JP2003170605A - 基板にマニホルドを形成する方法および基板にマニホルドを形成したプリントヘッドの部分構造体 - Google Patents
基板にマニホルドを形成する方法および基板にマニホルドを形成したプリントヘッドの部分構造体Info
- Publication number
- JP2003170605A JP2003170605A JP2002332239A JP2002332239A JP2003170605A JP 2003170605 A JP2003170605 A JP 2003170605A JP 2002332239 A JP2002332239 A JP 2002332239A JP 2002332239 A JP2002332239 A JP 2002332239A JP 2003170605 A JP2003170605 A JP 2003170605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- manifold
- transducer
- ink
- etchant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 18
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 101100454361 Arabidopsis thaliana LCB1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100171146 Oryza sativa subsp. japonica DREB2C gene Proteins 0.000 description 1
- 101100219325 Phaseolus vulgaris BA13 gene Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14145—Structure of the manifold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
- B41J2/1603—Production of bubble jet print heads of the front shooter type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
- B41J2/1634—Manufacturing processes machining laser machining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
いて基板にマニホルドを形成する方法およびそのような
基板を有するプリントヘッドの部分構造体を提供する。 【解決手段】 プリントヘッドの部分構造体2の、イン
ク槽と対峙する側とその反対側のトランスデューサ支持
側8とを有する基板4を貫いて、マニホルド18を形成
するために、基板4のトランスデューサ支持側8をエッ
チ液40と接触させ、レーザ光線44を用いて基板4の
エッチ液40との接触側を照射して、照射した領域をエ
ッチングし、内部にマニホルド18の第1の部分20を
画定し、基板4を貫いて、第1の部分20に接続するマ
ニホルド18の第2の部分22を形成する。
Description
ヘッドの部分構造体の基板にマニホルドを形成する方法
に関し、より詳細には、レーザにより支援されたエッチ
ング工程を用いて基板にマニホルドを形成する方法およ
びそのような基板を有するプリントヘッドの部分構造体
に関する。
タは、内部で小さなインク滴が形成されて印刷媒体に向
かって噴出される印刷カートリッジ、すなわちペンを含
む。このようなペンは、オリフィス板を有するプリント
ヘッドを含む。オリフィス板は、そこを通ってインク滴
が噴出される非常に小さなノズルを有する。プリントヘ
ッド内部には、ノズルに隣接してインクチャンバがあ
る。インクチャンバには、噴出前のインクが保管されて
いる。インクチャンバへは、インクチャネルを経由して
インクが送出される。プリントヘッド内のマニホルドが
インクチャネルに接続して、インク供給容器(ink supp
ly)からインクチャンバへインクを送出する。インク供
給容器は、例えば、ペンの槽部分に収容されていてもよ
い。
インクチャンバ内のある体積のインクを急速に加熱する
ことによって行うことができる。気体のインクが急速に
膨張することによって、ノズルを通って1滴のインクが
押し出される。この工程を、「発射」と呼ぶ。チャンバ
内のインクは、ノズルに隣接して整列した抵抗器等のト
ランスデューサで、加熱することができる。マニホルド
から抵抗器までのインクチャネルの長さは、一般にその
抵抗器のシェルフ長さとして知られている。
は、インクチャンバから遠ざかるようマニホルドに向か
って押しやられる。インクチャンバから遠ざかるよう押
しやられるこのインクは、インクチャンバに向かって流
れ戻るのには、ある限られた時間がかかる。この有限の
時間によって、ペンを発射することができる最大周波数
が決まる。印刷中、キャリッジ上にペンが搭載されて、
媒体の上方を移動し、その媒体上に印刷を行う。いかな
る時点においても、全数のノズルのうちの一部のみを発
射することができる。キャリッジの動きによって生じる
位置ずれを補償するために、各ノズルはプリントヘッド
上で互い違いに配置されており、プリントヘッドがキャ
リッジの移動する軸に垂直な直線に沿って印刷すること
ができるようにしている。このように各ノズルを互い違
いに配置すると、プリントヘッド内で異なるシェルフ長
さが存在する結果になることが多い。シェルフが長くな
ると、発射後補充するのにかかる時間もそれに比例して
長くなる。したがって、最長補充時間によって、ペンの
動作の最大周波数が制限される。シェルフ長さが一様で
ないプリントヘッドに関連する問題は、他にもある。シ
ェルフ長さが一様でないと、異なるインクチャンバにつ
いての補充速度が異なる。補充速度が異なると、異なる
トランスデューサによって滴の体積、または滴の重量が
異なる結果となり、これが結局は印刷品質に影響を及ぼ
す。
例えば、特許文献1で開示されているように、プリント
ヘッドの基板を貫くスロットをサンドブラストで形成す
ることによって、作成される。サンドブラスト中、圧縮
空気と砂粒子との流れが基板に向けられて、砂粒子が基
板を貫いてスロットをくり抜き、マニホルドを画定する
ことができるようにする。砂粒子は粒径にばらつきがあ
り水分を含んでいるので、基板のトランスデューサ支持
側のマニホルド開口部は、中心を外れるかもしれず、縁
がぎざぎざになってしまう。このような開口部は、シェ
ルフ長さが一様でないことによってもたらされる問題を
悪化させてしまう。
によってまた、基板のトランスデューサ側に亀裂が生じ
る可能性もある。亀裂が生じると、マニホルドからイン
クが漏れてしまうことになる。
部を有するマニホルドを形成する、ウェットエッチング
とサンドブラストとを組み合わせた工程が検討されてい
る。この組み合わせた工程は、(1)基板のトランスデ
ューサ支持側にエッチングによって凹みを形成し、開口
部を画定すること、(2)基板の反対側からサンドブラ
ストを行って、凹みに接続するスロットをくり抜くこと
を含む。ウェットエッチングでは、プリントヘッドのう
ちエッチングしてはいけない領域の表面を保護する好適
なマスキング層を形成させる開発が必要である。このよ
うなマスキング層を形成するのは簡単ではない。適切な
保護を行わなければ、ウェットエッチングにおいて用い
るエッチ液が、プリントヘッドのエッチングしてはいけ
ない部分をエッチングして取り除いてしまう。したがっ
て、この組み合わせた工程は、実施するのに非常に注意
が必要である。
ば、プリントヘッドの部分構造体の基板を貫いてマニホ
ルドを形成する方法が提供される。基板は、インク槽と
対峙する側と、その反対側のトランスデューサ支持側と
を有する。本方法は、(1)基板のトランスデューサ支
持側と接触するエッチ液を導入すること、(2)レーザ
光線を用いて基板のエッチ液接触側を照射することを含
む。基板のうちの照射した領域はエッチングされ、内部
にマニホルドの第1の部分を画定する。本方法はさら
に、第1の部分に接続するマニホルドの第2の部分を形
成することを含む。好ましくは、第2の部分を形成する
ことは、基板のインク槽と対峙する側から基板を貫いて
サンドブラストを行うことを含む。
トペン用のプリントヘッドの部分構造体が提供される。
この部分構造体は、槽と対峙する側と、その反対側のト
ランスデューサ支持側とを設けた基板を含む。基板のト
ランスデューサ支持側は、トランスデューサを支持す
る。また、基板はトランスデューサに隣接するインクチ
ャネルおよびインクチャンバを画定するバリアー層も支
持する。基板を貫いてインクを槽からインクチャネルを
通ってインクチャンバに送出するマニホルドが形成され
る。このマニホルドは、上述の方法にしたがって製造さ
れる。さらに、この部分構造体はトランスデューサを作
動させる電気信号を伝える導体を含む。
されるであろう。
プリントヘッドの部分構造体2の拡大等角図である。プ
リントヘッドの部分構造体2は、槽と対峙する面、すな
わち側面6と、その反対側のトランスデューサ支持面、
すなわち支持側8とを有する基板4を含む。基板4のト
ランスデューサ支持側8は、複数のトランスデューサ1
0を支持する。また、基板4のトランスデューサ支持側
8は、トランスデューサ10に隣接するインクチャネル
14およびインクチャンバ16を画定するようパターニ
ングされたバリアー層12も支持する。基板4を貫いて
形成したマニホルド18が、インクを槽(図示せず)か
らインクチャネル14を通ってインクチャンバ16に送
出する。マニホルド18は、トランスデューサ支持側8
に隣接する第1の部分20を有する。第1の部分20
は、槽と対峙する側面6に隣接する第2の部分22に接
続している。また、プリントヘッドの部分構造体2は、
トランスデューサ10を作動させる電気信号を伝える導
体(図2)も含む。レーザにより支援されたエッチング
工程により、マニホルド18の第1の部分20を形成す
る。レーザ支援エッチング工程については、以下で詳細
に説明する。第2の部分は、非レーザ支援工程を用いて
形成する。
クチャネル14を通って流れ、インクチャンバ16を充
填する。電流パルスがトランスデューサ10を通ること
ができる場合には、熱エネルギーが発生する。この熱エ
ネルギーがインクチャンバ16内のインクを加熱して、
爆発的な気泡が形成される。インクチャンバ16内で気
泡が形成されることにより、オリフィス板26(図2)
の対応するノズル24からインク滴が押し出される。
リントヘッドの部分構造体の拡大断面図である。この断
面図は、プリントヘッドの部分構造体2のバリアー層1
2に取り付けたオリフィス板26を含む。
構造体2の製造工程を説明する。基板4のトランスデュ
ーサ支持側8の上に、絶縁層28を施す。例えば、基板
4は、シリコンウエハーである。絶縁層28は、基板4
の断熱および絶縁を行う。この絶縁層28は、全部省略
してもよいことが留意される。次に、通常、抵抗加熱材
料でできた層30を絶縁した基板4上に堆積し、その上
にトランスデューサ10を形成する。次に、抵抗層30
の上に導電層32を堆積する。従来のマスキング、紫外
線露光、およびエッチングの技術を用いて、導電層32
と抵抗層30の上にパターンをリソグラフィーで形成
し、トランスデューサ10の寸法を規定する。導電層3
2と抵抗層30の上に、1つまたはそれよりも多い不活
性層34を施し、次に選択的に除去して、バイア(図示
せず)を作成する。バイアは、第2の導電層36を第1
の導電層32から作成した導電トレースに電気接続す
る。第2の「相互接続」導電層36をパターニングし
て、それぞれのトレースから、対応するトランスデュー
サ10から離れて露出しているボンディングパッド(図
示せず)への、別個の導電路を画定する。ボンディング
パッドによって、ペン上に担持されているフレキシブル
回路(図示せず)からの導電リード線との接続が容易に
なる。回路は、制御信号または「発射」信号を、マイク
ロプロセッサ(図示せず)からトランスデューサ10に
伝える。下部構造2を、インクバリアー層12で覆う。
フォトリソグラフィー工程を用いてインクバリアー層1
2をエッチングし、インクチャネル14およびインクチ
ャンバ16をパターニングする。インクチャネル14お
よびインクチャンバ16は、トランスデューサ10の上
方に位置し、トランスデューサ10に整列している。
マニホルド18を形成する工程を、次に説明する。プリ
ントヘッドの部分構造体2をチャンバ42内のエッチ液
40に浸して、基板4のトランスデューサ支持側8がエ
ッチ液40に接触するように導く。エッチ液40による
エッチング速度は遅い方が好ましい。エッチ液40は循
環して、エッチングによって取り除いたくずを除去する
のを助け、レーザ照射によって生じた熱が蓄積するのを
防止することが好ましい。レーザ照射によって生じた熱
が蓄積すると、結果として亀裂が生じてしまう可能性が
ある。次に、制御したレーザ光線44を用いて、エッチ
液40に接触している基板4のトランスデューサ支持側
8を、選択的に照射する。基板4上の照射した領域は活
性化され、エッチ液40と反応する。この反応によっ
て、照射した領域が腐食する。したがって、基板4上の
照射した領域をエッチングして、内部にマニホルド18
の第1の部分20を画定する。図3Aおよび図3Bに示
すように、基板4から凹み46をエッチングして、第1
の部分20を規定してもよい。または、図4Aおよび図
4Bに示すように、トランスデューサ支持側8のマニホ
ルド18の所定の開口部の周囲に沿って、溝48をエッ
チングしてもよい。溝48をエッチングすることによっ
て、溝48で取り囲まれた基板の島50が残る。このよ
うなレーザ支援エッチング工程では、基板4にいかなる
機械的衝撃を与え、したがって、基板4が欠けたり亀裂
が生じる危険性が低下する。マニホルド18の第1の部
分20の形成後、プリントヘッドの部分構造体2をクリ
ーニングして乾燥させる。
しくは、第1の部分20の後に、非レーザ支援工程を用
いて形成される。この非レーザ支援工程には、サンドブ
ラスト、レーザドリル、その他当業者に既知の同様の工
程が含まれる。好ましくは、基板4の槽対峙側面6から
サンドブラストを行って、第2の部分22を画定する。
それぞれ図3Cおよび図3D、ならびに図4Cおよび図
4Dに示すように、サンドブラストは、第2の部分22
が凹み46に接続するまで、または、第2の部分22が
溝48に出会って基板の島50を除去するまで、続けら
れる。
つかの変形例を実施するのに好適な、組み合わせた装置
60を示す。これらの変形については、以下すぐに説明
する。装置60は、コンタクトマスク62を含む。コン
タクトマスク62は、適切にパターニングされた開口部
(図示せず)を有し、基板4を選択的に照明しエッチン
グする。チャンバ42は、エッチ液40で充填されてい
る。エッチ液40は、気体であっても水性であってもよ
い。チャンバ42は、E.I.デュポン・ド・ヌムール
社(E. I. DuPont de Nemours Company)(米国デラウ
ェア州ウィルミントン市)からテフロン(Teflon)とい
う商標で市販されているもの等の、耐腐食性が高い材料
でできていてもよい。エッチ液40もまた、当該技術分
野において既知のように、酸性または塩基性であっても
よい。基板4が支持する他の層32〜36をエッチ液4
0が劣化させることがないということが重要である。チ
ャンバ42は、複数のプリントヘッドの部分構造体2を
含むウエハー64を収容するのに充分な大きさである。
ウエハー64は、取付け具66によって支持されてい
る。取付け具66はまた、モーターをつけたX−Yステ
ージによりウエハー64を平行移動するのに使用しても
よい。
ポンプ70に接続したバルブ68を通じて、チャンバ4
2を真空にすることができる。次にチャンバ42を、い
くつかの槽のうちの1つからの選択した気体で再充填し
てもよい。このような槽を、槽74、76で代表させ
る。個々のバルブ78、80、82によって、チャンバ
42内の与えられた気体の圧力を制御することが可能に
なる。槽74、76内の気体と真空ポンプ70とを用い
て、チャンバ42内の気体のエッチ液を選択的に制御す
る。
ンバ42は、入口86と出口84とを設けることができ
る。エッチ液40は、出口84を通じてチャンバ42か
ら出る。ポンプ88によって、入口86を通じてチャン
バ42内にエッチ液40を戻す。水性のエッチ液として
は例えば、HF、HNO3、H3PO4、KOH、および
CF4が挙げられる。
る。光線44は、光学部品92を用いて調整してもよ
く、シャッター機構94でさらに制御してもよく、電気
光学的または機械的手段96によって偏向させてもよ
い。このような手段96には、鏡や可変フィルタが含ま
れる。表面が平らで直径が1インチ(25.4mm)の
シリカの鏡は、好適な鏡である。平らな表面は、入射角
が45度の光線の反射率が高いコーティングがされてい
る。鏡は、光線44の波面の形状を変えずに光線の経路
を変えるのに用いる。フィルタは、レーザ光線の出力を
90%まで下げることができる。チャンバ42の一方の
側には、好ましくはサファイアでできた光学的に透明な
窓98が形成されて、レーザ光線44が入ることができ
るようにしている。レーザ支援エッチング工程の他の使
用例によれば、コンタクトマスク62を用いることによ
って、または投影マスク100によって、基板4をレー
ザ光線44で選択的に照射することができる。投影レン
ズ102を投影マスク100と組み合わせて用いて、光
線44を変えてもよい。この場合、光線44の倍率(倍
幅度)は変えても変えなくてもよい。
である。他の出力パワーのレーザ源もまた、用いてもよ
い。レーザ源90は、波長514.5nmで動作するパ
ルスアルゴンイオンレーザを適用してもよい。または、
レーザ源90は、波長532nmまたは355nmで動
作する、Nd:YAGを適用してもよい。
択的に照明または照射する変形例の詳細を示す。図6A
において、パターニングしていない光線44を用いて、
コンタクトマスク62を通じてウエハー64を照射す
る。コンタクトマスク62は、ウエハー64と接触し
て、その近傍で保持されている。図6Bにおいて、投影
マスク100は、コンタクトマスク62の必要なしに、
ウエハー64上のエッチングを引き起こすのに用いる画
像を運ぶレーザ光線44を規定している。最後に、図6
Cにおいて、精密に焦点を合わせたレーザ光線44がウ
エハー64を横切って走査して、ウエハー64を選択的
に照射しエッチングする。走査レーザ光線44を用いる
ことによって、投影マスク100やコンタクトマスク6
2が不要になる。光線の光学部品92は、当業者に既知
のエネルギー密度で適当なスポットサイズになるよう
に、ウエハー64上のレーザ光線44の焦点を合わせ
る。レーザ光線44は、光線がレーザ源90内へと反射
しないよう垂直軸から約2.5度ずらして、ウエハー6
4に向けられる。レーザ源90内へと反射する光線が強
いと、レーザ源90が不安定になったり、電気光学的ま
たは機械的手段96上の光学コーティングが損なわれた
りする可能性がある。
の上方でそのスポットを走査して、ウエハーを選択的に
エッチングする。ガルバノメータ方式の走査鏡や電気光
学偏向器は、好適なスキャナである。あるいは、スポッ
トのほうを静止した状態に保ち、平行移動ステージ66
を用いてウエハー64を平行移動することによって、ウ
エハー64を選択的に照射してもよい。リニアモーター
ドライブとガラススケールエンコーダとを有するクロス
ローラーベアリングのX−Yステージは、好適な平行移
動ステージ43である。すなわちX−Yステージが規定
する平面と垂直なZ方向の平行移動については、ロータ
リーDCモーターとガラススケールエンコーダとを有す
る、同様のクロスローラーベアリングステージを用いる
ことができる。最適には、当業者に既知のように、3軸
のXYZ系は、閉ループでサーボ制御されている。ウエ
ハー全体にレーザ照射を行うために、通常ステップアン
ドリピート技術を用いる。
部のレーザ支援エッチングによって、マニホルドをより
正確に形成することができる。また、開口部の縁もより
一定になり、その結果、シェルフ長さも比較的に、より
一様になる。
参照して本発明を示し説明したが、当業者は、形式およ
び詳細において他の変更を行ってもよいということが明
白であろう。例として、レーザ支援工程を用いて基板を
エッチングして、さまざまな形状、深さ、および大きさ
のマニホルド開口部を画定してもよい。
有するプリントヘッドの部分構造体の一部の、拡大等角
図である。
の部分構造体の断面図である。
マニホルドの第1の部分を有する基板の側面図である。
マニホルドの第1の部分を有する基板の平面図である。
ブラストを行って、図3Aおよび図3Bの第1の部分に
接続している状態を示す、図3Aと同様の図である。
ブラストを行って、図3Aおよび図3Bの第1の部分に
接続している状態を示す、図3Bと同様の図である。
工程の変形によって形成したマニホルドの第1の部分を
示す。
工程の変形によって形成したマニホルドの第1の部分を
示す。
工程の変形によって形成したマニホルドの第1の部分を
示す。
工程の変形によって形成したマニホルドの第1の部分を
示す。
の第1の部分を形成するのに好適な、組み合わせた装置
の概略図である。
程の変形を示す図である。
程の変形を示す図である。
程の変形を示す図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 プリントヘッドの部分構造体であり、イ
ンク槽対峙側とその反対側のトランスデューサ支持側と
を有する基板を貫いてマニホルドを形成する方法であっ
て、 前記基板の前記トランスデューサ支持側をエッチ液と接
触させるステップと、 レーザ光線を用いて前記基板の前記エッチ液との接触側
を照射して、照射した領域をエッチングし、内部に前記
マニホルドの第1の部分を画定するステップと、 前記基板を貫いて、前記第1の部分に接続するよう前記
マニホルドの第2の部分を形成するステップとを含む方
法。 - 【請求項2】 前記第2の部分を形成するために、前記
基板を貫いてサンドブラストを行う請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 前記基板を貫いてサンドブラストを行う
ために、前記基板の前記インク槽対峙側からサンドブラ
ストを行う請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記エッチ液を循環させることをさらに
含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記照射した領域は、前記トランスデュ
ーサ支持側の前記マニホルドの所定の開口部の周囲に沿
って溝を形成するようにエッチングされて、前記溝で取
り囲まれた基板の島を残し、前記マニホルドの第2の部
分を形成するために、前記インク槽対峙側から前記基板
を貫いてサンドブラストを行って、前記基板の島を除去
することを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 トランスデューサを基板のトランスデュ
ーサ支持側に形成し、前記基板は、前記トランスデュー
サ支持側とその反対側のインク槽対峙側を有しており、
前記基板によって支持されるバリアー層をパターニング
して、前記トランスデューサに隣接するインクチャンバ
にインクを送出するインクチャネルを画定するステップ
と、 前記基板と接触するようにエッチ液を導入して、レーザ
光線を用いて前記基板の前記トランスデューサ支持側を
照射して、前記マニホルドの第1の部分を画定するよう
照射した領域をエッチングし、前記インク槽対峙側から
前記基板を貫いてサンドブラストを行って前記マニホル
ドの第2の部分を形成し、前記第1の部分に接続される
ことによって前記インクチャンバにインクを送出する前
記基板を貫くマニホルドを形成するステップとを含むプ
リントヘッドの部分構造体の製造方法。 - 【請求項7】 基板と接触するエッチ液を用意して、レ
ーザ光線を用いて前記基板のトランスデューサ支持側を
照射して、照射した領域のエッチングされた部分にマニ
ホルドの第1の部分が画定されるようにし、インク槽対
峙側から前記基板を貫いてサンドブラストを行って前記
マニホルドの第2の部分を形成し、前記第1の部分に接
続されることによってトランスデューサに隣接するイン
クチャンバにインクを送出し前記トランスデューサを有
する前記基板の前記トランスデューサ支持側を貫く前記
マニホルドを形成することを含むプリントヘッドの部分
構造体の製造方法。 - 【請求項8】 インクジェットペン用のプリントヘッド
の部分構造体であって、 槽対峙側とその反対側のトランスデューサ支持側とを有
する基板と、 前記トランスデューサ支持側に支持されるトランスデュ
ーサと、 前記基板に支持されて、該トランスデューサに隣接する
インクチャネルおよびインクチャンバを画定するバリア
ー層と、 前記基板を貫いて形成され、第2の部分に接続する第1
の部分を有し、インクを槽から前記インクチャネルを通
って前記インクチャンバに送出するマニホルドと、 前記トランスデューサを作動させる電気信号を伝える導
体とを具備しており、 前記第1の部分は、レーザ支援エッチング工程を用いて
形成され、前記第2の部分は、非レーザ支援工程を用い
て形成されるプリントヘッドの部分構造体。 - 【請求項9】 前記レーザ支援エッチング工程には、 前記基板の前記トランスデューサ支持側と接触するエッ
チ液が用意され、 レーザ光線を用いて前記基板の前記エッチ液との接触側
に照射され、照射した領域が前記エッチ液によってエッ
チングされ内部に前記マニホルドの前記第1の部分を画
定されることを含む請求項8に記載のプリントヘッドの
部分構造体。 - 【請求項10】 前記エッチ液を循環させることをさら
に含む請求項9に記載のプリントヘッドの部分構造体。 - 【請求項11】 前記照射した領域は、前記トランスデ
ューサ支持側の前記マニホルドの所定の開口部の周囲に
沿って溝を形成するようにエッチングされて、前記溝で
取り囲まれた基板の島を残し、前記マニホルドの第2の
部分を形成するために、前記インク槽対峙側から前記基
板を貫いてサンドブラストを行って前記基板の島を除去
することを含む請求項9に記載の方法。 - 【請求項12】 前記非レーザ支援工程はサンドブラス
ト工程を含む請求項8に記載のプリントヘッドの部分構
造体。 - 【請求項13】 前記サンドブラスト工程は、前記基板
の前記インク槽対峙側から前記基板を貫いてサンドブラ
ストを行う段階を含む請求項12に記載のプリントヘッ
ドの部分構造体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/991,167 US6641745B2 (en) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | Method of forming a manifold in a substrate and printhead substructure having the same |
US09/991167 | 2001-11-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003170605A true JP2003170605A (ja) | 2003-06-17 |
JP4275387B2 JP4275387B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=25536946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002332239A Expired - Fee Related JP4275387B2 (ja) | 2001-11-16 | 2002-11-15 | 基板にマニホルドを形成する方法および基板にマニホルドを形成したプリントヘッドの部分構造体 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6641745B2 (ja) |
JP (1) | JP4275387B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030140496A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-07-31 | Shen Buswell | Methods and systems for forming slots in a semiconductor substrate |
US7051426B2 (en) * | 2002-01-31 | 2006-05-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method making a cutting disk into of a substrate |
US20030155328A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Huth Mark C. | Laser micromachining and methods and systems of same |
US6746106B1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-06-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device |
AR108508A1 (es) * | 2016-05-19 | 2018-08-29 | Sicpa Holding Sa | Cabezal de impresora de chorro de tinta térmica y método de fabricación del mismo |
US10957595B2 (en) | 2018-10-16 | 2021-03-23 | Cerebras Systems Inc. | Systems and methods for precision fabrication of an orifice within an integrated circuit |
US11145530B2 (en) | 2019-11-08 | 2021-10-12 | Cerebras Systems Inc. | System and method for alignment of an integrated circuit |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920004171B1 (ko) * | 1984-07-11 | 1992-05-30 | 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 드라이에칭장치 |
JPS61270825A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-12-01 | Oki Electric Ind Co Ltd | ドライエツチング終点検出方法 |
US4966646A (en) * | 1986-09-24 | 1990-10-30 | Board Of Trustees Of Leland Stanford University | Method of making an integrated, microminiature electric-to-fluidic valve |
US5385633A (en) * | 1990-03-29 | 1995-01-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for laser-assisted silicon etching using halocarbon ambients |
US5387314A (en) | 1993-01-25 | 1995-02-07 | Hewlett-Packard Company | Fabrication of ink fill slots in thermal ink-jet printheads utilizing chemical micromachining |
US5308442A (en) | 1993-01-25 | 1994-05-03 | Hewlett-Packard Company | Anisotropically etched ink fill slots in silicon |
US5658471A (en) * | 1995-09-22 | 1997-08-19 | Lexmark International, Inc. | Fabrication of thermal ink-jet feed slots in a silicon substrate |
US6309056B1 (en) * | 1998-04-28 | 2001-10-30 | Minolta Co., Ltd. | Ink jet head, drive method of ink jet head, and ink jet recording apparatus |
TW368479B (en) * | 1998-05-29 | 1999-09-01 | Ind Tech Res Inst | Manufacturing method for ink passageway |
-
2001
- 2001-11-16 US US09/991,167 patent/US6641745B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-11-15 JP JP2002332239A patent/JP4275387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4275387B2 (ja) | 2009-06-10 |
US20030095166A1 (en) | 2003-05-22 |
US6641745B2 (en) | 2003-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7861409B2 (en) | Method of preparing orifice counterbore surface | |
JP3405757B2 (ja) | インクジェット・プリントヘッド及びその製造方法 | |
CA2084390C (en) | Laser ablated nozzle member for inkjet printhead | |
JP3795559B2 (ja) | インクジェットプリントヘツド | |
EP0564120B1 (en) | Nozzle member including ink flow channels | |
US5442384A (en) | Integrated nozzle member and tab circuit for inkjet printhead | |
US5940957A (en) | Laser process for making a filter for an ink jet | |
JP3699175B2 (ja) | インクジェットプリントヘッド | |
JP4275387B2 (ja) | 基板にマニホルドを形成する方法および基板にマニホルドを形成したプリントヘッドの部分構造体 | |
JP3501598B2 (ja) | レーザー加工方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッド製造装置 | |
JP2633943B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドおよび該ヘッドの製造方法 | |
JP5112868B2 (ja) | 補助媒体として液体を使用するレーザ微細加工方法及びシステム | |
JP3095795B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドおよび該ヘッドの製造方法 | |
KR20030001308A (ko) | 잉크 제트 기록 헤드의 잉크 토출 포트를 제조하는 방법및 이러한 제조 방법에 의해 제조된 잉크 토출 포트가제공되는 잉크 제트 기록 헤드 | |
JPH02121842A (ja) | インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
JP3086146B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法、レーザ加工装置ならびにインクジェット記録装置 | |
CA2084554C (en) | Integrated nozzle member and tab circuit for inkjet printhead | |
CN109195804B (zh) | 热喷墨打印头和热喷墨打印头的制造方法 | |
JP2764418B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法および該方法によって製造されたインクジェット記録ヘッド | |
JP3207683B2 (ja) | フォトマスクおよびこれを用いたインクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
KR100438714B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드의 제조방법 | |
JPH09234874A (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法、該方法により製造されるインクジェット記録ヘッド及び該記録ヘッドを具備した記録装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040615 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071009 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090203 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090304 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4275387 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120313 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120313 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130313 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130313 Year of fee payment: 4 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130313 Year of fee payment: 4 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130313 Year of fee payment: 4 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130313 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140313 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |