(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザースクライブ法を使用して高精度かつ高密度にチップ分割を行なうことのできる積層基板の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を提供する。【解決手段】積層基板の分割予定ラインに対応した位置に凹部６７（溝）を形成したスキージ台６０ａを用い、スキージ台６０ａ上に接着剤を引き延ばし、接合させる一方の基板（シリコン基板）の表面における分割予定ライン以外にスキージ台６０ａ上の接着剤を転写して、接着剤を介して複数の基板を接合させて積層基板を形成し、該積層基板を分割することを特徴とする。【選択図】図６
2008093880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を接着剤を介して接合させた積層基板をレーザースクライブ法を用いて分割する積層基板の分割方法であって、
前記積層基板の分割予定ラインに対応した位置に溝を形成したスキージ台を用い、
前記スキージ台上に前記接着剤を塗布し、一方の基板を前記スキージ台に貼り付け、前記溝の部分以外に塗布された前記接着剤を、前記一方の基板に転写し、前記接着剤を介して複数の基板を接合させて積層基板を形成し、前記積層基板を前記分割予定ラインに沿って分割する
ことを特徴とする積層基板の分割方法。
【請求項２】
前記積層基板は、
吐出室が形成され、前記吐出室の底壁が振動板となるキャビティ基板と、
前記振動板にギャップを隔てて対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成されたガラス基板と、
前記キャビティ基板に接合され、液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板とで構成されており、
前記キャビティ基板と前記ノズル基板とを前記接着剤を介して接合させる
ことを特徴とする請求項１に記載の積層基板の分割方法。
【請求項３】
前記ノズル基板を予めチップ単位に分割しておき、
その後、チップ単位に分割してある前記ノズル基板を前記接着剤を介して前記キャビティ基板に接合する
ことを特徴とする請求項２に記載の積層基板の分割方法。
【請求項４】
前記キャビティ基板と前記ノズル基板との間に、
前記吐出室に液滴を供給するリザーバ、前記リザーバから前記吐出室へ液滴を移送するための供給孔、及び前記吐出室からノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔を設けたリザーバ基板を前記接着剤を介して接合させる
ことを特徴とする請求項２に記載の積層基板の分割方法。
【請求項５】
前記ノズル基板及び前記リザーバ基板を予めチップ単位に分割し、前記接着剤を介して接合させ、
その後、チップ単位に分割してある前記ノズル基板及び前記ノズル基板を前記接着剤を介して前記キャビティ基板に接合する
ことを特徴とする請求項４に記載の積層基板の分割方法。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれかに記載の積層基板の分割方法を用いた
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記請求項６に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を含む
ことを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層基板の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関し、特にレーザースクライブ法を使用してチップ分割を行なう積層基板の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出するための装置として、たとえばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。一般に、このインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するための複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、このノズル基板に接合されノズル孔に連通する吐出室や、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、吐出室に圧力を加えることによりインク滴を選択されたノズル孔より吐出するように構成されている。このようにインク滴を吐出させる方式としては、静電気力を利用する静電駆動方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標）方式等がある。
【０００３】
このうち、静電駆動方式のインクジェットヘッドにおいては、吐出室の底部を振動板としたシリコン基板（キャビティ基板）と、この振動板に所定のギャップ（空隙）を介して対向する個別電極を形成したガラス基板（電極基板）とを陽極接合させた構成となっている。インク滴を吐出する際には、個別電極に駆動電圧を印加してプラスに帯電させ、対応する振動板に駆動電圧を印加してマイナスに帯電させる。そうすると、この時に生じる静電引力により振動板が個別電極側に弾性変形する。そして、この駆動電圧をオフにすると、振動板が復元する。このとき、吐出室の内部の圧力が急激に上昇し、吐出室内のインクの一部をインク滴としてノズル孔から吐出されることになる。
【０００４】
すなわち、シリコン基板とガラス基板との接合基板に形成されている振動板、個別電極及びギャップが静電アクチュエータとして機能するのである。このような静電駆動方式のインクジェットヘッドは、シリコン基板とガラス基板との接合基板上に、リザーバ基板やノズル基板を貼り合わせた後にチップ単位に分割して個別のインクジェットヘッドチップが完成するようになっている。このようなチップ分割には、レーザースクライブ法のようなレーザーを用いた分割方法を採用することができる。
【０００５】
チップ分割にレーザースクライブを採用することにより、分割ライン設定に自由度が増すために（たとえば、千鳥配置等にしたチップ分割が可能になる）、ウェハ当たりのインクジェットヘッドチップの取り個数を増加させることができる。また、レーザースクライブを採用すれば、高精度かつ高密度なチップ分割が可能になる。その結果として、インクジェットヘッドを製造するために要する費用の低減が可能になるとともに、歩留まりも向上する。このようなレーザースクライブを採用してチップ分割を行なう技術が種々提案されている。
【０００６】
そのようなものとして、「加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域により構成され、加工対象物のレーザ光入射面側の前記加工対象物表面より所定距離内側に離間した領域に切断予定ラインを形成する工程を備える、切断予定ライン形成方法」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７０号公報（第９頁及び第１７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の切断予定ライン形成方法を利用して、シリコン基板とガラス基板との接合基板等の積層体を分割することが可能になる。つまり、接合基板に、シリコン基板を透過できる波長のレーザを照射することによって、シリコン基板に改質層を形成し、その改質層を切断予定ラインとしてチップ分割することができるのである。しかしながら、静電駆動方式のインクジェットヘッドのような積層体の場合、基板間に接着層としてエポキシ系接着剤等の樹脂が介在していることがあり、この接着層をレーザで分割することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、レーザースクライブ法を使用して高精度かつ高密度にチップ分割を行なうことのできる積層基板の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る積層基板の分割方法は、複数の基板を接着剤を介して接合させた積層基板をレーザースクライブ法を用いて分割する積層基板の分割方法であって、積層基板の分割予定ラインに対応した位置に溝を形成したスキージ台を用い、スキージ台上に接着剤を塗布し、一方の基板をスキージ台に貼り付け、溝の部分以外に塗布された接着剤を、一方の基板に転写し、接着剤を介して複数の基板を接合させて積層基板を形成し、積層基板を前記分割予定ラインに沿って分割することを特徴とする。したがって、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるとともに、チップレイアウトの自由度が向上し、製造に要する費用を低減することができる。
【００１１】
本発明に係る積層基板の分割方法は、積層基板は、吐出室が形成され、前記吐出室の底壁が振動板となるキャビティ基板と、振動板にギャップを隔てて対向し、振動板を駆動する個別電極が形成されたガラス基板と、キャビティ基板に接合され、液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板とで構成されており、キャビティ基板とノズル基板とを接着剤を介して接合させることを特徴とする。したがって、３層構造の液滴吐出ヘッド構成する積層基板であっても、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるとともに、チップレイアウトの自由度が向上し、製造に要する費用を低減することができる。
【００１２】
本発明に係る積層基板の分割方法は、ノズル基板を予めチップ単位に分割しておき、その後、チップ単位に分割してあるノズル基板を接着剤を介してキャビティ基板に接合することを特徴とする。したがって、分割予定ラインにノズル基板及び接着剤を存在させないので、液滴吐出ヘッド構成する積層基板であっても、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるとともに、チップレイアウトの自由度が向上し、製造に要する費用を低減することができる。
【００１３】
本発明に係る積層基板の分割方法は、キャビティ基板とノズル基板との間に、吐出室に液滴を供給するリザーバ、リザーバから吐出室へ液滴を移送するための供給孔、及び吐出室からノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔を設けたリザーバ基板を接着剤を介して接合させることを特徴とする。したがって、４層構造の液滴吐出ヘッド構成する積層基板であっても、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるとともに、チップレイアウトの自由度が向上し、製造に要する費用を低減することができる。
【００１４】
本発明に係る積層基板の分割方法は、ノズル基板及びリザーバ基板を予めチップ単位に分割し、接着剤を介して接合させ、その後、チップ単位に分割してあるノズル基板及びノズル基板を接着剤を介してキャビティ基板に接合することを特徴とする。したがって、分割予定ラインにノズル基板、リザーバ基板及び接着剤を存在させないので、液滴吐出ヘッド構成する積層基板であっても、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるとともに、チップレイアウトの自由度が向上し、製造に要する費用を低減することができる。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記の積層基板の分割方法を用いたことを特徴とする。したがって、上述の積層基板の分割方法の有している効果をすべて有している。また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上述の液滴吐出ヘッドの製造方法を含むことを特徴とする。したがって、上述の液滴吐出ヘッドの製造方法の有している効果をすべて有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、レーザースクライブ法を用いて分割する積層基板について説明する。積層基板を構成する複数の基板には、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。特に、エポキシ系の接着剤を介して接合可能な基板で構成された積層基板であればよい。また、これらの基板表面に、酸化シリコン膜や酸化アルミニウム膜等の絶縁膜が成膜されていてもよい。なお、以下の実施の形態では、ガラスで構成された電極基板、シリコンで構成されたキャビティ基板、リザーバ基板及びノズル基板を接合させた積層基板を例に示している（図２参照）。
【００１７】
次に、レーザースクライブ法について説明する。図１は、レーザースクライブ法を説明するための説明図である。図１に基づいて、基板を分割するときのレーザースクライブ法について簡単に説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。図１に示すように、レーザ光７５は、集光素子であるレンズ７６で集光されて基板７０の内部に照射される。つまり、レーザ光７５は、レンズ７５で集光されるために、基板７０の内部に焦点を合わせることができるのである。そして、レーザ光７５を、基板７０の分割方向Ｘに走査させる。そうすると、基板７０の内部に分割方向Ｘに沿った改質層８０を形成できる。
【００１８】
なお、レーザ光７５を１回走査させるだけでは、改質層８０のできる量が少ない（たとえば、約数１０μｍ）。したがって、レーザ光７５を複数回走査させて、基板７０の分割方向Ｘの深さ全域に改質層８０を形成するのが望ましい。このとき、レンズ７６の焦点位置を少しずつ移動し、分割方向Ｘの深さ全域に改質層８０を形成するとよい。このようにすれば、レーザ光７５が散乱することなく、基板７０の内部に改質層８０を形成することができるからである。なお、レーザ光７５の種類を特に限定するものではなく、ＹＡＧレーザや、チタンサファイヤレーザ等を使用するとよい。
【００１９】
図２は、積層基板７１を分割するときのレーザースクライブ法を説明するための説明図である。図２に基づいて、積層基板７１を分割するときのレーザースクライブ方について簡単に説明する。図２に示すように、基板７２と基板７３との２つの基板で構成された積層基板７１を分割する場合を例に説明する。ここでは、基板７２及び基板７３の双方がシリコン基板であり、それらはエポキシ系の接着剤で接合されているものとする。まず、図１と同様にレーザ光７５は、集光素子であるレンズ７６で集光されて基板７３の底部に照射される（図２（ａ））。
【００２０】
そして、レーザ光７５を少しずつ基板７３の上部に移動させ、基板７３の分割予定ラインの深さ全域に改質層８１ａを形成する。それから、レーザ光７５の集光位置を基板７２に移動させて、基板７２にも改質層８１ｂを形成する（図２（ｂ））。この改質層８１ｂが基板７２の分割予定ラインの深さ全域に形成できたら、レーザ光７５の照射を止め、積層基板に応力を加えて分割する。つまり、基板７２に改質層８１ｂが形成できれば、積層基板７１の分割予定ラインの深さ全域に改質層８１が形成できているからである。
【００２１】
なお、レーザ光７５を積層基板７１の両側（つまり、基板７３側及び基板７２側）から照射して、改質層８１を形成してもよい。このように、ブレードでは無く、レーザ光を用いてチップを分割することによって、チップレイアウトの自由度が向上するとともに、チップの取り個数も向上する。また、それに伴って、チップの製造に要する費用を低減することができる。しかしながら、基板７２と基板７３との間の全面には、接着剤からなる接着層（樹脂層）が介在しているために、この接着層に改質層８１を形成することができない。すなわち、接着層の存在によって、積層基板を高精度かつ高密度に分割することができないのである。以下の実施の形態では、このような課題を解決するための方法を説明している。
【００２２】
実施の形態１.
図３は、本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド１００を分解した状態を示す分解斜視図である。図３に基づいて、液滴吐出ヘッド１００の構成について説明する。この液滴吐出ヘッド１００は、静電気力により駆動される静電駆動方式の静電アクチュエータの代表として、ノズル基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを表している。なお、図の紙面上側を上とし、紙面下側を下として説明する。
【００２３】
図３に示すように、この液滴吐出ヘッド１００は、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１の４つの基板が順に積層されて接合された４層構造を特徴としている。リザーバ基板２の一方の面（上面）にはノズル基板１が接合されており、リザーバ基板２の他方の面（下面）にはキャビティ基板３が接合されている。また、キャビティ基板３のリザーバ基板２が接合された面の反対面には、電極基板４が接合されている。すなわち、液滴吐出ヘッド１００は、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１で積層基板を構成しているのである。
【００２４】
また、液滴吐出ヘッド１００には、個別電極１７に駆動信号を供給するドライバＩＣ１５が設けられている。なお、図３には、このドライバＩＣ１５に電力を供給するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３０の一部を含めて示している。このＦＰＣ３０は、電極基板４に形成されるＦＰＣ実装部１３に実装されるようになっている。
【００２５】
［電極基板４］
電極基板４は、たとえば、厚さ１ｍｍのホウ珪酸ガラス等のガラスを主要な材料として形成するとよい。ここでは、電極基板４がホウ珪酸ガラスで形成されている場合を例に示すが、たとえば、電極基板４を単結晶シリコンで形成してもよい。この電極基板４の表面には、後述するキャビティ基板３の吐出室７の形状に合わせた凹部（ガラス溝）１２が形成されている。この凹部１２は、たとえばエッチングにより深さ０．３μｍで形成するとよい。
【００２６】
また、この凹部１２の内部（特に底部）には、固定電極となる個別電極１７が、一定の間隔を有して後述のキャビティ基板３の各吐出室７（振動板８）と対向するように作製されている。そして、凹部１２は、その一部が個別電極１７を装着できるように、これらの形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成されている。この個別電極１７は、たとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を０．１μｍの厚さでスパッタして作製するとよい。
【００２７】
このようにＩＴＯで個別電極１７作製すると、透明なので放電したかどうかの確認が行いやすいという利点がある。さらに、個別電極１７は、その一端（電極基板４の中心側）がドライバＩＣ１５と接続されており、そのドライバＩＣ１５から個別電極１７に駆動信号が供給されるようになっている。このドライバＩＣ１５は、個別電極１７の２つの電極列の間（電極基板４の中心）における凹部１２に実装され、両方の電極列に接続されるようになっている。したがって、ドライバＩＣ１５から２つの電極列に駆動信号を供給することが可能となり、電極列の多列化が容易となる。
【００２８】
また、電極基板４の凹部１２には、ＦＰＣ３０を実装するためのＦＰＣ実装部１３が形成されている。ＦＰＣ実装部１３には、ＦＰＣ３０からドライバＩＣ１５を駆動する入力信号を供給するための入力配線２０が形成されており、ＦＰＣ３０とドライバＩＣ１５とを接続するようになっている。なお、電極基板４とキャビティ基板３とを接合した後に、電極基板４とキャビティ基板３との間に形成される所定の空隙であるギャップ１８を封止するための封止部を形成するとよい。
【００２９】
また、この実施の形態１では、２つのドライバＩＣ１５を液滴吐出ヘッド１００に搭載した場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、ドライバＩＣ１５は、駆動させる個別電極１７の個数に応じて搭載する個数を決定するとよい。電極基板４とキャビティ基板３とを接合して積層体を形成すると、振動板８と個別電極１７との間には、振動板８を撓ませる（変位させる）ことができる一定のギャップ（空隙）１８が、電極基板４の凹部１２により形成されるようになっている。
【００３０】
このギャップ１８は、たとえば深さ０．２μｍとなるように形成するとよい。このギャップ１８は、凹部１２の深さ、個別電極１７及び振動板８の厚さにより決まることになる。このギャップ１８は、液滴吐出ヘッド１００の吐出特性に大きく影響するため、厳格な精度管理が要求される。すなわち、振動板８、個別電極１７及びギャップは、静電アクチュエータとして機能するようになっているのである。
【００３１】
このギャップ１８は、各振動板８に対向する位置に細長い一定の深さを有するように形成されている。なお、ギャップ１８は、電極基板４に凹部１２を形成する他に、キャビティ基板３となるシリコン基板に凹部を形成したり、スペーサを挟むことによって設けたりすることも可能である。また、個別電極１７は、一定の間隔の隙間をもって振動板８に対向しており、ギャップ１８の底面に沿って電極基板４の末端まで伸びている。そして、この末端でドライバＩＣ１５と接続されるようになっている。  
【００３２】
この液滴吐出ヘッド１００は、複数の個別電極１７が長辺及び短辺を有する長方形状に形成されており、この個別電極１７が、互いの長辺が平行になるように配置されている。そして、図３では、個別電極１７の短辺方向に伸びる１つの電極列を示している。なお、個別電極１７の短辺が長辺に対して斜めに形成されており、個別電極１７が細長い平行四辺形状になっている場合には、長辺方向に直角方向に伸びる電極列を形成するようにすればよい。
【００３３】
なお、電極基板４には、図示省略の外部のインクタンクから供給される液体を取り入れる流路となるインク供給孔１１が設けられている。このインク供給孔１１は、電極基板４を貫通している。また、個別電極１７をＩＴＯで作製した場合を例に示したが、これに限定するものではなく、クロム等の金属等で作製してもよい。さらに、ここで示した凹部１２の深さやギャップ１８の長さ、個別電極１７の厚さは一例であり、ここで示す値に限定するものではない。
【００３４】
［キャビティ基板３］
キャビティ基板３は、たとえば厚さ約５０μｍ（マイクロメートル）の（１１０）面方位のシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板という）を主要な材料として構成されている。このシリコン基板にドライエッチングまたは異方性ウエットエッチングのいずれかあるいは双方を行い、底壁が可撓性を有する振動板８となる吐出室（または、圧力室）７が複数形成されている。この吐出室７は、個別電極１７の電極列に対応して形成されており、インク等の液滴が保持されて吐出圧が加えられるようになっている。また、吐出室７は、紙面手前側から奥側にかけて平行に並んで形成されているものとする。なお、キャビティ基板３の中央部には、凹部１２の形状に対応した貫通穴２４が形成されている。
【００３５】
さらに、キャビティ基板３の下面（電極基板４と対向する面）には、振動板８と個別電極１７との間を電気的に絶縁するためのＴＥＯＳ膜（ここでは、Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン（珪酸エチル）を用いてできるＳｉＯ2 膜をいう）である絶縁膜をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、０．１μｍ成膜している。これは、振動板８の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止するためと、インク等の液滴によるキャビティ基板３のエッチングを防止するためのものである。
【００３６】
ここでは、絶縁膜がＴＥＯＳ膜である場合を示しているが、これに限定するものではなく、絶縁性能が向上する物質であればよい。たとえば、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））を用いてもよい。また、キャビティ基板３の上面にも、図示省略の液体保護膜となるＳｉＯ2 膜（ＴＥＯＳ膜を含む）を、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法により成膜するとよい。液体保護膜を成膜することによって、インク滴で流路が腐食されるのを防止できるからである。この液体保護膜の応力と絶縁膜の応力とを相殺させ、振動板８の反りを小さくできるという効果もある。
【００３７】
なお、振動板８は、高濃度のボロンドープ層で形成するようにしてもよい。水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液による単結晶シリコンのエッチングにおけるエッチングレートは、ドーパントがボロンの場合、約５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上の高濃度の領域において、非常に小さくなる。このため、振動板８の部分を高濃度のボロンドープ層とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによって吐出室７を形成する際に、ボロンドープ層が露出してエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチングストップ技術を用いることにより、振動板８を所望の厚さに形成することができる。
【００３８】
また、キャビティ基板３にも、インク供給孔１１が設けられている（電極基板４に設けられたインク供給孔１１と連通するようになっている）。さらに、キャビティ基板３には、外部電極端子としての共通電極端子１６が形成されている。この共通電極端子１６は、図示省略の外部の発振回路等から振動板８に個別電極１７と反対の極性の電荷が供給する際の端子となるものである。
【００３９】
［リザーバ基板２］
リザーバ基板２は、たとえば単結晶シリコンを主要な材料としており、各吐出室７にインク等の液滴を供給するためのリザーバ１０が各吐出室７に共通して形成されている。このリザーバ１０の底面には、リザーバ１０から吐出室７へ液滴を移送するための供給口９が各吐出室７の位置に合わせて形成されている。また、リザーバ１０の底面には、リザーバ１０の底面を貫通するインク供給孔１１が形成されている。
【００４０】
このインク供給孔１１と、キャビティ基板３に形成されたインク供給孔１１と、電極基板４に形成されたインク供給孔１１とは、リザーバ基板２、キャビティ基板３及び電極基板４が接合された状態において互いに連通するようになっており、外部のインクタンクから液滴が供給されるようになっている。さらに、各吐出室７とノズル基板１に設けられたノズル孔５との間の流路となり、吐出室７で加圧されたインク滴がノズル孔５に移送する流路となる複数のノズル連通孔６が各ノズル孔５に合わせて形成されている。なお、なお、リザーバ基板２の中央部には、貫通穴２４の形状に対応した貫通穴２５が形成されている。
【００４１】
［ノズル基板１］  
ノズル基板１は、たとえば厚さ１００μｍのシリコン基板を主要な材料としており、各々のノズル連通孔６と連通する複数のノズル孔５が形成されている。そして、各ノズル孔５は、各ノズル連通孔６から移送された液滴を外部に吐出するようになっている。なお、ノズル孔５を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性の向上が期待できる。ここでは、ノズル孔５を有するノズル基板１を上面とし、電極基板４を下面として説明するが、実際に用いられる場合には、ノズル基板１の方が電極基板４よりも下面となることが多い。
【００４２】
なお、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１を接合するときに、シリコンからなる基板とホウ珪酸ガラスからなる基板を接合する場合（電極基板４とキャビティ基板３とを接合する場合）は陽極接合により、シリコンからなる基板同士を接合する場合（キャビティ基板３とリザーバ基板２、リザーバ基板２とノズル基板１）は直接接合によって接合することができる。また、シリコンからなる基板同士は、接着剤を用いて接合することもできる。
【００４３】
図４は、液滴吐出ヘッド１００の積層状態を示す側面図である。図４に基づいて、液滴吐出ヘッド１００が組み立てられた積層状態について説明する。図４に示すように、キャビティ基板３とリザーバ基板２とは接着層５０を介して接合されており、リザーバ基板２とノズル基板１とは接着層５１を介して接合されている。接着層５０及び接着層５１は、エポキシ系接着剤等の樹脂で構成されており、各基板を接着する機能を有している。
【００４４】
このように、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１を接合してからレーザースクライブ法を用いてチップ分割を行なうのである。一般的に、接着層５０及び接着層５１は、基板の全面に均一の厚みで塗布されており、各基板を全面で貼り合わせるようになっている。そうすると、液滴吐出ヘッド１００をチップ単位に分割する際に、この接着層５０及び接着層５１の存在によって高精度かつ高密度にチップ分割できないことになる。
【００４５】
図５は、接着層５０及び接着層５１の形成工程を示す作業工程図である。図５に基づいて、接着層５０及び接着層５１の一般的な形成工程について説明する。なお、図５では、一般的な転写装置を使用して接着層５０を形成する場合を例として説明するものとする。まず、スキージ台６０の上に接着層５０となる接着剤６５を用意する（図５（ａ））。それから、ヘラ６１を使用して接着剤６５を均一の厚さにスキージする（図５（ｂ））。接着剤６５を均一の厚さにスキージしたら、接着剤６５の上に転写シート６２を貼り付ける（図５（ｃ））。
【００４６】
それから、この転写シート６２をスキージ台６０から剥がす（図５（ｄ））。このとき、転写シート６２には、接着剤６５が転写されている。すなわち、転写シート６２には、接着剤６５が均一の厚さで転写されているのである。そして、この転写シート６２を、たとえばキャビティ基板３となるシリコン基板３’にアライメントして（図５（ｅ））、貼り合わせる（図５（ｆ））。なお、転写装置では、通常、転写及び貼り合わせを繰り返すため、シリコン基板３’と転写シート６２とのアライメント精度が要求される。これは、転写装置にウェハーアライメント機能を備えることで解決できる。
【００４７】
なお、シリコン基板３’と転写シート６２とのアライメントは、たとえば画像処理による方法や、位置決めピンによる方法等で行なうとよい。また、接合しようとする各基板に改質層を形成する場合には、、改質層同士を貼り合わせることが要求される。この方法としては、シリコン基板３’と転写シート６２とをアライメントしたときと同様の方法で精度の高いアライメントを行うことが可能である。
【００４８】
シリコン基板３’に接着剤６５が転写されたら、転写シート６２をシリコン基板３’から剥がす（図５（ｇ））。このとき、接着剤６５は、転写シート６２からシリコン基板３’に転写されている。したがって、シリコン基板３’の全面に、均一の厚さで接着剤６５が転写されることになり、接着層５０が形成される。なお、この接着層５０の厚さを特に限定するものではないが、たとえば１〜２μｍ程度の厚さとするとよい。このようにして、接合しようとする基板（ここでは、シリコン基板３’）の表面に接着層５０を形成するのである。
【００４９】
ただし、接着層５０及び接着層５１は、シリコン基板３’の全面に均一の厚さで形成されているために、レーザースクライブ法を使用したチップの分割方法では、接着層５０及び接着層５１を分割することが困難である。すなわち、レーザースクライブ法では、接着層５０及び接着層５１を分割することができないのである。そこで、この実施の形態では、スキージ台６０に加工を施して、レーザースクライブ法によるチップ分割を効果的に実行できるようにしたのである。
【００５０】
図６は、スキージ台６０ａを説明するための説明図である。また、図７は、接着剤６５が転写されたシリコン基板３’を上から見たときの上面図である。図６及び図７に基づいて、実施の形態１の特徴部分であるスキージ台６０ａの加工例について説明する。なお、図６（ａ）がスキージ台６０ａを上から見たときの上面図を、図６（ｂ）がスキージ台６０ａのＡ−Ａ’断面を示す断面図をそれぞれ示しているものとする。
【００５１】
レーザースクライブ法を用いて高精度かつ高密度にチップ分割する場合には、エポキシ系の接着剤６５からなる樹脂層である接着層５０ａ及び接着層５１ａの分割予定ライン上に接着剤６５を存在させないことが望ましい。そこで、この実施の形態１では、スキージ台６０ａに予め加工を施すようにして、分割予定ライン上に接着剤６５を存在させないようにしている。なお、接着層５０ａ及び接着層５１ａを形成する工程は、図５で説明した通りである。
【００５２】
接着層５０ａ及び接着層５１ａを形成するとき、スキージ台６０ａに予め加工を施しておけば、接着剤６５をシリコン基板３’の分割予定ライン上に存在させないようにすることが可能なのである。図６（ａ）に示すように、スキージ台６０ａには、１つ１つの液滴吐出ヘッド１００ａのチップに対応する部分（白抜き部分）が凸部６６として、それ以外の部分（分割予定ラインに対応する部分）が凹部６７（溝）として加工形成されている。すなわち、分割予定ラインに沿った形状で溝加工を施しておくことにより、この分割予定ライン上に接着剤６５を存在させないことが可能になるのである。
【００５３】
この凹部６７の深さを特に限定するものではないが、たとえば図６（ｂ）に示すように１０ｍｍ程度の深さに設定するとよい。このような加工が施されたスキージ台６０ａを使用するので、接着剤６５が凸部６６の表面にのみスキージされることになる。したがって、転写シート６２の分割予定ラインに対応する部分に、接着剤６５を存在させないことができる。この転写シート６２を用いてシリコン基板３’に接着剤６５を転写すると、シリコン基板３’には液滴吐出ヘッド１００ａのチップに対応した部分のみに接着剤６５が転写されることになる（図７で示す、１つのチップに対応した接着剤６５ａ）。
【００５４】
以上のように、この実施の形態１では、分割予定ラインに接着剤６５を存在させないように接着層５０ａ及び接着層５１ａを形成し、接着層５０ａ及び接着層５１ａの２層を含む計６層から成る積層体で液滴吐出ヘッド１００ａを構成するようになっている（図８参照）。そして、レーザースクライブ法によりシリコン基板３’に改質層を形成し、応力を加えることで、樹脂層である接着層５０ａ及び接着層５１ａを含む積層体を高精度かつ高密度に分割することが可能である。
【００５５】
図８は、液滴吐出ヘッド１００ａの積層状態を示す側面図である。図８に基づいて、液滴吐出ヘッド１００ａが組み立てられた積層状態について説明する。液滴吐出ヘッド１００ａは、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１で積層基板を構成しているのである。図８に示すように、液滴吐出ヘッド１００ａは、キャビティ基板３とリザーバ基板２とが接着層５０ａを介して接合されており、リザーバ基板２とノズル基板１とが接着層５１ａを介して接合されて構成されている。接着層５０ａ及び接着層５１ａは、エポキシ系接着剤等の樹脂で構成されており、各基板を接着する機能を有している。
【００５６】
接着層５０ａ及び接着層５１ａは、上述したように、分割予定ライン上に接着剤６５が存在しないものである。したがって、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１の積層基板をレーザースクライブ法を用いてチップ分割する場合に、分割予定ラインで液滴吐出ヘッド１００ａを確実にチップ単位に分割することができる。すなわち、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるのである。このようにして、個々の液滴吐出ヘッド１００ａが完成するのである。また、確実のウエハを分割することができるので歩留まりを向上することができる。その結果として、液滴吐出ヘッド１００ａを製造するために要する費用が低減できる。
【００５７】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッド１００ｂの積層状態を示す側面図である。図９に基づいて、液滴吐出ヘッド１００ｂが組み立てられた積層状態について説明する。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。この液滴吐出ヘッド１００ｂは、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２ｂ及びノズル基板１ｂで積層基板を構成しているのである。
【００５８】
図９に示すように、液滴吐出ヘッド１００ｂは、キャビティ基板３とリザーバ基板２ｂとが接着層５０ｂを介して接合されており、リザーバ基板２ｂとノズル基板１ｂとが接着層５１ｂを介して接合されて構成されている。接着層５０ｂ及び接着層５１ｂは、エポキシ系接着剤等の樹脂で構成されており、各基板を接着する機能を有している。この実施の形態２では、実施の形態１と同様に液滴吐出ヘッド１００ｂの積層構造を変更するのではなく、組立て方を変更することによって、高精度かつ高密度なチップ分割を実行するようになっている。
【００５９】
つまり、液滴吐出ヘッド１００ｂは、リザーバ基板２ｂ、ノズル基板１ｂ、接着層５０ｂ及び接着層５１ｂを予めチップサイズに分割おいてから、積層するようになっているのである。液滴吐出ヘッド１００ｂの静電アクチュエータとして機能する部分は、一般的にシリコン基板３’とガラス基板４’とを陽極接合して接合基板を作製した後、その接合基板上にレジストを成膜し、フォトリソグラフィーを施し、エッチングして形成されるようになっている。この実施の形態２では、シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板のみにレーザを照射して分割予定ラインに沿ってシリコン基板３’内部に改質層を形成しておくことを特徴としている。
【００６０】
一方、リザーバ基板２ｂとノズル基板１ｂとは、それぞれチップ単位に分割しておく。そして、分割したリザーバ基板２ｂ及びノズル基板１ｂをシリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板に一枚づつ貼り付け、積層構造を形成した後に応力を加えることで、液滴吐出ヘッド１００ｂをチップ単位に分割することが可能になる。なお、この場合は、高精度のアライメントが要求される。また、接着層５０ｂ及び接着層５１ｂをチップ単位に分割したリザーバ基板２ｂの両面に形成してもよく、チップ単位に分割したリザーバ基板２ｂの一方の面及びノズル基板１ｂの一方の面に形成してもよい。
【００６１】
シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板の分割予定ライン上には、リザーバ基板２ｂ、ノズル基板１ｂ及び接着剤６５のいずれも存在しない。したがって、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２ｂ及びノズル基板１ｂの積層基板をレーザースクライブ法を用いてチップ分割する場合に、分割予定ラインで液滴吐出ヘッド１００ｂを確実にチップ単位に分割することができる。つまり、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるのである。
【００６２】
このようにして、個々の液滴吐出ヘッド１００ｂが完成するのである。また、確実のウエハを分割することができるので歩留まりを向上することができる。その結果として、液滴吐出ヘッド１００ｂを製造するために要する費用が低減できる。なお、シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板に予め改質層を形成しておき、その後にチップ単位に分割したリザーバ基板２ｂ及びノズル基板１ｂを貼り合わせてもよく、シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板にチップ単位に分割したリザーバ基板２ｂ及びノズル基板１ｂを貼り合わせた後に、この接合基板に改質層を形成してもよい。
【００６３】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３に係る液滴吐出ヘッド１００ｃの積層状態を示す側面図である。図１０に基づいて、液滴吐出ヘッド１００ｃが組み立てられた積層状態について説明する。なお、実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【００６４】
図１０に示すように、この液滴吐出ヘッド１００ｃは、電極基板４、キャビティ基板３及びノズル基板１ｃの３つの基板が順に積層されて接合された３層構造を特徴としている。キャビティ基板３の一方の面（上面）にはノズル基板１ｃが接合されており、キャビティ基板３のノズル基板１ｃが接合された面の反対面には、電極基板４が接合されている。すなわち、液滴吐出ヘッド１００ｃは、電極基板４、キャビティ基板３及びノズル基板１ｃで積層基板を構成しているのである。
【００６５】
図１０に示すように、液滴吐出ヘッド１００ｃは、キャビティ基板３とノズル基板１ｃとが接着層５０ｃを介して接合されて構成されている。接着層５０ｃは、エポキシ系接着剤等の樹脂で構成されており、各基板を接着する機能を有している。つまり、この液滴吐出ヘッド１００ｃは、上述の液滴吐出ヘッド１００ａまたは液滴吐出ヘッド１００ｂとは異なり、接着層５０ｃが１つだけ形成されているのである。
【００６６】
接着層５０ｃは、上述したように、分割予定ライン上に接着剤６５が存在しないものである。したがって、電極基板４、キャビティ基板３及びノズル基板１ｃの積層基板をレーザースクライブ法を用いてチップ分割する場合に、分割予定ラインで液滴吐出ヘッド１００ｃを確実にチップ単位に分割することができる。すなわち、この接着層５０ｃの存在によって高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるのである。このようにして、個々の液滴吐出ヘッド１００ｃが完成するのである。また、確実のウエハを分割することができるので歩留まりを向上することができる。その結果として、液滴吐出ヘッド１００ｃを製造するために要する費用が低減できる。
【００６７】
実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４に係る液滴吐出ヘッド１００ｄの積層状態を示す側面図である。図１１に基づいて、液滴吐出ヘッド１００ｄが組み立てられた積層状態について説明する。なお、実施の形態４では実施の形態１〜実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【００６８】
図１１に示すように、この液滴吐出ヘッド１００ｄは、電極基板４、キャビティ基板３及びノズル基板１ｄの３つの基板が順に積層されて接合された３層構造を特徴としている。キャビティ基板３の一方の面（上面）にはノズル基板１ｄが接合されており、キャビティ基板３のノズル基板１ｄが接合された面の反対面には、電極基板４が接合されている。すなわち、液滴吐出ヘッド１００ｄは、電極基板４、キャビティ基板３及びノズル基板１ｄで積層基板を構成しているのである。
【００６９】
図１１に示すように、液滴吐出ヘッド１００ｄは、キャビティ基板３とノズル基板１ｄとが接着層５０ｄを介して接合されて構成されている。接着層５０ｄは、エポキシ系接着剤等の樹脂で構成されており、各基板を接着する機能を有している。この実施の形態４では、実施の形態３と同様に液滴吐出ヘッド１００ｂの積層構造を変更するのではなく、組立て方を変更することによって、高精度かつ高密度なチップ分割を実行するようになっている。
【００７０】
つまり、液滴吐出ヘッド１００ｄは、ノズル基板１ｄ及び接着層５０ｄを予めチップサイズに分割おいてから、積層するようになっているのである。液滴吐出ヘッド１００ｄの静電アクチュエータとして機能する部分は、一般的にシリコン基板３’とガラス基板４’とを陽極接合して接合基板を作製した後、その接合基板上にレジストを成膜し、フォトリソグラフィーを施し、エッチングして形成されるようになっている。この実施の形態４では、シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板のみにレーザを照射して分割予定ラインに沿ってシリコン基板３’内部に改質層を形成しておくことを特徴としている。
【００７１】
一方、ノズル基板１ｄは、それぞれチップ単位に分割しておく。そして、分割したノズル基板１ｄをシリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板に一枚づつ貼り付け、積層構造を形成した後に応力を加えることで、液滴吐出ヘッド１００ｄをチップ単位に分割することが可能になる。なお、この場合は、高精度のアライメントが要求される。また、接着層５０ｄをチップ単位に分割したノズル基板１ｄに形成してもよく、キャビティ基板３となるシリコン基板３’に形成してもよい。
【００７２】
シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板の分割予定ライン上には、ノズル基板１ｄ及び接着剤６５のいずれも存在しない。したがって、電極基板４、キャビティ基板３及びノズル基板１ｄの積層基板をレーザースクライブ法を用いてチップ分割する場合に、分割予定ラインで液滴吐出ヘッド１００ｄを確実にチップ単位に分割することができる。つまり、高精度かつ高密度にチップ分割をすることができるのである。
【００７３】
このようにして、個々の液滴吐出ヘッド１００ｄが完成するのである。また、確実のウエハを分割することができるので歩留まりを向上することができる。その結果として、液滴吐出ヘッド１００ｄを製造するために要する費用が低減できる。なお、シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板に予め改質層を形成しておき、その後にチップ単位に分割したノズル基板１ｄを貼り合わせてもよく、シリコン基板３’とガラス基板４’との接合基板にチップ単位に分割したノズル基板１ｄを貼り合わせた後に、この接合基板に改質層を形成してもよい。
【００７４】
なお、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの分割方法は、上述の実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変更することができる。また、実施の形態１〜実施の形態４では、４層構造の液滴吐出ヘッドと３層構造の液滴吐出ヘッドとを例に説明したが、これに限定するものではなく、レーザースクライブ法を用いてウエハを分割する際において、各基板の間に樹脂層が存在するような場合に本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの分割方法を適用することができる。
【００７５】
実施の形態５．
図１２は、上述した液滴吐出ヘッド１００ａ〜液滴吐出ヘッド１００ｄのいずれかを搭載した液滴吐出装置１５０の一例を示した斜視図である。図１２に示す液滴吐出装置１５０は、一般的なインクジェットプリンタである。なお、この液滴吐出装置１５０は、周知の製造方法によって製造することができる。この液滴吐出装置１５０に搭載される液滴吐出ヘッド１００ａ〜液滴吐出ヘッド１００ｄは、高精度かつ高密度なチップ分割を行なうことによって作製されたものである。したがって、液滴吐出装置１５０の歩留まりを向上することができるとともに、製造に要する費用を低減できる。
【００７６】
なお、実施の形態１〜実施の形態４で説明した液滴吐出ヘッドの分割方法は、図１２に示す液滴吐出装置１５０の他に、液滴を種々変更することで、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。また、液滴吐出ヘッド１００ａ〜液滴吐出ヘッド１００ｄは、圧電駆動方式の液滴吐出装置や、バブルジェット（登録商標）方式の液滴吐出装置にも使用できる。
【００７７】
たとえば、液滴吐出ヘッド１００ａ〜液滴吐出ヘッド１００ｄをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ｒｉｂｏ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ：リボ核酸、Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ：ペプチド核酸等）タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】レーザースクライブ法を説明するための説明図である。
【図２】積層基板を分割するときのレーザースクライブ法を説明するための説明図である。
【図３】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す分解斜視図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの積層状態を示す側面図である。
【図５】接着層の形成工程を示す作業工程図である。
【図６】スキージ台を説明するための説明図である。
【図７】接着剤が転写されたシリコン基板を上から見たときの上面図である。
【図８】液滴吐出ヘッドの積層状態を示す側面図である。
【図９】実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドの積層状態を示す側面図である。
【図１０】実施の形態３に係る液滴吐出ヘッドの積層状態を示す側面図である。
【図１１】実施の形態４に係る液滴吐出ヘッドの積層状態を示す側面図である。
【図１２】液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  ノズル基板、１ｂ  ノズル基板、１ｃ  ノズル基板、１ｄ  ノズル基板、２  リザーバ基板、２ｂ  リザーバ基板、２ｃ  リザーバ基板、３  キャビティ基板、３’  シリコン基板、４  電極基板、４’  ガラス基板、５  ノズル孔、６  ノズル連通孔、７  吐出室、８  振動板、９  供給口、１０  リザーバ、１１  インク供給孔、１２  凹部、１３  ＦＰＣ実装部、１４  封止部、１５  ドライバＩＣ、１６  共通電極端子、１７  個別電極、１８  ギャップ、２０  入力配線、２４  貫通穴、２５  貫通穴、２６  収容部、３０  ＦＰＣ、５０  接着層、５０ａ  接着層、５０ｂ  接着層、５０ｃ  接着層、５０ｄ  接着層、５１  接着層、５１ａ  接着層、５１ｂ  接着層、６０  スキージ台、６０ａ  スキージ台、６１  ヘラ、６２  転写シート、６５  接着剤、６５ａ  接着剤、６６  凸部、６７  凹部、７０  基板、７１  積層基板、７２  基板、７３  基板、７５  レーザ光、７６  レンズ、８０  改質層、８１  改質層、８１ａ  改質層、８１ｂ  改質層、１００  液滴吐出ヘッド、１００ａ  液滴吐出ヘッド、１００ｂ  液滴吐出ヘッド、１００ｃ  液滴吐出ヘッド、１００ｄ  液滴吐出ヘッド、１５０  液滴吐出装置。
【図１】
2008093880.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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