の製造方法について図2の工程断面図を参照して説明する。
「テープマウント工程」では、まず、割断までの工程で素子が分離するのを防止するためのテープマウントを行う。テープマウントは、ダイシングフレームが貼り付けられた粘着性を有するダイシングテープを基板の表面側、つまり、インク吐出口等の構成物が形成されている面に貼り付ける。ダイシングテープとしては、紫外線硬化型、あるいは感圧型粘着材が塗工された粘着テープや、自己粘着層を有する粘着テープを用いる。
「レーザー光照射工程」では、例えば、図5に示す加工装置50を用いて、図2(J)に示すような内部加工領域30を形成することができる。この加工装置50は、光源光学系と、集光光学系52と、自動ステージ53と、アライメントを行う不図示のアライメント光学系を備えている。光源光学系は、光源51、ビーム拡大系51a、ミラー51b等を有する。集光光学系52は、顕微鏡対物レンズ52a、ミラー52b等を有する。自動ステージ53は、Xステージ53a、Yステージ53b、微動調整ステージ53c等を有する。光源51としては、例えばパルスYAGレーザーの基本波(1064nm)を用いることができる。パルス幅は、例えば、15〜1000ns前後で、周波数は10〜100KHzである。このレーザーの励起源は半導体レーザーであり、この励起用レーザーのパワーは半導体レーザーへの注入電流で変化させることができる。この注入電流の電流量、周波数を変化させることでパルス幅を変えることが可能である。
「割断工程」では、図7に示す各割断予定線Cに沿って割断を行う。割断予定線Cごとに複数の内部亀裂を形成した基板は、少なくともレーザー加工後のシリコン基板の個々のロジック素子は基板からは分離されていない。したがって、例えば、搬送中に半導体素子チップ等の切片が被割断部材から脱落するおそれがなく、また、割断工程にて外力の作用の妨げになる切片の位置ズレをも抑えることができる。
「ピックアップ工程」では、割断工程にて分離された素子チップを吸着コレットおよびピックアップピン等の搬出機構によって搬出し、個別に収納する。この際、エキスパンダーなどにより素子の間隙を広げてピックアップすれば、僅かな未割断部分があった場合でも、この未割断部分を割断することができる。また、隣接する素子に搬出機構が触れることなく、個別に収納することができる。
図3は本実施形態のプロセスフローを示す工程断面図である。
実施形態2の説明では、下層エッチングマスク22aを第二の面に残しておくことにより、凹部を浅く形成する形態について説明した。
図4は本実施形態にかかわるプロセスフローを示す工程断面図である。
図8は、本発明の液体吐出ヘッド用基板の製造方法の一例を説明するための図であり、図9のa−a´における断面を示す図である。図9は、本実施形態により製造されるインクジェットヘッド用基板の一例を示す模式的斜視図である。図9に示されるように、シリコン基板1の第一の面1a側には、液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子2が配置されている。エネルギー発生素子2は、シリコン基板1に対して必ずしも接している必要はなく、宙に浮いていてもよい。エネルギー発生素子2には、エネルギー発生素子2を駆動させるための制御信号入力電極が電気的に接続されている。また、基板の第一の面1a側には、エネルギー発生素子の上方に開口するインク吐出口3が、流路形成部材6によって形成されている。シリコン基板1は、インク供給口5を有する。インク供給口5はエッチングによって形成され、シリコン基板1の第一の面1aから第一の面の反対側の面である第二の面1bまでを貫通している。シリコン基板の第一の面及び第二の面は、結晶方位が<100>であることが好ましい。
2;エネルギー発生素子
3;液体吐出口
4;液体流路
5;液体供給口(インク供給口)、
5a;第一の液体供給口(第一のインク供給口)
5b;第二の液体供給口(第二のインク供給口)
6;吐出口部材
7;犠牲層
8;ドープ層
9;凹部
10;液体供給口形成用の開口
11;凹部形成用の開口
12;ダイシングテープ
13;変質部
21;密着向上層
22;第一のエッチングマスク層
22a;下層エッチングマスク
22b;上層エッチングマスク
23;エッチングストップ層
24;流路型材
25;流路形成部材
26;保護膜
27;第二のエッチングマスク層
29;凹部
30;内部加工領域
L;レーザー光
41;先導孔
42;エッチングマスク層
43;エッチングストップ層
50;レーザー加工装置
51;光源、51a;ビーム拡大系、51b;ミラー
52;集光光学系、52a;顕微鏡対物レンズ、52bミラー
53;自動ステージ
C;割断予定線
D;凹部の深さ
Claims (10)
- 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記液体を前記エネルギー発生素子に供給するための液体供給口と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
(1)前記エネルギー発生素子を第一の面側に有する基板を前記第一の面と反対側の面である第二の面側からエッチングすることにより、前記液体供給口の少なくとも一部と、前記基板の切断部に沿った凹部と、を一括に形成する工程と、
(2)前記凹部のエッチング面から前記第一の面側に向けてレーザー光を照射することにより、前記基板の内部に変質部を形成する工程と、
(3)前記変質部で前記基板を切断する工程と、
を有し、
前記液体供給口は、前記第二の面に形成される共通液体供給口と、該共通液体供給口の底部に形成される個別液体供給口と、から構成され、
前記工程(1)において、前記個別液体供給口と前記凹部とを一括に形成する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 - 前記工程(1)は、
(A)前記第一の面側に前記エネルギー発生素子を有し、かつ前記第二の面側に第一のエッチングマスク層を有する前記基板を用意する工程と、
(B)前記第二の面側から前記基板をエッチングし、前記共通液体供給口を形成する工程と、
を含み、
前記第一のエッチングマスク層は、前記共通液体供給口に相当する領域に開口パターンを有する請求項1に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 - 前記工程(1)は、さらに、
(C)前記第一のエッチングマスク層を除去する工程と、
(D)前記共通液体供給口内と前記第二の面側に第二のエッチングマスク層を形成する工程と、
(E)前記第二の面側から前記基板をエッチングすることにより、前記個別液体供給口と前記凹部を形成する工程と、
を含み、
前記第二のエッチングマスク層は、前記個別液体供給口に相当する領域と前記凹部に相当する領域に開口パターンを有する請求項2に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 - 前記工程(1)は、さらに、
(C)前記共通液体供給口内と前記第一のエッチングマスク層の上に第二のエッチングマスク層を形成する工程と、
(D)前記第二の面側から前記基板をエッチングすることにより、前記第一のエッチングマスク層の少なくとも一部を除去し、前記個別液体供給口と前記凹部とを形成する工程と、
を含み、
前記第二のエッチングマスク層は、前記個別液体供給口に相当する領域と前記凹部に相当する領域に開口パターンを有する請求項2に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 - 前記工程(1)において、前記第一のエッチングマスク層は、下層エッチングマスクと上層エッチングマスクからなり、
前記工程(1)は、さらに、
(C)前記第一のエッチングマスク層のうち前記上層エッチングマスクを除去する工程と、
(D)前記共通液体供給口内と前記下層エッチングマスクの上に、第二のエッチングマスク層を形成する工程と、
(E)前記第二の面側から前記基板をエッチングすることにより、前記下層エッチングマスクの少なくとも一部を除去し、前記個別液体供給口と前記凹部とを形成する工程と、を含み、
前記第二のエッチングマスク層は、前記個別液体供給口に相当する領域と前記凹部に相当する領域に開口パターンを有する請求項2に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 - 前記個別液体供給口と前記凹部は、リアクティブイオンエッチングにより形成される請求項1乃至5のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
- 前記共通液体供給口は、結晶異方性エッチングにより形成される請求項1乃至6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
- 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記液体を前記エネルギー発生素子に供給するための液体供給口と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
(1)前記エネルギー発生素子を第一の面側に有する基板を前記第一の面と反対側の面である第二の面側からエッチングすることにより、前記液体供給口の少なくとも一部と、前記基板の切断部に沿った凹部と、を一括に形成する工程と、
(2)前記凹部のエッチング面から前記第一の面側に向けてレーザー光を照射することにより、前記基板の内部に変質部を形成する工程と、
(3)前記変質部で前記基板を切断する工程と、
を有し、
前記液体供給口は、レーザー加工により前記第二の面であって該液体供給口を形成する領域に先導孔を形成した後に前記基板をエッチングすることにより、前記凹部と一括に形成され、
前記工程(1)は、
(A)前記第一の面に前記エネルギー発生素子を有し、かつ前記第二の面側にエッチングマスク層を有する前記基板を用意する工程と、
(B)前記先導孔を形成する工程と、
(C)前記第二の面側から前記基板をエッチングし、前記液体供給口と前記凹部を形成する工程と、
を含み、
前記エッチングマスク層は、前記液体供給口に相当する領域と前記凹部に相当する領域に開口パターンを有する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 - 前記液体供給口と前記凹部は、結晶異方性エッチングにより形成される請求項8に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
- 前記凹部のエッチング面の表面粗さ(Ra;算術平均粗さ)が0.1μm以下である請求項1乃至9のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
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