JPH04238826A - ガラスのエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エッチングの終了時
を判定可能な、ガラスのエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板等の被エッチング部材に微細な孔等
を形成する手段の一つである、ケミカルエッチングは、
エッチング液の温度や液の疲労度、液の当たり方、さら
に被エッチング剤の微妙な物性値の違いにより、エッチ
ングスピードが変化する。このため、エッチング終了時
の判断が難しく、特に、絶縁基板上に多数の微細な貫通
孔を設けるイオンフロー記録用ヘッドの場合のように、
微細な孔を開けるときには、目視による確認も容易でな
いため、一時的にエッチングを中断して拡大鏡等により
確認していくといった作業をとっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、エッチング
作業に時間を要し、また複雑化させるという問題点があ
った。

【０００４】また孔が貫通していないためにエッチング
を再開しても、エッチングスピードはすぐには安定しな
いため、エッチング作業をたびたび中断すると、孔の品
質の劣化となるという問題点があった。

【０００５】そこで本発明の目的は、エッチング作業を
中断しなくてもエッチングの終了時を判定することが可
能な、ガラスのエッチング方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ガラスにエッチングにより貫通孔を形成
するガラスのエッチング方法において、貫通孔とは別に
モニター用の孔又は溝を同時にエッチングにより形成し
、モニター用の孔又は溝の貫通を観察して貫通孔の貫通
を判定する。

【０００７】貫通孔の貫通に要する時間とモニター用の
孔又は溝の貫通に要する時間との関係を予め計算又は実
験により求めておき、上記関係に基づき、モニター用の
孔又は溝の貫通を観察して貫通孔の貫通を判定すること
が好ましい。

【０００８】また上記目的を達成するために、本発明は
、ガラスにエッチングにより貫通孔を形成するガラスの
エッチング方法において、エッチングが始まる面とは反
対側の面の貫通孔又はモニター用の孔又は溝の位置に、
エッチング液と又はエッチング液に混入された第１物質
と反応することによって色の変化をきたす第２物質を配
置しておき、第２物質の色の変化を観察して貫通孔の貫
通を判定する。

【０００９】また上記目的を達成するために、本発明は
、ガラスにエッチングにより貫通孔を形成するガラスの
エッチング方法において、エッチングが始まる面とは反
対側の面の貫通孔又はモニター用の孔又は溝の位置に、
エッチング液中に分散又は溶解することによってエッチ
ング液の色を変化せしめる第３物質を配置しておき、エ
ッチング液の色の変化を観察して貫通孔の貫通を判定す
る。

【００１０】更に上記目的を達成するために、本発明は
、ガラスにエッチングにより貫通孔を形成するガラスの
エッチング方法において、エッチングが始まる面とは反
対側の面に、貫通孔又はモニター用の孔又は溝の位置を
横切る状態で、導電性の帯を設けておき、導電性の帯に
電流が流れないことを検知して、貫通孔の貫通を判定す
る。

【００１１】

【作用】貫通孔のエッチングと同時にモニター用の孔又
は溝をエッチングにより形成することにより、モニター
用の孔又は溝の貫通を観察して貫通孔の貫通を判定する
ことができる。

【００１２】また、エッチングが始まる面とは反対側の
面の貫通孔又はモニター用の孔又は溝の位置に、第２物
質を配置しておくことにより、この物質の色の変化を観
察して、貫通孔の貫通を判定することができる。

【００１３】また、エッチングが始まる面とは反対側の
面の貫通孔又はモニター用の孔又は溝の位置に、第３物
質を配置しておくことにより、エッチング液の色の変化
を観察して、貫通孔の貫通を判定することができる。

【００１４】更に、エッチングが始まる面とは反対側の
面に、貫通孔又はモニター用の孔又は溝の位置を横切る
状態で、導電性の帯を設けておき、導電性の帯に電流が
流れないことを検知することにより、貫通孔の貫通を判
定することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１６】第１〜第６実施例を通じて、絶縁基板上に
多数の貫通孔を設けるイオンフロー記録用ヘッドを製作
するものとし、絶縁基板として例えば厚さ０．４ｍｍの
感光性ガラス板１（例，商品名「ＰＥＧ３」：ＨＯＹＡ
（株）製）を用い、例えば孔径５０〜１００μｍの所定
個数の貫通孔列を形成するものとする。

【００１７】まず第１実施例を図１に基づいて説明する
。

【００１８】モニター用の孔を基板の端部の観察しやす
い所定位置に形成するものとし、その孔径を例えば５０
０μｍ〜２ｍｍとする。

【００１９】そして予め、実際に製造の際に行うフォト
マスクを用いた露光及び熱現像，及びエッチングの条件
で露光及び熱現像，及びエッチングを行って貫通孔列の
貫通及びモニター用の貫通に要する時間を測定し、その
時間差を測定しておく。

【００２０】すなわち貫通孔列の平面孔列形状及びモニ
ター用の孔形状が形成されたフォトマスクを感光性ガラ
ス板１の上に載せて、露光し、熱現像し、結晶化した孔
列形状部分１ａ及びモニター用の孔形状部分１ｂを形成
する。

【００２１】そして基板のいずれかの面より、エッチン
グの条件，即ち例えばフッ酸濃度６％，液温２０℃のエ
ッチング液を、シャワー圧３．０ｋｇ／ｃｍ２　で吹き
つけるという条件のもとで、エッチングを行い、貫通孔
列及びモニター用の孔の貫通に要する時間を顕微鏡等で
観察しながら、測定し、それらの時間差を測定しておく
。 なおこの時間差は、貫通孔列のエッチングに要する時間
及びモニター用の孔のエッチングに要する時間に比して
非常に短い。

【００２２】そして実際のイオンフロー記録用ヘッドの
製造に移り、上記条件で感光性ガラス板の結晶化，及び
エッチングを行う。そしてモニター用の孔の結晶化され
た部分１ｂを目視等で観察しておく。

【００２３】すると、モニター用の孔の開くのを観察す
ることができる。そして、貫通孔列及びモニター用の孔
の貫通に要する時間差を予め測定しているので、モニタ
ー用の孔の開くのを観察した後、その時間差が経たとき
に、貫通孔列の孔が開いたと判断して、エッチングを終
わる。この時間差は小さいため、個々の基板におけるエ
ッチング時間にばらつきがあっても、ほぼ等しい値とな
り、この時間差が経たときにエッチングが終わったと判
断してよい。

【００２４】本実施例において、孔径が大きいほどエッ
チング速度が速くなり、また感光性ガラスの露光量をす
くなくするとエッチング速度が遅くなるので、モニター
用の孔の部分の露光量を少なくしておき、貫通孔列の貫
通とモニター用の孔の貫通とをほぼ同時に行えるように
実験等により調整しておき、この条件の下でエッチング
等を行い、モニター用の孔が開いたときに貫通孔列の孔
が開いたと判断するようにしてもよい。

【００２５】また本実施例において、貫通孔列１ａとモ
ニター用の孔１ｂとの貫通時間の差を実験により求める
としたが、計算により求めてもよい。

【００２６】次に第２実施例を図２に基いて説明する。

【００２７】本実施例は貫通孔列と露光条件及びエッチ
ング条件を同一にして、貫通孔列の孔径と同一径のモニ
ター用の孔及びその径より大きな径のモニター用の孔を
同時に開けるものである。

【００２８】これらの径を有するフォトマスクを用いて
露光，熱現像し、基板２１上に結晶化された貫通孔部分
２１ａ及び同一径のモニター用の孔部分２１ｂ及びそれ
より大きな径のモニター用の孔部分２１ｃを形成する。

【００２９】そしてエッチングを行うと、まず大きな径
のモニター用の孔部分２１ｃに穴が開き、それが観察さ
れる。そこで、貫通孔列と同一径のモニター用の孔部分
２１ｂを注意深く観察してその貫通を確認し、エッチン
グを終了する。

【００３０】大きな径のモニター用の孔部分２１ｃに穴
が開いたことをまず確認しておくため貫通の進行状況が
わかり、貫通孔列の貫通の判断の誤りが少なくなる。

【００３１】本実施例において、貫通孔列と同一径のモ
ニター用の孔部分２１ｂのみを結晶化し、この孔部分２
１ｂのみによってモニターを行ってもよい。

【００３２】また本実施例において、上記２つのモニタ
ー用の孔の他、貫通孔列より小さなモニター用の孔をも
同時に形成し、この孔をも観察してエッチングの進度を
知るようにしてもよい。

【００３３】次に本発明の第３実施例を図３に基づいて
説明する。

【００３４】本実施例はくさび形のモニター用の孔を形
成するものである。

【００３５】このモニター用の孔部分及び貫通孔列の部
分を露光して、それぞれ結晶化した部分３１ｂ，３１ａ
を形成し、エッチングを行うと、モニター用の孔部分３
１ｂはより上下幅の大きい部分，すなわち右側位置３１
ｃより貫通が始まり、徐々に左側部分へ進む。そこで、
くさび形状のどの部分まで貫通が進んだときに、貫通孔
列の貫通が行われるかを予め測定しておき、上記位置ま
で貫通が進んだときに貫通孔列の貫通が行われたと判断
するようにする。

【００３６】上記第１〜３実施例ではモニター用の孔を
設けるとしたが、モニター用の溝を設けてもよい。例え
ば、基板の端面より長手方向のスリット状の溝を形成す
るようにして、この溝をモニターしてエッチング進度を
知るようにしてもよい。

【００３７】また、上記第１〜３実施例で述べた種々の
形状のモニター用の孔やモニター用の溝等を種々組み合
わせて配置し、これらによりエッチングをモニターして
もよい。

【００３８】貫通孔列は一般に多数の孔を狭い間隔で配
置しまたその孔を中心として電極パターンを形成させる
ことから、基板の中央付近に配置する場合が多く、貫通
孔が貫通したかどうか見にくいことがおおいが、上記第
１〜３実施例のように、モニター用の孔または溝を形成
することにより、エッチングの進度を容易に判断するこ
とが可能となる。また、電極を形成後に貫通孔列をエッ
チングする場合に、電極の溶解を防止するために、エッ
チング用の保護テープを電極の上に貼る場合には、エッ
チングの完了時を判定するためにわざわざ保護テープを
剥がさなければならず、このような場合に保護テープの
ない位置にモニター用の孔または溝があることにより、
貫通をより容易に判断することが可能となる。

【００３９】次に本発明の第４実施例を図４に基づいて
説明する。

【００４０】基板４１上にモニター用の孔を開けるもの
とし、その部分を貫通孔列の部分と同時に露光，熱現像
して、結晶化された貫通孔列の部分４１ａ及びモニター
用の孔の部分４１ｂを形成する。

【００４１】そして、モニター用の孔の部分４１ｂのエ
ッチングを行う面とは反対側の面にエッチング液と又は
エッチング液に混入された第１物質と反応することによ
って色の変化をきたす第２物質４２を配置しておく。

【００４２】第２物質としては、例えば、ゼラチン，カ
ゼイン，グリュー等の天然材料やアクリル系のＣＦＰ９
００６（チッソ（株）製）等の合成材料等からなる可染
樹脂（染色樹脂）を用いることができる。この場合には
可染樹脂は全面にコート，乾燥後、モニター用の孔が形
成される部分４１ｂに必要な面積だけ残すようにしても
よく、また切断したペレット状のものをこの部分４１ｂ
上に置くようにしてもよい。またこの場合には、エッチ
ング液には可染樹脂を染色できる酸性染料又は分散染料
（第１物質）が溶解してある。酸性染料としてはＲｅｄ
７Ｐ，Ｂｌｕｅ７Ｐ，Ｇｒｅｅｎ１Ｐ（日本化薬（株）
製）等を、分散染料としてはＤｉａｎｉｘ　　Ｂｌｕｅ
　　ＡＣ−Ｅ，Ｄｉａｎｉｘ　　Ｙｅｌｌｏｗ　　ＡＣ
−Ｅ，Ｄｉａｎｉｘ　　Ｒｅｄ　　ＡＣ−Ｅ（三菱化成
（株）製）等を用いることができる。

【００４３】エッチング液と反応することによって色の
変化をきたす第２物質としては、例えば、リトマス指示
薬等、化学反応（顕色反応）により色変化を示す呈色物
質を用いることができる。呈色物質としてチモールブル
ー，メチルレッド，ブロモクレゾールパープル，ブロモ
フェノールブルー，ブロモチモールブルー，フェノール
レッド，クレゾールレッド，クレゾールフタレイン等が
考えられる。呈色変化物質を所定大きさに形成してモニ
ター部分４１ｂ上に置く。

【００４４】次にこの物質４２の上にはその周囲にわた
って、エッチング中に、エッチング面とは反対側の面よ
りこの物質にエッチング液がかからないように、保護テ
ープ４３が貼ってある。保護テープとしては、例えば商
品名：Ｎｏ８５１（住友３Ｍ製）を用いることができる
。なお保護テープが透明であれば、保護テープ側から、
モニターすることができる。

【００４５】この状態でエッチングを行うと、モニター
部分４１ｂに孔が開いて、エッチング液が可染樹脂又は
呈色物質等と接触して、エッチング液中の酸性染料また
は分散染料により、可染樹脂が染色（呈色反応）して、
又はエッチング液により呈色物質が化学反応（顕色反応
）を起こす等により、その着色を目視することができ、
このモニターにより貫通孔の貫通を判定することができ
る。なお、染色は物質４２全体に広がるため、モニター
可能な部分が大きくなり、モニターがしやすくなる。

【００４６】第２物質としては、それらの反応により脱
色するような物質であってもよい。

【００４７】また染色された可染樹脂であってもよく、
この場合はエッチング液と接触すると、染料又は顔料が
エッチング液により分解して、可染樹脂が脱色する。

【００４８】次に本発明の第５実施例を図５に基づいて
説明する。

【００４９】基板５１上にモニター用の孔を開けるもの
とし、その部分を貫通孔列の部分と同時に露光，熱現像
して、結晶化された貫通孔列の部分５１ａ及びモニター
用の孔の部分５１ｂを形成する。

【００５０】そして、モニター用の孔の部分５１ｂのエ
ッチングを行う面とは反対側の面に、エッチング液中に
分散又は溶解することによってエッチング液の色を変化
せしめる第３物質５２を配置しておく。

【００５１】第３物質としては、例えば、第４実施例と
同じ分散染料を用いることができる。この物質５２を所
定大きさに形成してモニター部分５１ｂ上に置く。又は
可染樹脂をこの物質５２で着色し、この着色された可染
樹脂をモニター部分５１ｂ上に置いてもよい。

【００５２】次にこの物質５２の上にはその周囲にわた
って、第４実施例と同様に保護テープ５３が貼ってある
。保護テープとしては、例えば商品名：Ｎｏ．８５１（
住友３Ｍ製）を用いることができる。

【００５３】この状態でエッチングを行うと、モニター
部分５１ｂに孔が開いて、染料が溶解し、又は顔料が分
散し（呈色反応）、これによりエッチング液が着色し、
これを目視することにより、貫通孔の貫通を判定するこ
とができる。

【００５４】上記第４，５実施例では、モニター用の孔
の位置に物質４２，５２を置くとしたが、貫通孔列が形
成される部分に直接、物質４２，５２を置くようにして
もよい。

【００５５】また上記第４，５実施例では、物質４２，
５２を置いた後、保護テープをその上から貼るとしたが
、保護テープの一方の面に物質４２，５２が付着したエ
ッチングモニター用のテープをあらかじめ用意しておき
、このエッチングモニター用のテープを必要に応じてエ
ッチングと反対側の面に貼るようにしてもよい。

【００５６】次に本発明の第６実施例を図６，図７に基
づいて説明する。

【００５７】基板６１上に貫通孔と同一径のモニター用
の孔を開けるものとし、その部分を貫通孔列の部分と同
時に露光，熱現像して、結晶化された貫通孔列の部分６
１ａ及びモニター用の孔の部分６１ｂを形成する。

【００５８】次に基板の一方の面にフォトリソグラフィ
の技術により個別電極６５を形成する。個別電極６５は
通常クロム（Ｃｒ）等で形成される。そして個別電極６
５を形成するときに個別電極６５と同じ材質で同時に、
モニター用の孔が形成される部分６１ｂを横切る状態で
、導電性の帯６６を形成しておく。そして導電性の帯６
６に耐エッチング液性の取り出し配線６７を介して、電
源６８及び電流計６９を接続し、電流を流しておく。 そしてエッチング中に電極６５及び導電性の帯６６がエ
ッチングされないように、それらの上から例えば、Ｎｏ
．８５１（住友３Ｍ製）等の保護テープ７０を貼ってお
く。

【００５９】この状態で、例えばフッ酸濃度６％，液温
２０℃のエッチング液を、シャワー圧３．０ｋｇ／ｃｍ
２　で電極が形成してある面と反対側の面より吹きつけ
ながら、エッチングを行う。すると、モニター用の孔の
部分６１ｂが貫通し、エッチング液が導電性の帯と接触
し、導電性の帯６６を溶かし、断線させる。すると、電
流が流れなくなり、電流計６９でこのことが読み取られ
、貫通孔列６１ａの貫通を判定することができる。

【００６０】本実施例は電流計の読みで貫通孔の貫通を
判定するため、エッチング中の基板を観察しておく必要
がなく、エッチング作業がより容易となる。

【００６１】また貫通孔と同一径のモニター用の孔部に
導電性の帯を設けたため、貫通孔の貫通時とモニター用
の孔部の貫通とが全く同時に起き、したがって導電性の
帯が切れたときには確実に貫通孔の貫通が行われており
、貫通孔の貫通の誤差等を考慮する必要がない。

【００６２】また、モニタ−用の孔と貫通孔とを異なる
径とし、第１実施例と同様に両者の貫通に要する時間の
差を求めておいて、孔の貫通を判断してもよい。

【００６３】また本実施例では貫通孔の個別電極の形成
と同時に導電性の帯６６を形成することとしたため、導
電性の帯の形成のための別途の工程を必要とせず、モニ
ター部を形成するためのコストを低減することができる
。

【００６４】本実施例ではモニター用の孔を設けるとし
たが、モニター用の溝を形成するものとし、この溝を横
切る状態で導電性の帯を設けるようにしてもよい。

【００６５】また本実施例では個別電極を形成するもの
としたが、単に貫通孔のみを形成する場合においても、
導電性の帯を別途工程で設けて、本発明を実施すること
ができる。なお、この場合には、貫通孔の１つに導電性
の帯を設け、モニター用の孔の形成を省略してもよい。

【００６６】さらに本実施例で、導電性の帯に電流が流
れないと、エッチングを自動的に停止する回路を設けて
おき、これにより導電性の帯が切れたときに自動的にエ
ッチングを停止するようにしてもよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、このように構成してあり、エ
ッチング作業を中断しなくても、エッチングの終了時を
容易にモニターすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の第１実施例に適用される基
板の部分平面図である。

【図２】本発明の製造方法の第２実施例に適用される基
板の部分平面図である。

【図３】本発明の製造方法の第３実施例に適用される基
板の部分平面図である。

【図４】本発明の製造方法の第４実施例に適用される基
板の部分断面図である。

【図５】本発明の製造方法の第５実施例に適用される基
板の部分断面図である。

【図６】本発明の製造方法の第６実施例に適用される基
板の部分斜視図である。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１，５１，６１　　ガラス１ａ，２
１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ　　貫通孔 １ｂ，２１ｂ，２１ｃ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１
ｂ　　モニター用の孔 ４２　　第２物質 ５２　　第３物質 ６６　　導電性の帯

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガラスにエッチングにより貫通孔を形
   成するガラスのエッチング方法において、上記貫通孔と
   は別にモニター用の孔又は溝を同時にエッチングにより
   形成し、上記モニター用の孔又は溝の貫通を観察して上
   記貫通孔の貫通を判定することを特徴とするガラスのエ
   ッチング方法。
2. 【請求項２】　　請求項１において、上記貫通孔の貫通
   に要する時間と上記モニター用の孔又は溝の貫通に要す
   る時間との関係を予め計算又は実験により求めておき、
   上記関係に基づき、上記モニター用の孔又は溝の貫通を
   観察して上記貫通孔の貫通を判定することを特徴とする
   ガラスのエッチング方法。
3. 【請求項３】　　ガラスにエッチングにより貫通孔を形
   成するガラスのエッチング方法において、上記エッチン
   グが始まる面とは反対側の面の上記貫通孔又はモニター
   用の孔又は溝の位置に、エッチング液と又はエッチング
   液に混入された第１物質と反応することによって色の変
   化をきたす第２物質を配置しておき、上記第２物質の色
   の変化を観察して上記貫通孔の貫通を判定することを特
   徴とするガラスのエッチング方法。
4. 【請求項４】　　ガラスにエッチングにより貫通孔を形
   成するガラスのエッチング方法において、上記エッチン
   グが始まる面とは反対側の面の上記貫通孔又はモニター
   用の孔又は溝の位置に、エッチング液中に分散又は溶解
   することによってエッチング液の色を変化せしめる第３
   物質を配置しておき、上記エッチング液の色の変化を観
   察して上記貫通孔の貫通を判定することを特徴とするガ
   ラスのエッチング方法。
5. 【請求項５】　　ガラスにエッチングにより貫通孔を形
   成するガラスのエッチング方法において、上記エッチン
   グが始まる面とは反対側の面に、上記貫通孔又はモニタ
   ー用の孔又は溝の位置を横切る状態で、導電性の帯を設
   けておき、上記導電性の帯に電流が流れないことを検知
   して、上記貫通孔の貫通を判定することを特徴とするガ
   ラスのエッチング方法。