JP2007078543A - Electrode for microdevice and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロデバイス用電極の製造方法およびマイクロデバイス用電極に関し、さらに詳しくは、耐久性を向上することが出来るマイクロデバイス用電極の製造方法およびマイクロデバイス用電極に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a microdevice electrode and a microdevice electrode, and more particularly, to a method for manufacturing a microdevice electrode capable of improving durability and a microdevice electrode.
従来、液溜めの内部から外部につながる電極(電気泳動チップの泳動電極)や、貼り合わせた2枚の基板の一方に貫通穴を設けてその底部から側面を経由して上面に連続する電極(ガス検出器やガス流量計の信号引出電極)や、閉じた微小なキャビティから気密を保ちながら信号線を引き出す電極のようなマイクロデバイス用電極を製造する場合、サンドブラスト加工によって貫通穴を開け、その貫通穴の側面から基板上面または基板下面に連続した導体膜をスパッタ成膜や蒸着などによって形成している(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, an electrode (electrophoresis electrode of an electrophoresis chip) connected from the inside of a liquid reservoir to the outside, or an electrode (through electrode formed on one side of two bonded substrates and continuous from the bottom to the top via the side surface ( When manufacturing microdevice electrodes, such as gas extraction electrodes for gas detectors and gas flowmeters) and electrodes that draw out signal wires while maintaining airtightness from closed microcavities, through holes are made by sandblasting, A conductor film that is continuous from the side surface of the through hole to the upper surface or the lower surface of the substrate is formed by sputtering or vapor deposition (see, for example, Patent Document 1).
サンドブラスト加工によってガラスなどの脆性材料に貫通穴を開けると、加工中に穴の中で噴射剤の還流が発生する。この噴射剤の還流によって、穴の上縁のすぐ下がえぐられ、オーバーハング部が形成される。
しかし、このオーバーハング部が形成されると、スパッタ成膜などによって導体膜を形成する際に影となる部分が生じるため、その影となる部分での導体膜が極端に薄くなり、それによって寿命が制限され、十分な耐久性が得られない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、耐久性を向上することが出来るマイクロデバイス用電極の製造方法およびマイクロデバイス用電極を提供することにある。
When a through hole is made in a brittle material such as glass by sandblasting, the propellant reflux occurs in the hole during processing. Due to the reflux of the propellant, the bottom edge of the hole is removed and an overhang portion is formed.
However, when this overhang part is formed, a shadowed part is formed when the conductor film is formed by sputtering film formation or the like, and therefore the conductor film in the shadowed part becomes extremely thin, thereby resulting in a lifetime. However, there is a problem that sufficient durability cannot be obtained.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a microdevice electrode and a microdevice electrode that can improve durability.
第1の観点では、本発明は、基板にサンドブラスト加工によって貫通穴を開け、前記貫通穴の上縁に形成されたオーバーハング部にレーザ光を照射して除去した後、前記貫通穴の側面から基板上面まで連続した導体膜を形成することを特徴とするマイクロデバイス用電極の製造方法を提供する。
上記第1の観点によるマイクロデバイス用電極の製造方法では、オーバーハング部にレーザアブレーション加工を施して除去するため、スパッタ成膜などによって導体膜を形成する際に影となる部分が生じない。従って、寿命を制限する極端に薄い箇所が導体膜に発生せず、十分な耐久性が得られるようになる。
In a first aspect, the present invention provides a method for forming a through hole in a substrate by sandblasting, removing an overhang formed on an upper edge of the through hole by irradiating a laser beam, and then removing the through hole from a side surface of the through hole. Provided is a method for producing an electrode for a microdevice, characterized in that a conductor film continuous to the upper surface of a substrate is formed.
In the microdevice electrode manufacturing method according to the first aspect, since the overhang portion is removed by laser ablation, a shadowed portion does not occur when the conductor film is formed by sputtering film formation or the like. Therefore, an extremely thin portion that limits the lifetime does not occur in the conductor film, and sufficient durability can be obtained.
第2の観点では、本発明は、前記第1の観点によるマイクロデバイス用電極の製造方法において、前記マイクロデバイス用電極が電気泳動チップの泳動電極であり、前記導体膜が前記貫通穴の側面の一部から基板上面まで連続した導体膜であることを特徴とするマイクロデバイス用電極の製造方法を提供する。
上記第2の観点によるマイクロデバイス用電極の製造方法では、十分な耐久性を持つ電気泳動チップの泳動電極を製造できる。
In a second aspect, the present invention provides the method for manufacturing a microdevice electrode according to the first aspect, wherein the microdevice electrode is an electrophoresis electrode of an electrophoresis chip, and the conductor film is formed on a side surface of the through hole. Provided is a method for producing an electrode for a microdevice, which is a conductive film continuous from a part to the upper surface of a substrate.
In the microdevice electrode manufacturing method according to the second aspect, the electrophoresis electrode of the electrophoresis chip having sufficient durability can be manufactured.
第3の観点では、本発明は、前記第1の観点によるマイクロデバイス用電極の製造方法において、前記マイクロデバイス用電極がガス検出器やガス流量計の信号引出電極であり、前記導体膜が前記貫通穴の側面の全面から基板上面および基板下面まで連続した導体膜であることを特徴とするマイクロデバイス用電極の製造方法を提供する。
上記第3の観点によるマイクロデバイス用電極の製造方法では、十分な耐久性を持つガス検出器やガス流量計の信号引出電極を製造できる。
In a third aspect, the present invention provides the method for manufacturing a microdevice electrode according to the first aspect, wherein the microdevice electrode is a signal extraction electrode of a gas detector or a gas flow meter, and the conductor film is the Provided is a method for manufacturing an electrode for a microdevice, which is a conductive film continuous from the entire side surface of a through hole to the upper surface and the lower surface of the substrate.
In the method for manufacturing a microdevice electrode according to the third aspect, it is possible to manufacture a signal extraction electrode of a gas detector or a gas flow meter having sufficient durability.
第4の観点では、本発明は、上縁を面取りされた貫通穴を開けられた基板と、前記貫通穴の側面から基板上面まで連続して形成された導体膜とを具備したことを特徴とするマイクロデバイス用電極を提供する。
上記第4の観点によるマイクロデバイス用電極では、貫通穴の上縁が面取りされているため、スパッタ成膜などによって導体膜を形成する際に影となる部分が生じない。従って、寿命を制限する極端に薄い箇所が導体膜に発生せず、十分な耐久性が得られる。
In a fourth aspect, the present invention comprises a substrate having a through hole chamfered at an upper edge, and a conductor film continuously formed from a side surface of the through hole to the upper surface of the substrate. An electrode for a microdevice is provided.
In the microdevice electrode according to the fourth aspect, since the upper edge of the through hole is chamfered, a shadowed portion does not occur when the conductor film is formed by sputtering film formation or the like. Therefore, an extremely thin portion that limits the lifetime does not occur in the conductor film, and sufficient durability can be obtained.
第5の観点では、本発明は、前記第4の観点によるマイクロデバイス用電極において、前記マイクロデバイス用電極が電気泳動チップの泳動電極であり、前記導体膜が前記貫通穴の側面の一部から基板上面まで連続した導体膜であることを特徴とするマイクロデバイス用電極を提供する。
上記第5の観点によるマイクロデバイス用電極では、十分な耐久性を持つ電気泳動チップの泳動電極となる。
In a fifth aspect, the present invention provides the microdevice electrode according to the fourth aspect, wherein the microdevice electrode is an electrophoresis electrode of an electrophoresis chip, and the conductor film is formed from a part of a side surface of the through hole. Provided is a microdevice electrode characterized by being a conductor film continuous up to the upper surface of a substrate.
The microdevice electrode according to the fifth aspect is an electrophoresis electrode of an electrophoresis chip having sufficient durability.
第6の観点では、本発明は、前記第4の観点によるマイクロデバイス用電極の製造方法において、前記マイクロデバイス用電極がガス検出器やガス流量計の信号引出電極であり、前記導体膜が前記貫通穴の側面の全面から基板上面および基板下面まで連続した導体膜であることを特徴とするマイクロデバイス用電極を提供する。
上記第6の観点によるマイクロデバイス用電極では、十分な耐久性を持つガス検出器やガス流量計の信号引出電極となる。
In a sixth aspect, the present invention provides the method for producing a microdevice electrode according to the fourth aspect, wherein the microdevice electrode is a signal extraction electrode of a gas detector or a gas flow meter, and the conductor film is the Provided is a microdevice electrode characterized by being a conductive film continuous from the entire side surface of a through hole to the upper surface and the lower surface of the substrate.
The electrode for a micro device according to the sixth aspect is a signal extraction electrode of a gas detector or a gas flow meter having sufficient durability.
本発明のマイクロデバイス用電極の製造方法およびマイクロデバイス用電極によれば、耐久性を向上することが出来る。 According to the method for manufacturing a microdevice electrode and the microdevice electrode of the present invention, durability can be improved.
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、実施例1に係るマイクロデバイス用電極の製造方法の手順を示すフロー図である。
ステップR1では、図2に示す如き厚さ1mmの石英ガラス製の基板1に、サンドブラスト加工によって、図3に示す如き直径2mm程度の貫通穴2を開ける。
この加工中に穴の中で噴射剤の還流が発生し、穴の上縁のすぐ下がえぐられ、その結果、貫通穴2の上縁にオーバーハング部1oが形成される。噴射剤の噴出条件に依存するが、オーバーハング部1oは、30〜50μm程度である。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a procedure of a method for manufacturing a microdevice electrode according to the first embodiment.
In step R1, a
During this processing, propellant recirculation occurs in the hole, and the upper edge of the hole is directly underneath. As a result, an overhang portion 1o is formed at the upper edge of the
図1に戻り、ステップR2では、図4に示すようにスポット径0.1〜0.3mmに集光したCO2レーザビームBで貫通穴2の上縁に沿ってスキャンし、オーバーハング部1oをアブレーションする。なお、同じ軌道で複数回スキャンしてもよいし、一部をオーバーラップさせた異なる軌道でスキャンを繰り返してもよい。
このレーザアブレーション加工によりオーバーハング部1oは除去され、図5に示すように貫通穴2の上縁が微小な面取り部1rとなる。
Returning to FIG. 1, in step R2, as shown in FIG. 4, the CO 2 laser beam B focused to a spot diameter of 0.1 to 0.3 mm is scanned along the upper edge of the through
By this laser ablation processing, the overhang portion 1o is removed, and the upper edge of the through
図1に戻り、ステップR3では、図6に示すように貫通穴2の側面2sの一部から基板上面1tに連続した導体膜3をスパッタ成膜や蒸着などにより形成する。
このマイクロデバイス用電極10は、十分な耐久性を持つ電気泳動チップの泳動電極となる。
Returning to FIG. 1, in step R3, as shown in FIG. 6, a conductor film 3 continuous from a part of the side surface 2s of the through
The
以上により製造されたマイクロデバイス用電極10によれば、貫通穴2の上縁が面取り部1rになっていることで、導体膜3をスパッタ成膜などにより形成する際にターゲット等から影となる部分が生じず、導体膜3に極端に薄い箇所が生じない。よって、耐久性を向上できる。
According to the
図7に示すように、貫通穴2の側面2sをレーザアブレーション加工してもよい。
すなわち、貫通穴2の側面2sは、サンドブラスト加工面であるため、10μmオーダーの複雑な凹凸がある荒れた面である。このため、側面2sにも、スパッタ成膜などにより導体膜3を形成する際に影となる部分が生じる。そこで、側面2sにもレーザアブレーション加工を施すことにより、側面2sが滑らかになるため、影となる部分がなくなり、導体膜3に極端に薄い箇所が生じない。よって、耐久性を向上できる。
As shown in FIG. 7, the side surface 2s of the through
That is, since the side surface 2s of the
図8に示すように、基板1の両面からスパッタ成膜や蒸着などを行い、貫通穴2の側面2sから基板上面1tおよび基板下面1bに連続した導体膜3を形成してもよい。
このマイクロデバイス用電極20は、十分な耐久性を持つガス検出器やガス流量計の信号引出電極となる。
As shown in FIG. 8, the conductive film 3 may be formed continuously from the side surface 2 s of the through
The
本発明のマイクロデバイス用電極は、電気泳動チップの泳動電極やガス検出器やガス流量計の信号引出電極などに利用される。 The electrode for a microdevice of the present invention is used for an electrophoresis electrode of an electrophoresis chip, a signal extraction electrode of a gas detector or a gas flow meter, and the like.
1 基板
1b 基板下面
1r 面取り部
1t 基板上面
1o オーバーハング部
2 貫通穴
2s 側面
3 導体膜
10,20 マイクロデバイス用電極
1 Substrate 1b Substrate lower surface 1r Chamfered portion 1t Substrate upper surface
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