JPH0596777A - Production of ion-flow control head - Google Patents

Production of ion-flow control head

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JPH0596777A
JPH0596777A JP26402391A JP26402391A JPH0596777A JP H0596777 A JPH0596777 A JP H0596777A JP 26402391 A JP26402391 A JP 26402391A JP 26402391 A JP26402391 A JP 26402391A JP H0596777 A JPH0596777 A JP H0596777A
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JP
Japan
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ion flow
electrode
flow control
layer
ion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26402391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Sakai
了 酒井
Masaharu Nishikawa
正治 西川
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0596777A publication Critical patent/JPH0596777A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an ion-flow control head production method in which ion flow control holes can be formed without the occurrence of deformation, crack, and the like of an electrode caused by the irradiation with an excimer laser light. CONSTITUTION:In a laminate 10 formed by providing an insulating layer 13 between at least a pair of electrode layers 11, 12 made of metal foils, ion flow pass-through holes are opened for passing an ion flow through by using an excimer laser light. In this ion-flow control head production method, an ultraviolet light reflecting layer 14 having an ultraviolet light reflectivity higher than that of the metals forming said electrode layers 11, 12 is previously provided on the surface of one of the electrode layers. After ion flow pass- through holes are formed in the ultraviolet light reflecting layer 14 and the respective electrode layers of said laminate 10 (15), an excimer laser light is emitted from the side of the ultraviolet light reflecting layer 14 to the insulating layer 13 through the ion flow pass-through holes. In this manner, ion flow control holes for controlling an ion flow are formed in the insulating layer 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば静電記録装置に
おける記録ヘッド等として用いられるイオン流制御ヘッ
ドの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an ion flow control head used as a recording head or the like in an electrostatic recording device.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン流制御ヘッドは、一般にイオン発
生部において高電流密度のイオンを発生させ、このイオ
ンを抽出してイオン流となし、これを被帯電部材に局所
的に付与して当該部材の表面に静電潜像を帯電形成し、
所謂イオン流記録を行なうように構成されている。この
イオン流制御ヘッドは、静電印刷等の技術分野において
例えば静電記録装置の記録ヘッドとして用いられること
が知られている。
2. Description of the Related Art In general, an ion flow control head generates ions with a high current density in an ion generator, extracts the ions to form an ion flow, and locally applies the ions to a member to be charged. Electrostatically forms an electrostatic latent image on the surface of
It is configured to perform so-called ion flow recording. It is known that this ion flow control head is used as a recording head of an electrostatic recording device in the technical field of electrostatic printing and the like.

【0003】図4の(a)はこの種のイオン流制御ヘッ
ドの一例を示す要部構成図である。図において、符号4
0は静電記録装置の記録ヘッドとしての機能を有するイ
オン流制御ヘッドの一部であり、46は被帯電部材とし
ての誘電体ドラムの一部である。また符号47は交流電
源、48はパルス発生器、49は直流バイアス電源であ
る。
FIG. 4 (a) is a main part configuration diagram showing an example of this kind of ion flow control head. In the figure, reference numeral 4
Reference numeral 0 is a part of an ion flow control head having a function as a recording head of an electrostatic recording apparatus, and 46 is a part of a dielectric drum as a member to be charged. Reference numeral 47 is an AC power supply, 48 is a pulse generator, and 49 is a DC bias power supply.

【0004】イオン流制御ヘッド40は、イオン発生部
40Aとイオン流制御部40Bとからなっている。イオ
ン発生部40Aは、イオン発生用の複数の第1電極41
(図には1個のみ図示されている)と、複数の第2電極
42(図には1個のみ図示されている)との間に、誘電
体層44を介在させたものとなっている。なお、イオン
流制御ヘッド40には、図示しないが絶縁基板が設けら
れており、この絶縁基板上に前記複数の第1電極41が
略平行に配列されている。そして誘電体層44はこの絶
縁基板における第1電極の配設面側に設けられている。
The ion flow control head 40 comprises an ion generator 40A and an ion flow controller 40B. The ion generator 40A includes a plurality of first electrodes 41 for ion generation.
A dielectric layer 44 is interposed between (only one is shown in the drawing) and a plurality of second electrodes 42 (only one is shown in the drawing). .. The ion flow control head 40 is provided with an insulating substrate (not shown), and the plurality of first electrodes 41 are arranged substantially in parallel on the insulating substrate. The dielectric layer 44 is provided on the surface of the insulating substrate on which the first electrode is provided.

【0005】複数の第2電極42は、誘電体層44にお
ける絶縁基板とは反対側の面に第1電極41と交差する
状態で並設されている。かくして二次元配置された第1
電極41と第2電極42とによってマトリクス電極が構
成されている。第2電極42における上記マトリクス電
極の各交点に対応する部分には、微小孔からなる開口部
42aがそれぞれ形成されている。
A plurality of second electrodes 42 are arranged in parallel on the surface of the dielectric layer 44 opposite to the insulating substrate so as to intersect the first electrodes 41. Thus, the first two-dimensionally arranged
The electrode 41 and the second electrode 42 form a matrix electrode. Openings 42a made of micropores are formed in the portions of the second electrode 42 corresponding to the intersections of the matrix electrodes.

【0006】イオン流制御部40Bは、第2電極42の
前記第1電極41を配設した側とは反対側に、絶縁層4
5を介して帯状の第3電極43を配設したものである。
第3電極43における前記マトリクス電極の各交点に対
応する部分には、それぞれ微小孔からなる開口部43a
が形成されている。また絶縁層45における前記マトリ
クス電極の各交点に対応する部分にも、それぞれ微小孔
からなる開口部45aが形成されている。
The ion flow controller 40B has an insulating layer 4 on the side of the second electrode 42 opposite to the side on which the first electrode 41 is arranged.
The strip-shaped third electrode 43 is disposed via the electrode 5.
Openings 43a made of micropores are formed in the portions of the third electrode 43 corresponding to the intersections of the matrix electrodes.
Are formed. Further, openings 45a each formed of a minute hole are also formed in a portion of the insulating layer 45 corresponding to each intersection of the matrix electrodes.

【0007】上記の如く構成されたイオン流制御ヘッド
40は次のように作動する。イオン流制御ヘッド40に
よる記録が行なわれる際には、印字信号に基づいて第1
電極41と第2電極42との間のマトリクス電極の交点
が適宜選択される。そして選択されたマトリクス電極の
交点部分に対応する第1電極41と第2電極42との間
に、交流電源47からの交流電圧が印加される。これに
より選択されたマトリクス電極の交点部分に対応する第
2電極42の開口部42aの近傍部位に正負イオンが発
生する。このとき第2電極42と第3電極43との間に
はパルス発生器48からパルス状のバイアス電圧が印加
される。したがってこのバイアス電圧の極性によって決
まる所定のイオンのみがイオン流として抽出される。
The ion flow control head 40 constructed as described above operates as follows. When recording is performed by the ion flow control head 40, the first
The intersection of the matrix electrode between the electrode 41 and the second electrode 42 is appropriately selected. Then, an AC voltage from an AC power supply 47 is applied between the first electrode 41 and the second electrode 42 corresponding to the intersection of the selected matrix electrodes. As a result, positive and negative ions are generated in the region near the opening 42a of the second electrode 42 corresponding to the intersection of the selected matrix electrodes. At this time, a pulsed bias voltage is applied from the pulse generator 48 between the second electrode 42 and the third electrode 43. Therefore, only predetermined ions determined by the polarity of this bias voltage are extracted as an ion flow.

【0008】この様にして抽出されたイオン流は、絶縁
層45の開口部45aおよび第3電極43の開口部43
aを通過し、誘電体ドラム46を局所的に帯電させる。
したがって誘電体ドラム46上には、第1電極41およ
び第2電極42の選択的駆動に応じたドット潜像が形成
される。
The ion flow thus extracted has an opening 45a in the insulating layer 45 and an opening 43 in the third electrode 43.
Passing a, the dielectric drum 46 is locally charged.
Therefore, a dot latent image corresponding to the selective driving of the first electrode 41 and the second electrode 42 is formed on the dielectric drum 46.

【0009】ところで上記のイオン流制御ヘッド40を
製造する際には、まず図4の(b)に示すように、第2
電極42を形成する金属箔からなる電極層52および第
3電極43を形成する電極層53の間に、絶縁層45を
形成するためのフィルム状絶縁層55を介在させた積層
体50が設けられる。しかる後、この積層体50の電極
層52,53および絶縁層55を貫通するイオン流制御
孔59がそれぞれ形成される。イオン流制御孔59の直
径は、イオン流制御ヘッド40の記録密度によって異な
るが、一般的には数十〜数百μm程度である。このイオ
ン流制御孔59を形成するための孔開け加工方法として
は、一般にポンチングによる加工方法、エッチングによ
る加工方法等が採用されている。
When manufacturing the above-mentioned ion flow control head 40, first, as shown in FIG.
A laminated body 50 is provided in which a film-shaped insulating layer 55 for forming the insulating layer 45 is interposed between an electrode layer 52 formed of a metal foil forming the electrode 42 and an electrode layer 53 forming the third electrode 43. .. Then, the ion flow control holes 59 penetrating the electrode layers 52 and 53 and the insulating layer 55 of the laminated body 50 are formed. The diameter of the ion flow control hole 59 varies depending on the recording density of the ion flow control head 40, but is generally about several tens to several hundreds μm. As a hole forming method for forming the ion flow control hole 59, a processing method by punching, a processing method by etching, etc. are generally adopted.

【0010】イオン流制御ヘッド40の動作時におい
て、第2電極42の開口部42aの近傍部位で発生した
後、絶縁層45の開口部45aおよび第3電極43の開
口部43aを通過するイオン流の量は、第2電極42と
第3電極43との間に印加される印加電圧の大きさによ
って変化するが、第2電極42の開口部42a,絶縁層
45の開口部45a,第3電極43の開口部43a,の
各開口部の形状およびその孔径等によっても大きく変化
する。そのためイオン流制御ヘッド40を動作させて均
一な記録画像を得るためには、イオン流制御ヘッド40
の積層体50に形成されているイオン流制御孔59を、
製造時において均一な開口部形状および孔径に精度よく
孔開け加工する必要がある。
During operation of the ion flow control head 40, the ion flow passing through the opening 45a of the insulating layer 45 and the opening 43a of the third electrode 43 after being generated in the vicinity of the opening 42a of the second electrode 42. The amount of V varies depending on the magnitude of the applied voltage applied between the second electrode 42 and the third electrode 43, but the opening 42a of the second electrode 42, the opening 45a of the insulating layer 45, and the third electrode The shape of each of the openings 43a of the reference numeral 43, and the hole diameter thereof greatly change. Therefore, in order to operate the ion flow control head 40 and obtain a uniform recorded image, the ion flow control head 40
The ion flow control hole 59 formed in the laminated body 50 of
At the time of manufacturing, it is necessary to carry out drilling with a uniform opening shape and hole diameter with high accuracy.

【0011】しかしながらポンチングによる孔開け加工
においては、孔開け治具であるポンチを使用して一対の
電極層52,53およびフィルム状絶縁層55を同時に
打ち抜き加工するものであるため、イオン流制御孔59
を形成する電極層52,53およびフィルム状絶縁層5
5の各開口部52a,53a,55aの周縁部位に所謂
「バリ」が発生したり、孔開け加工の途中でポンチが折
れてイオン流制御ヘッドを損傷させる等のおそれがあ
る。このため歩留まりが悪いという問題があった。さら
にポンチの細径化には限界があるので、直径50μm程
度以下の孔開け加工には適さないという問題があった。
However, in punching by punching, since a pair of electrode layers 52 and 53 and the film-like insulating layer 55 are punched at the same time by using a punch which is a punching jig, the ion flow control hole is formed. 59
Electrode layers 52, 53 and film-like insulating layer 5
There is a possibility that so-called "burrs" may occur at the peripheral portions of the openings 52a, 53a, 55a of No. 5, or the punch may be broken during the punching process to damage the ion flow control head. Therefore, there is a problem that the yield is low. Furthermore, since there is a limit to the diameter reduction of the punch, there is a problem that it is not suitable for drilling with a diameter of about 50 μm or less.

【0012】またエッチングによる孔開け加工の場合に
は、積層体50の各電極層52,53に、例えばプリン
ト基板のパターン製作と同様のエッチング技術を使用し
て予め開口部52a,53aを孔開け加工しておき、し
かる後、一方の電極52の開口部52aを通してフィル
ム状絶縁層55側に溶剤を導き、この溶剤による浸食作
用によって絶縁層55を溶かし、絶縁層55に開口部5
5aを設けるようにしている。このエッチングによる孔
開け加工においては、ポンチングによる孔開け加工のよ
うに開口部周縁に「バリ」が発生したり、ポンチの折損
によりイオン流制御ヘッドが損傷したりするおそれはな
い。
In the case of punching by etching, the electrode layers 52 and 53 of the laminate 50 are preliminarily punched with openings 52a and 53a by using the same etching technique as that used for patterning a printed circuit board. After processing, the solvent is guided to the film-shaped insulating layer 55 side through the opening 52a of the one electrode 52, and the insulating layer 55 is melted by the erosion action of this solvent, and the opening 5 is formed in the insulating layer 55.
5a is provided. In the punching process by this etching, unlike the punching process by punching, there is no possibility that "burrs" are generated at the peripheral edge of the opening and the ion flow control head is damaged due to breakage of the punch.

【0013】しかながらエッチングによる孔開け加工の
場合は、溶剤による絶縁層55の浸食量を精度よくコン
トロールすることが困難である為、オーバエッチングや
エッチング不足による加工不良が発生しやすいという問
題がある。エッチング不良に起因する孔開け加工不良の
態様としては孔径が不均一になることが挙げられる。例
えば図4の(b)に示すように、絶縁層55の厚み方向
の位置によって、絶縁層の開口部55aの直径が漸次変
化したものとなる。この様にエッチングによる孔開け加
工では、積層体50に形成されるイオン流制御孔59を
均一で精度の良い開口部形状および孔径に加工すること
が困難であった。
However, in the case of drilling by etching, it is difficult to accurately control the amount of corrosion of the insulating layer 55 by the solvent, so that there is a problem that processing defects are likely to occur due to overetching or insufficient etching. .. A non-uniform hole diameter may be mentioned as a mode of the poor hole forming process due to the poor etching. For example, as shown in FIG. 4B, the diameter of the opening 55a of the insulating layer gradually changes depending on the position of the insulating layer 55 in the thickness direction. As described above, it is difficult to form the ion flow control holes 59 formed in the stacked body 50 into a uniform and accurate opening shape and hole diameter by the hole forming processing by etching.

【0014】また絶縁層55として、誘電率をはじめと
する電気的特性,物理化学特性,機械加工性等にすぐれ
た例えば厚みが数十〜数百μm程度のポリイミドフィル
ム等からなるプラスチックフィルムを用いた場合には、
誘電層として優れた電気的,熱的安定性を有すると共に
化学的安定性も高いため、エッチング用として使用可能
な溶剤の種類が制限される上、エッチングレートが低く
生産性に劣るという問題がある。
As the insulating layer 55, a plastic film made of, for example, a polyimide film having a thickness of about several tens to several hundreds of μm, which is excellent in electrical properties such as dielectric constant, physicochemical properties, and machinability, is used. If
Since it has excellent electrical and thermal stability as a dielectric layer and high chemical stability, it limits the kinds of solvents that can be used for etching, and has a problem that the etching rate is low and the productivity is poor. ..

【0015】上記したように従来から採用されているポ
ンチング,エッチングによる孔開け加工方法には種々の
問題がある。かかる問題を解決するための手段として、
例えば特開平2ー102071号公報に示すように、エ
キシマレーザ光のドライエッチング作用を利用した孔開
け加工方法が提案されている。この方法は、積層体50
の各電極層52,53に、例えば前述したエッチング技
術を用いて予め開口部52a,53aを加工する。しか
る後、一方の電極層52側の開口部52aを通して絶縁
層55にエキシマレーザ光を照射して孔開け加工する。
かくしてこの孔開け加工方法によれば、絶縁層55に開
口部55aを精度よく孔開け加工することができ、加工
精度の高いイオン流制御55を簡単に形成することがで
きる。
As described above, there are various problems in the conventional punching method by punching and etching. As a means for solving such a problem,
For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-102071, there has been proposed a hole forming method utilizing a dry etching action of excimer laser light. In this method, the laminated body 50
Openings 52a and 53a are previously formed in the respective electrode layers 52 and 53 by using, for example, the above-described etching technique. Thereafter, the insulating layer 55 is irradiated with excimer laser light through the opening 52a on the side of the one electrode layer 52 to form a hole.
Thus, according to this hole forming method, the opening 55a can be formed in the insulating layer 55 with high accuracy, and the ion flow control 55 with high processing accuracy can be easily formed.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、エキ
シマレーザ光のドライエッチング作用を利用した孔開け
加工方法は、他方式に比べて大変に優れた加工方法であ
る。しかしながら次に示すような解決すべき問題があ
る。
As described above, the hole forming method utilizing the dry etching action of excimer laser light is a very excellent processing method as compared with other methods. However, there are the following problems to be solved.

【0017】すなわち電極層に用いられる金属材料は、
下記の分光反射率特性に示す通り、一般に紫外線の吸収
性が高い。
That is, the metal material used for the electrode layer is
As shown in the spectral reflectance characteristics below, ultraviolet rays are generally highly absorptive.

【0018】「ステンレス鋼(SUS302)の紫外線各波長
に対する分光反射率」 波長240[nm]… 6.0[%] 波長260[nm]… 6.0[%] 波長280[nm]… 6.3[%] 波長300[nm]… 6.5[%] 「銅の紫外線各波長に対する分光反射率」 波長240[nm]…39.0[%] 波長260[nm]…35.5[%] 波長280[nm]…33.0[%] 波長300[nm]…33.6[%] ステンレス鋼は、電極としての耐久性に特に優れてお
り、材料費も低廉であり電極として最適な材料といえ
る。しかし上記の如く紫外線の吸収性が非常に高いた
め、紫外線の一種であるエキシマレーザ光を照射される
と、エキシマレーザ光の熱化学作用によって損傷を受け
易いという問題がある。
"Spectral reflectance of stainless steel (SUS302) with respect to each wavelength of ultraviolet rays" Wavelength 240 [nm] ... 6.0 [%] Wavelength 260 [nm] ... 6.0 [%] Wavelength 280 [nm] ... 6. 3 [%] Wavelength 300 [nm] ... 6.5 [%] "Spectral reflectance of copper for each ultraviolet ray wavelength" Wavelength 240 [nm] ... 39.0 [%] Wavelength 260 [nm] ... 35.5 [% ] Wavelength 280 [nm] ... 33.0 [%] Wavelength 300 [nm] ... 33.6 [%] Stainless steel is particularly excellent in durability as an electrode, and the material cost is low, which makes it suitable as an electrode. It can be called a material. However, as described above, since it has a very high absorption of ultraviolet rays, there is a problem that when it is irradiated with excimer laser light, which is a type of ultraviolet light, it is easily damaged by the thermochemical action of the excimer laser light.

【0019】すなわち、図5の(a)に示すように、電
極層55が変形して撓んだり、図5の(b)に示すよう
に、イオン制御孔59の周辺にクラック61が発生す
る。かかる損傷を受けた電極層は電極の導通不良を生じ
易く、そのため誤動作等を起こすおそれがある。したが
ってステンレス鋼を電極層55として使用した場合には
エキシマレーザ光の照射による高精度なイオン流制御孔
の加工技術を活かすことができないという問題がある。
That is, as shown in FIG. 5A, the electrode layer 55 is deformed and bent, and as shown in FIG. 5B, a crack 61 is generated around the ion control hole 59. .. The damaged electrode layer is liable to cause poor electrical continuity of the electrode, which may cause malfunction. Therefore, when stainless steel is used as the electrode layer 55, there is a problem that it is not possible to make use of the highly accurate processing technique of the ion flow control hole by irradiation of excimer laser light.

【0020】これに対して銅は、紫外線の吸収性がステ
ンレス鋼に比べて小さく、しかも熱伝導率が下記に示す
ようにステンレス鋼に比べてはるかに大きい。
On the other hand, copper has a lower ultraviolet absorption than stainless steel and has a much higher thermal conductivity than stainless steel as shown below.

【0021】「ステンレス鋼(SUS302)および銅の10
0℃の場合の熱伝導率」 ステンレス鋼(SUS302)………16[W/mK] 銅………………………………396[W/mK] このため銅のエキシマレーザ光の照射によって受ける損
傷の度合いは、ステンレス鋼(SUS302)に比べて少な
い。しかしながら、銅をイオン流制御ヘッド40の電極
層として使用すると、使用時において高密度のイオン流
にさらされる結果短時間内に電極が腐食したり、図5の
(c)に示すように二次化合物62が生成されて、電極
層52と53との間が短絡されてしまうおそれがある。
したがって製品として実用化することは極めて難しい。
"10 of stainless steel (SUS302) and copper
Thermal conductivity at 0 ° C ”Stainless steel (SUS302) ………… 16 [W / mK] Copper ………………………… 396 [W / mK] For this reason, copper excimer laser light Irradiation damage is less than stainless steel (SUS302). However, when copper is used as the electrode layer of the ion flow control head 40, the electrode is corroded within a short time as a result of being exposed to a high-density ion flow during use, and as shown in FIG. The compound 62 may be generated, and the electrode layers 52 and 53 may be short-circuited.
Therefore, it is extremely difficult to put it into practical use as a product.

【0022】本発明はこの様な事情を考慮して成された
ものであり、その目的は、実用上何等支障のないイオン
流制御ヘッドが得られるのは勿論、製造時におけるエキ
シマレーザ光の照射に起因する電極層の変形やクラック
等の発生がなく、エキシマレーザ光による高精度な孔加
工技術を十分活かすことができ、イオン流制御孔を簡単
かつ高精度に形成することのできるイオン流制御ヘッド
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is not only to obtain an ion flow control head having practically no trouble but also to irradiate excimer laser light during manufacturing. There is no deformation or cracks in the electrode layer due to ionization, and it is possible to make full use of the high-precision hole processing technology using excimer laser light, and the ion flow control can easily and accurately form the ion flow control hole. It is to provide a method of manufacturing a head.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために本発明では次のような手段を講じた。す
なわち、金属箔からなる少なくとも一対の電極層の間に
絶縁層が配置された積層体に、エキシマレーザ光を用い
てイオン流を通過させるためのイオン流通過孔を開口す
るようにしたイオン流制御ヘッドの製造方法において、
予めいずれか一方の電極層の表面に、前記電極層を形成
する金属よりも紫外線反射率の高い紫外線反射層を設け
る工程と、この工程により紫外線反射層を設けた後、こ
の紫外線反射層および前記積層体の各電極層にイオン流
通流孔を形成する工程と、この工程によりイオン流通過
孔を形成した後、前記紫外線反射層を設けた側から前記
イオン流通過孔を通して前記絶縁層にエキシマレーザ光
を照射し、前記絶縁層にイオン流を制御するためのイオ
ン流制御孔を形成する工程と、を備えるようにした。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention takes the following means. That is, an ion flow control in which an ion flow passage hole for passing an ion flow using an excimer laser beam is opened in a laminated body in which an insulating layer is disposed between at least a pair of electrode layers made of metal foil. In the method of manufacturing the head,
In advance, on the surface of one of the electrode layers, a step of providing an ultraviolet reflective layer having a higher ultraviolet reflectance than the metal forming the electrode layer, and after providing the ultraviolet reflective layer by this step, the ultraviolet reflective layer and the above A step of forming an ion flow hole in each electrode layer of the laminate, and after forming an ion flow hole in this step, an excimer laser is formed on the insulating layer through the ion flow hole from the side where the ultraviolet reflection layer is provided. Irradiating light and forming an ion flow control hole for controlling the ion flow in the insulating layer.

【0024】[0024]

【作用】上記手段を講じたことにより次のような作用が
生じる。
The following actions will be brought about by taking the above means.

【0025】エキシマレーザ光を照射される側の電極層
表面には、紫外線を効率よく反射する紫外線反射層が予
め形成されている。このため紫外線反射層および電極層
に形成したイオン流通過孔を通して絶縁層にイオン流制
御孔を形成すべく、上記絶縁層にエキシマレーザ光を照
射した時、前記電極層を形成している金属材料がエキシ
マレーザ光に直接さらされることがない。このため、エ
キシマレーザ光の熱化学作用に起因する電極層の変形や
クラック等の発生が防止される。したがってイオン制御
孔を能率よく高精度に形成可能となる。
On the surface of the electrode layer on the side where the excimer laser light is irradiated, an ultraviolet reflecting layer which reflects ultraviolet rays efficiently is formed in advance. Therefore, when an excimer laser beam is applied to the insulating layer in order to form an ion flow control hole in the insulating layer through the ion flow passage hole formed in the ultraviolet reflection layer and the electrode layer, the metal material forming the electrode layer. Is not directly exposed to the excimer laser light. Therefore, it is possible to prevent the electrode layer from being deformed or cracked due to the thermochemical action of the excimer laser light. Therefore, the ion control holes can be efficiently formed with high precision.

【0026】[0026]

【実施例】図1および図2は本発明の一実施例に係るイ
オン流制御ヘッドの製造工程を示す工程図である。
1 and 2 are process charts showing a manufacturing process of an ion flow control head according to an embodiment of the present invention.

【0027】図1の(a)は、イオン流制御ヘッドのイ
オン流制御孔開口前における積層体10の構造を示す断
面図である。図中11はイオン流集束用の電極層であ
り、12はイオン流制御用の電極層であり、13はフィ
ルム状の絶縁層である。フィルム状の絶縁層13は、例
えば厚みが100μmのポリイミドフィルムからなり、
イオン流集束用の電極層11およびイオン流制御用の電
極層12は、例えば厚み20μmのステンレス鋼からな
る金属箔によってそれぞれ形成されている。
FIG. 1A is a sectional view showing the structure of the laminated body 10 before the opening of the ion flow control holes of the ion flow control head. In the figure, 11 is an ion flow focusing electrode layer, 12 is an ion flow controlling electrode layer, and 13 is a film-like insulating layer. The film-shaped insulating layer 13 is made of a polyimide film having a thickness of 100 μm,
The ion flow focusing electrode layer 11 and the ion flow control electrode layer 12 are each formed of a metal foil made of stainless steel having a thickness of 20 μm, for example.

【0028】次に図1の(b)に示すように、図1の
(a)の積層体10のイオン流集束用の電極層11の表
面に、紫外線反射層14をコーティングし、積層体15
を形成する。図1の(b)に示す紫外線反射層14は、
厚みが1μm程度のアルミニウム層を真空蒸着によって
形成したものである。
Next, as shown in FIG. 1B, the ultraviolet reflection layer 14 is coated on the surface of the electrode layer 11 for ion flux focusing of the laminated body 10 of FIG. 1A, and the laminated body 15 is formed.
To form. The ultraviolet reflection layer 14 shown in FIG.
An aluminum layer having a thickness of about 1 μm is formed by vacuum vapor deposition.

【0029】アルミニウム層からなる紫外線反射層14
の紫外線各波長に対する分光反射率特性は下記に示す通
りである。
Ultraviolet reflective layer 14 made of an aluminum layer
The spectral reflectance characteristic of each of the wavelengths of ultraviolet rays is as shown below.

【0030】「アルミニウムの紫外線各波長に対する分
光反射率」 波長240[nm]…91.5[%] 波長260[nm]…92.2[%] 波長280[nm]…92.3[%] 波長300[nm]…92.3[%] したがってアルミニウム層からなる紫外線反射層14を
設けることによって紫外線の吸収率を10%以下に抑制
できる。
[Spectral reflectance of aluminum for each wavelength of ultraviolet rays] Wavelength 240 [nm] ... 91.5 [%] Wavelength 260 [nm] ... 92.2 [%] Wavelength 280 [nm] ... 92.3 [%] Wavelength 300 [nm] ... 92.3 [%] Therefore, by providing the ultraviolet reflection layer 14 made of an aluminum layer, the absorption rate of ultraviolet rays can be suppressed to 10% or less.

【0031】次に図1の(c)に示すように、図1の
(b)の積層体15の紫外線反射層14および各電極層
11,12に例えばプリント基板のパターン製造と同様
のエッチング技術(例えばフォトレジストでパターニン
グした後にエッチング加工するフォトリソグラフィ法)
を使用して孔開け加工を行なう。その後、反射層14,
各電極層11,12には、イオン流通過孔14a,11
a,12aがそれぞれ形成される。
Next, as shown in FIG. 1C, the ultraviolet reflection layer 14 and the electrode layers 11 and 12 of the laminated body 15 of FIG. (For example, a photolithography method of etching after patterning with a photoresist)
Use to drill holes. After that, the reflective layer 14,
Each of the electrode layers 11, 12 has an ion flow passage hole 14a, 11
a and 12a are formed respectively.

【0032】図1の(c)において、イオン流通過孔1
4,11,12の直径は100μmに、隣接するピッチ
は200μmにそれぞれ設定されている。
In FIG. 1C, the ion flow passage hole 1
The diameters of 4, 11, and 12 are set to 100 μm, and the pitches adjacent to each other are set to 200 μm.

【0033】図2の(d)に示すように、紫外線反射層
14のイオン通過孔14a電極層11のイオン流通過孔
11aを通して絶縁層13に照射して絶縁層13の孔開
け加工を行なう。かくして絶縁層13には図2の(e)
に示されるように電極11側のイオン流通過孔11aと
同一形状のイオン流通過孔13aが形成される。
As shown in FIG. 2D, the insulation layer 13 is irradiated with the ion passage hole 14a of the ultraviolet reflection layer 14 through the ion flow passage hole 11a of the electrode layer 11 to perforate the insulation layer 13. Thus, the insulating layer 13 has a pattern (e) of FIG.
As shown in FIG. 3, an ion flow passage hole 13a having the same shape as the ion flow passage hole 11a on the electrode 11 side is formed.

【0034】以上の加工工程をへた後に紫外線反射層1
4を化学的エッチング技術(例えば燐酸または燐酸と燐
酸以外の強酸との混合液を使用して金属を溶解する方
法)を使用してアルミニウムで構成された紫外線反射層
14を除去することにより、図2の(f)に示すような
イオン流制御ヘッドが得られる。
After passing through the above processing steps, the ultraviolet reflecting layer 1
4 by removing the UV-reflecting layer 14 composed of aluminum using a chemical etching technique (for example, a method of dissolving metal using phosphoric acid or a mixed solution of phosphoric acid and a strong acid other than phosphoric acid). An ion flow control head as shown in (f) of 2 is obtained.

【0035】図3の(a)は、エキシマレーザ光を発生
させるレーザ装置20を示す図である。図に示す装置2
0は例えば波長が308nm、パルス幅20nsのXe
Clエキシマレーザ光を発する如くレーザ管30を主体
として構成されている。このレーザ管30管内には図3
の(b)に示すように、離間対向配置された一対の主放
電電極31,32が設けられている。これらの主放電電
極31,32の両端子相互間には予備電離ギャップ33
とコンデンサ34との直列回路、および予備電離ギャッ
プ35とコンデンサ36との直列回路,をそれぞれ介し
て接続されている。
FIG. 3A is a diagram showing a laser device 20 for generating excimer laser light. Device 2 shown
0 is, for example, Xe with a wavelength of 308 nm and a pulse width of 20 ns
The laser tube 30 is mainly configured to emit Cl excimer laser light. The laser tube 30 is shown in FIG.
As shown in (b), a pair of main discharge electrodes 31 and 32 are provided facing each other with a space therebetween. A preionization gap 33 is formed between the terminals of the main discharge electrodes 31 and 32.
And a capacitor 34 in series, and a preionization gap 35 and a capacitor 36 in series.

【0036】37は気体(ArF等)封入管,38は雰
囲気攪拌用のファンである。
Reference numeral 37 is a gas (ArF or the like) sealing tube, and 38 is a fan for stirring the atmosphere.

【0037】レーザ管30にはコイル21とコンデンサ
22とからなる共振回路が接続されている。この共振回
路の両端には例えばサイラトロンからなる励起用のスイ
ッチング素子23が接続されている。このスイッチング
素子22はスイッチング制御部24によりON/OFF
制御される。このスイッチング制御部24には例えばマ
イクロコンピュータや周辺回路からなる主制御部25に
より制御される。
A resonance circuit consisting of a coil 21 and a capacitor 22 is connected to the laser tube 30. A switching element 23 for excitation made of, for example, a thyratron is connected to both ends of this resonance circuit. The switching element 22 is turned on / off by the switching control unit 24.
Controlled. The switching control unit 24 is controlled by a main control unit 25 including, for example, a microcomputer and peripheral circuits.

【0038】かくして主制御部25からの周波数指令に
対応した周期のパルス信号がスイッチング制御部24に
与えられると、同制御部24からスイッチング素子23
にスイッチング信号が供給されるようになっている。積
層体15の絶縁層13に孔開け加工を行なう場合には、
レーザ管30から例えば1pps(pulseper
second)から100ppsまでのパルス周波数の
エキシマレーザ光が照射されるように主制御部25によ
りスイッチング素子23のON/OFF動作制御が行な
われる。なお本実施例ではエキシマレーザ光の照射面に
おける1パルス当たりのエネルギー密度を1J/c
2 、パルス周波数を10pps、照射時間は20se
cの条件で、絶縁層13にエキシマレーザ光を照射して
イオン流通過孔31aの孔開け加工を行なうようにし
た。
When a pulse signal having a cycle corresponding to the frequency command from the main controller 25 is applied to the switching controller 24, the controller 24 switches the switching element 23.
A switching signal is supplied to. When punching the insulating layer 13 of the laminated body 15,
From the laser tube 30, for example, 1 pps (pulse separator)
The ON / OFF operation control of the switching element 23 is performed by the main control unit 25 so that the excimer laser light having the pulse frequency from the second) to 100 pps is irradiated. In this embodiment, the energy density per pulse on the irradiation surface of the excimer laser light is 1 J / c.
m 2 , pulse frequency 10 pps, irradiation time 20 se
Under the condition of c, the insulating layer 13 was irradiated with excimer laser light so that the ion flow passage hole 31a was perforated.

【0039】エキシマレーザ装置20の駆動時には主制
御部25によってレーザ管30から出射されたエキシマ
レーザ光(パルス光)が光学系26によって集束され、
レーザガイド27の入射端部に入射される。このレーザ
ガイド27中を伝播したエキシマレーザ光は、このレー
ザガイド27の出射端部から積層体15に対して垂直に
出射される。そしてレーザガイド27の出射端部から出
射されたエキシマレーザ光により、積層体15の絶縁層
13に反射層14側からエキシマレーザ光を照射して絶
縁層13にイオン流通過孔13a(図3には不図示)の
孔開け加工を行なう。
When the excimer laser device 20 is driven, the excimer laser light (pulse light) emitted from the laser tube 30 by the main controller 25 is focused by the optical system 26,
It is incident on the incident end of the laser guide 27. The excimer laser light propagating in the laser guide 27 is emitted perpendicularly to the laminated body 15 from the emission end of the laser guide 27. Then, the excimer laser light emitted from the emission end of the laser guide 27 irradiates the insulating layer 13 of the laminated body 15 with the excimer laser light from the reflective layer 14 side so that the insulating layer 13 has the ion flow passage hole 13a (see FIG. 3). Is not shown).

【0040】また孔開け加工装置の動作中において、X
ーYステージ28は、XーYステージ用のコントローラ
に記憶された位置情報に基づいて移動する。このため電
極11側に形成されたすべてのイオン流通過孔14a,
11aを通して絶縁層13にエキシマレーザ光が照射さ
れ、絶縁層13にも同様にイオン流通過孔が形成され
る。
When the punching device is in operation, X
The-Y stage 28 moves based on the position information stored in the controller for the XY stage. Therefore, all the ion flow passage holes 14a formed on the electrode 11 side,
The insulating layer 13 is irradiated with excimer laser light through 11a, and an ion flow passage hole is similarly formed in the insulating layer 13.

【0041】実験によれば、上記したイオン流制御ヘッ
ドの製造方法を用いることにより、エキシマレーザ光の
熱化学作用によって損傷を受けやすい金属材料を、イオ
ン流制御ヘッドの電極層に使用しても、電極層に撓みや
クラックを発生させることなく、イオン流通流孔を開口
できることが確認された。
According to the experiment, by using the above-described method of manufacturing the ion flow control head, even if a metal material that is easily damaged by the thermochemical action of excimer laser light is used for the electrode layer of the ion flow control head. It was confirmed that the ion flow hole can be opened without causing bending or cracking in the electrode layer.

【0042】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば前記実施例では紫外線反射層14を真
空蒸着により形成する例を示したが、スパッタリング、
イオンプレーティング等の薄膜形成装置を利用する方
法、化学的メッキを利用する方法、シート状紫外線反射
を接着する方法、等を用いてもよい。このほか本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿
論である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, an example in which the ultraviolet reflection layer 14 is formed by vacuum vapor deposition is shown, but sputtering,
A method of using a thin film forming apparatus such as ion plating, a method of using chemical plating, a method of adhering a sheet-like ultraviolet reflection, or the like may be used. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は、金属箔からなる少なくとも一
対の電極層の間に絶縁層が配置された積層体に、エキシ
マレーザ光を用いてイオン流を通過させるためのイオン
流通過孔を開口するようにしたイオン流制御ヘッドの製
造方法において、予めいずれか一方の電極層の表面に、
前記電極層を形成する金属よりも紫外線反射率の高い紫
外線反射層を設け、この紫外線反射層および前記積層体
の各電極層にイオン流通流孔を形成したのち、前記紫外
線反射層を設けた側から前記イオン流通過孔を通して前
記絶縁層にエキシマレーザ光を照射し、前記絶縁層にイ
オン流を制御するためのイオン流制御孔を形成するよう
にしたので、実用上何等支障のないイオン流制御ヘッド
が得られるのは勿論、製造時におけるエキシマレーザ光
の照射に起因する電極層の変形やクラック等の発生がな
く、エキシマレーザ光による高精度な孔加工技術を十分
活かすことができ、イオン流制御孔を簡単かつ高精度に
形成することのできるイオン流制御ヘッドの製造方法を
提供することにある。
According to the present invention, an ion flow passage hole for passing an ion flow by using an excimer laser beam is opened in a laminated body in which an insulating layer is arranged between at least a pair of electrode layers made of metal foil. In the method for manufacturing the ion flow control head, the surface of one of the electrode layers is previously
An ultraviolet reflection layer having a higher ultraviolet reflectance than the metal forming the electrode layer is provided, and after forming ion flow holes in each electrode layer of the ultraviolet reflection layer and the laminate, the side provided with the ultraviolet reflection layer Since the insulating layer is irradiated with excimer laser light through the ion flow passage hole, an ion flow control hole for controlling the ion flow is formed in the insulating layer, so that there is no problem in practical use. Not only the head can be obtained, but the electrode layer is not deformed or cracked due to the irradiation of the excimer laser light during manufacturing, and the high-precision hole machining technology using the excimer laser light can be fully utilized. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an ion flow control head that can form control holes easily and with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るイオン流制御ヘッドの
製造工程の一部を示す工程図。
FIG. 1 is a process drawing showing a part of a manufacturing process of an ion flow control head according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記一実施例に係るイオン流制御ヘッドの製造
工程の他の一部を示す工程図。
FIG. 2 is a process drawing showing another part of the manufacturing process of the ion flow control head according to the embodiment.

【図3】上記一実施例に係るエキシマレーザ光を発生さ
せるレーザ装置およびレーザ管の構成を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser device and a laser tube that generate excimer laser light according to the above embodiment.

【図4】従来例に係る一般的なイオン流制御ヘッドの一
例を示す要部構成図。
FIG. 4 is a main part configuration diagram showing an example of a general ion flow control head according to a conventional example.

【図5】従来例に係るイオン流制御ヘッドの製造方法に
おける欠点説明図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a defect in a method of manufacturing an ion flow control head according to a conventional example.

【符号の説明】 10,15…積層体、11…イオン流集束用の電極層、
12…イオン流制御用の電極層、13…フィルム状の絶
縁層、14…紫外線反射層、11a,12a,13a,
14a…イオン流通過孔、20…レーザ装置、30…レ
ーザ管。
[Explanation of Codes] 10, 15 ... Laminated body, 11 ... Electrode layer for ion flow focusing,
12 ... Electrode layer for controlling ion flow, 13 ... Film-like insulating layer, 14 ... UV reflecting layer, 11a, 12a, 13a,
14a ... Ion flow passage hole, 20 ... Laser device, 30 ... Laser tube.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属箔からなる少なくとも一対の電極層
の間に絶縁層が配置された積層体に、エキシマレーザ光
を用いてイオン流を通過させるためのイオン流通過孔を
開口するようにしたイオン流制御ヘッドの製造方法にお
いて、 予めいずれか一方の電極層の表面に、前記電極層を形成
する金属よりも紫外線反射率の高い紫外線反射層を設け
る工程と、 この工程により紫外線反射層を設けた後、この紫外線反
射層および前記積層体の各電極層にイオン流通流孔を形
成する工程と、 この工程によりイオン流通過孔を形成した後、前記紫外
線反射層を設けた側から前記イオン流通過孔を通して前
記絶縁層にエキシマレーザ光を照射し、前記絶縁層にイ
オン流を制御するためのイオン流制御孔を形成する工程
と、 を備えたことを特徴とするイオン流制御ヘッドの製造方
法。
1. A laminated body in which an insulating layer is disposed between at least a pair of electrode layers made of a metal foil is provided with an ion flow passage hole for passing an ion flow using excimer laser light. In the method of manufacturing an ion flow control head, a step of previously providing an ultraviolet reflecting layer having a higher ultraviolet reflectance than the metal forming the electrode layer on the surface of one of the electrode layers, and providing the ultraviolet reflecting layer by this step After that, a step of forming ion flow holes in this ultraviolet reflection layer and each electrode layer of the laminate, and after forming ion flow passage holes in this step, the ion flow from the side provided with the ultraviolet reflection layer Irradiating the insulating layer with excimer laser light through the through hole to form an ion flow control hole for controlling the ion flow in the insulating layer, and the ion comprising: Method of manufacturing a control head.
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