JP3604953B2 - Method of manufacturing element substrate for liquid jet recording head and method of manufacturing liquid jet recording head - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な吐出口からインク等の記録液を液滴として吐出させて記録紙等の被記録媒体に記録を行なう液体噴射記録方式に用いられる液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法および液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。
【0002】
本発明によって製造される液体噴射記録ヘッドは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録媒体に対し記録を行なうところのプリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる。ここで、本発明における「記録」とは、被記録媒体に対して、文字や図形等の意味をもつ画像を付与するだけでなく、パターン等の意味をもたない画像を付与することをも意味するものである。
【0003】
【従来の技術】
液体噴射記録方式(インクジェット記録方式)に使用される液体噴射記録ヘッドの代表的な一形態は、複数の吐出エネルギー発生素子を所定の間隔をおいて基板上に形成した単位素子と、インク等の記録液を吐出する複数の吐出口と各吐出口にそれぞれ連通する複数の流路となる溝とが形成された天板とを備え、吐出エネルギー発生素子と流路となる溝とを正確に位置合わせした状態で単位素子と天板とを接合することによって得られる。この液体噴射記録ヘッドは、吐出エネルギー発生素子により流路内の記録液に吐出エネルギーを付与することによって吐出口から記録液を液滴として噴射させて記録紙等の被記録媒体に印字記録を行なうように構成されている。
【0004】
ところで、液体噴射記録ヘッドにおいては、近時、印字速度のアップと画質品位の向上との両立が求められている。これに対応しうる液体噴射記録ヘッドとして、例えば、図5に図示するような長尺の液体噴射記録ヘッドがある。この種の長尺の液体噴射記録ヘッドは、複数の吐出エネルギー発生素子(例えば、発熱素子)101を備えた複数個の単位素子100(第1基板)を金属やセラミックス等の材質で作られたベースプレート102上に精度良く位置付け配列することで長尺ラインヘッドの記録素子を作り、この上に記録液を吐出する複数の吐出口106および各吐出口106に連通する複数の液流路(不図示)と各液流路に記録液を供給するための共通液室(不図示)とを構成するための凹部を有する天板105(第2基板)を接合することによって作製されている(なお、液流路と共通液室とを「通路」と総称する)。そして、吐出エネルギー発生素子101としての複数の発熱素子を備えた単位素子100は、複数の単位素子を成膜工程等によりパターニングしたシリコン基板を切断して個々の単位素子を切り離して作製している。このような長尺の液体噴射記録ヘッドは、吐出エネルギー発生素子(発熱素子)の配置密度や天板の溝加工密度を高めることで、高精細画像を実現できる高機能記録ヘッドである。
【0005】
この長尺液体噴射記録ヘッドの製造過程において、単位素子を精度良くかつ互いに限りなく近付けて配列することが、高記録密度でのつなぎすじによる画質品位の低下を防ぐための重要技術となっており、このような高い配列精度を得るためには、シリコン基板の高い精度での切断が要求される。
【0006】
このような切断精度の要求、およびこれに関連する配列精度の向上に関しては、特開平2−212162号公報(米国特許第4851371号明細書)に効果的な技術が開示されている。すなわち、シリコンウエハの切断時に発生するチップ表面に生じる顕微鏡的な損傷(かけ、割れ等の微細な損傷)による回路網の寸断を問題視し、分断すべき単位素子間の切断ストリートに沿って切断ブレードを精度良く傾斜させて切断し、切断部の表面では線接触するが、底面では離れているという配列構造を実現させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の特開平2−212162号公報に開示された技術においては、反対向きに傾斜した切り口を有する面を形成するための2回の切断と、不要部除去の処理(切断あるいはエッチング)を行なうことを要し、このため、シリコンウエハ中に集積された単位素子の並び幅(単位素子同志の縦横方向の距離)をある程度とっておくことが要求される。また、たとえ狭い幅でこの距離をとることができたとしても、使用する切断ブレードとして厚さの薄いものを使用しないと、チップ表面の損傷が回路パターンに届くのを防ぐことは極めて困難である。厚さの薄い切断ブレードによる切断は、前記公報にも記載されているように、切断幅のばらつき公差が大きく、これを除くためには樹脂接着刃を相当回数平滑化(プリカットやドレッシング等)する必要がある。そのため、大量の単位素子を切断により生産する際には、一製品を加工するのに要する時間がかなり増大することが予想される。また、反対向きに傾斜した一対の切り口を作るために、発熱素子ウエハを180度回転させる必要があるが、この回転についてもかなりの高精度が要求される。
【0008】
そこで、本発明は、上記従来技術の有する未解決な課題に鑑みてなされたものであって、ウエハを切断して個々の単位素子(素子基板)を作製する際に、必要以上に高い精度の切断を必要とすることなくしかも切断部における素子基板表面の損傷も防止することができ、そして素子基板の配列精度を向上させる素子基板の切断端面を得ることができる液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法および液体噴射記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、厳しい精度の要求と通常の切断ブレードの管理で前記課題を達成すべく、前記公報等に開示されている“刃の曲り”を決める主なパラメータに加えて“刃の表面粗さ”に着目し鋭意検討した。切断ブレードに関して、刃の厚さ、露出量、切り口の深さ、ダイシングスピード等をいかに調整しても、切断切り口表面でのかけや割れの発生を完全にはなくすことができないのが現状であるが、刃の表面を形成している粒子の粗さが細かければ細かいほど、切断時の状態が良く、直線性にも優れているという結果を見出だした。しかし、刃の表面粗さが細かすぎると、刃が脆くその摩耗が速い等の問題も発生するため、適当な表面粗さの範囲を特定する必要がある。定性的には、刃が適度に厚く、表面粗さの細かいブレードでゆっくり切断するのが良い切断状態を得る条件である。本発明者はこのような知見を踏まえて、前述した課題を解決するための手法として本発明を完成するに至った。
【0010】
本発明の液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられる液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法であって、ウエハの裏面に第1のダイシングテープをマウントする第1工程と、前記第1工程の後、切断ブレードで前記ウエハを表面側から切断するとともに前記第1のダイシングテープを切断することなく切り込むようにして切断溝を形成し、前記素子基板を切り分ける第2工程と、前記第2工程の後、前記第1のダイシングテープを用いて前記素子基板同士の間隔を拡張する第3工程と、前記第3工程の後、前記素子基板の表面に第2のダイシングテープをマウントする第4工程と、前記第4工程の後、前記素子基板の裏面側から、前記第1のダイシングテープを介して前記第2工程で切り込まれた前記切断溝に沿って切断ブレードを走らせる第5工程と、を含むことを特徴とする。
【0011】
そして、本発明の液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法においては、前記第5工程の後に、前記素子基板同士の間隔を拡張する工程をさらに含むことが好ましい。
【0012】
本発明の液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法においては、前記第5工程における前記切断ブレードの侵入量は、前記第2工程における前記切断ブレードの侵入量以下であることが望ましく、また、前記第5工程における前記切断ブレードの切断速度は、前記第2工程における前記切断ブレードの切断速度以上であることが望ましく、さらに、前記第5工程における前記切断ブレードの表面粗さは、前記第2工程における前記切断ブレードの表面粗さと同等であることが望ましい。
【0013】
【作用】
本発明によれば、第1のダイシングテープが裏面にマウントされたウエハを切断ブレードにより切断した後、素子基板の表面にさらに第2のダイシングテープをマウントし、切断ブレードを、裏面側から第1のダイシングテープを介して精度的にラフに適宜の侵入量をもって表面からの切断によって切り込まれた切断溝に沿ってなぞるように走らせることで、素子基板にかけや割れを生じさせることなく、位置的にもさほど高い精度を必要とせず、配列時の素子基板の精度の高い寄せ(配列精度)の実現に必要な切断端面を得ることができる。
【0014】
このように、複雑で高精度の要求される工程を踏まなくても、簡易的にラフな工程(ダイシングテープをさらにマウントしてなぞり切断する工程)の追加のみで、少なくとも必要最低限の切断精度が得られるため、量産時であっても歩留まりを向上させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1および図2は、本発明の第1の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法を工程順に図示する工程図であり、図3は、本発明の第1の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法の主要工程をブロックとして示す流れ図である。以下、本発明の第1の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法を、図1ないし図3を用いて説明する。
【0017】
シリコンウエハ(ウエハ)1には、図1の(a)および(b)に示すように、複数の発熱素子2a、2a…や電極等の機能素子を備えた単位素子(素子基板)2が所望のレイアウトに基づいて所定数配置形成されている。先ず、このシリコンウエハ1の裏面に第1のダイシングテープ3をマウントしてウエハリング4に取り付け(図1の(b)および(c)、図3のS2)、このウエハリング4を通常のようにダイサー(不図示)に固定して、図示しない切断ブレードによりシリコンウエハ1を複数の切断ストリート10に沿って切断して、個々の素子基板である単位素子(チップ)2に分割する(図1の(d)、図3のS4)。なお、この切断に際して、図1の(d)に図示するように、シリコンウエハ1を切断すると同時に、シリコンウエハ1の裏面にマウントされた第1のダイシングテープ3を僅かに切り込むように切断ブレードを侵入させて切断し、切断溝11を形成するのが好ましい。具体的には、切断ブレードとしては、ブレード表面粗さ表示が4000(メッシュサイズ)、ブレード幅0.1mm±0.002mmのものを使用し、そして、ブレードの侵入量は、チップ(厚さ0.625mm)に貼られた第1のダイシングテープ3(厚さ0.08mm)に対し、切断時に第1のダイシングテープ3を0.030mm切り込むハイト(フランジ端面からテープ底面までの距離)で切断し、切断速度は3mm/secとした。
【0018】
その後、図2の(a)および(b)に図示するように、素子基板である単位素子(チップ)2の表面に第2のダイシングテープ5をさらにマウントし(図3のS6)、そして、シリコンウエハ1を反転させてダイサー(不図示)に通常のようにウエハリング4を固定する。そして、図2の(c)に図示するように、上向きにされた裏面側から前の切断工程で切断され掘りこまれている切断溝11をなぞるように前記の切断ブレードと同じあるいは同種の切断ブレード7を走らせて、最初にマウントした第1のダイシングテープ3を切断しながらチップ2底面付近における最初の切断による切断溝11の切断残部や凹凸12(図2の(c)において斜線を施した部分)を切除する(図3のS8)。図2の(d)に、全ての切断溝11をなぞるように切断した状態を図示する。この切断に際しては、切断ブレード7は、第1のダイシングテープ3を切断するとともにさらにウエハの厚さの約1/3〜1/2程度まで切り込むように侵入させて切断するのが好ましい。具体的には、この裏面からの切断時のブレードの侵入量は、ダイシングテープを切る量+αを想定し、ダイシングテープ端面から0.2mm切り込むハイトで、切断速度は同じ3mm/secで切断した。
【0019】
このように、シリコンウエハ1の裏面から第1のダイシングテープ3を介し精度的にラフに適宜の侵入量をもって、切断ブレード7を切断溝11に沿ってなぞるように走らせることで、最初の切断による切断溝11の切断残部および凹凸12を切除することができ、配列時の単位素子の精度の高い寄せ(配列精度)の実現に必要な切断端面を得ることができる。
【0020】
そして、全ての切断溝11をなぞるように切断した後、図2の(e)および(f)に図示するように、チップ表面にマウントした第2のダイシングテープ5をエキスパンド(拡張)してシリコンウエハ1を拡張させる。その後に、各素子基板(チップ)をダイシングテープから取り外すことで、切断精度の良い素子基板を得ることができる。なお、切断精度の良さとは、切断時の直角度、チップ表面にかけ(チッピング)や割れのない状態、さらにはチップ底面に切残しによるばりがない状態をいう。
【0021】
このように作製された単位素子(素子基板)2は、図5に図示する液体噴射記録ヘッドと同様に、ベースプレート上に良好な配列精度をもって配列されて長尺基板列を構成し、この長尺基板列上に吐出口や液流路等を構成する凹部を有する長尺の天板(第2基板)を接合することにより、高精細画像を得ることができる長尺の液体噴射記録ヘッドを形成することができる。
【0022】
本実施例において使用した切断ブレードは、ブレード表面粗さ表示が4000(メッシュサイズ)、ブレード幅0.1mm±0.002mmであり、これによる切断幅ばらつきはレンジで0.004mm程度、切断ストリートよれ(切断によるスクライブ(線幅)の這う経路)も切断ブレードがある程度の厚みを持っているためほとんどなかった。裏面からの切断時のブレードの表面粗さは、表面からの本切断でのブレードの表面粗さと同等であることが望ましい。裏面からの切断時のブレードの侵入量は、表面からの本切断でのブレードの侵入量以下であることが望ましく、具体的には、0.1〜0.3mmの範囲内であることが望ましい。また、裏面からの切断時のブレードの切断速度は、表面からの本切断でのブレードの切断速度以上であることが望ましく、具体的には3mm/sec以下、特に、1.5〜3mm/secの範囲内であることが望ましい。
【0023】
以上のように、本実施例においては、テープマウントされたシリコンウエハを切断後、素子基板(チップ)の表面にさらに第2のダイシングテープをマウントし、これを反転させてダイサーに再度固定し、裏面側から精度的にはラフに適宜の侵入量をもって切断ブレードを表面での切断ストリートに沿ってなぞるように走らせることで、配列時の素子基板の精度の高い寄せ(配列精度)の実現に必要な切断端面が素子基板の側面への傾斜付けなしに得ることができる。前述した従来技術では180度のウエハ回転後にチップ表面からの第2の切断を行なうため、回路パターンを損傷しないようにかなりの精度でのウエハ回転が必要となるけれども、本実施例では、裏面からの、しかもマウントテープを介しての「なぞり」であるため、かけや割れが生じることがなく、位置的にも高い精度を必要とせず、後工程の配列精度が要求するレベルの切断端面状態を得ることができる。
【0024】
次に、本発明の第2の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法について図4を参照して説明する。
【0025】
本実施例においても、シリコンウエハの表面側からの切断までは、前述した第1の実施例と同様に行なう。すなわち、図1の(a)ないし(d)に図示するように、複数の発熱素子2a、2a…や電極等の機能素子を備えた素子基板である単位素子2を所望のレイアウトに基づいて所定数配置形成したシリコンウエハ(ウエハ)1の裏面に第1のダイシングテープ3をマウントして、ウエハリング4に取り付け、そのウエハリング4をダイサー(不図示)に固定して、切断ブレードによりシリコンウエハ1を切断ストリート10に沿って切断して、個々の単位素子(チップ)2に分割する。この切断に際して、図1の(d)に図示するように、シリコンウエハ1を切断すると同時に、シリコンウエハ1の裏面に貼られた第1のダイシングテープ3を僅かに切り込むように切断ブレードを侵入させて切断し、切断溝11を形成する。なお、ここで使用した切断ブレードは、具体的には、ブレード表面粗さ表示が4000(メッシュサイズ)、ブレード幅0.1mm±0.002mmのものであり、そして、ブレードの侵入量は、チップ(厚さ0.625mm)に貼られたテープ(厚さ0.08mm)に対し、切断時にテープを0.040mm切り込むハイトで切断し、切断速度は2.5mm/secで切断した。
【0026】
その後、図4の(a)に図示するように、単位素子2の裏面にマウントした第1のダイシングテープ3をエキスパンド(拡張)してシリコンウエハ1を拡張させた。切断溝11はエキスパンドされ拡張した切断溝13となる。その後に、単位素子(チップ)2の表面に第2のダイシングテープ5aをマウントする(図4の(b))。そして、図4の(c)に図示するように、シリコンウエハ1を反転させて、ウエハリング4をダイサー(不図示)に固定し、エキスパンドされた切断溝13の幅に対応する幅を有する切断ブレード7aを、シリコンウエハ1の上向きにされた裏面側から切断溝13をなぞるように走らせて、最初にマウントした第1のダイシングテープ3を切断しながらチップ底面付近における最初の切断による切断残部および凹凸14(図4の(c)において斜線を施した部分)を切除する。この切断に際しては、切断ブレード7aは第1のダイシングテープ3を切断するとともに、さらにウエハの厚さの約1/3ないし1/2程度まで切り込むように侵入させて切断する。具体的には、切断ブレード7aとしてブレード表面粗さ表示が4000(メッシュサイズ)、ブレード幅1mm±0.002mmのものを使用し、裏面からの切断時のブレードの侵入量は、テープを切る量+αを想定し、本実施例では、テープ端面から0.3mm切り込むハイトで、切断速度は3mm/secで切断した。
【0027】
そして、全ての切断溝13をなぞるように切断した後、各単位素子2、2……をダイシングテープ5aから剥がし取り外すことで、切断精度の良い単位素子2を得ることができる。このように作製された単位素子(素子基板)2は、図5に図示する液体噴射記録ヘッドと同様に、ベースプレート上に良好な配列精度をもって配列されて長尺基板列を構成し、この長尺基板列上に吐出口や液流路等を構成する凹部を有する長尺の天板(第2基板)を接合することにより、高精細画像を得ることができる長尺の液体噴射記録ヘッドを形成することができる。
【0028】
本実施例における裏面からの切断時に使用した切断ブレードは、ブレード表面粗さ表示が4000(メッシュサイズ)、ブレード幅1mm±0.002mmであり、これによる切断幅ばらつきはレンジで0.004mm程度、切断ストリートよれもブレードがかなりの厚みを持っているためほとんどなかった。本実施例においても、裏面からの切断時のブレードの表面粗さは、表面からの本切断でのブレードの表面粗さと同等であることが望ましい。裏面からの切断時のブレードの侵入量は、表面からの本切断でのブレードの侵入量以下であることが望ましく、具体的には、0.1〜0.3mmの範囲内であることが望ましい。また、裏面からの切断時のブレードの切断速度は、表面からの本切断でのブレードの切断速度以上であることが望ましく、具体的には3mm/sec以下、特に、1.5〜3mm/secの範囲内であることが望ましい。
【0029】
以上のように、本実施例においては、テープマウントされたシリコンウエハを切断してテープを拡張(エキスパンド)した後、単位素子表面に第2のダイシングテープをマウントし、エキスパンドさせた幅に対応する切断ブレードで裏面から表面での切断ストリートに沿ってなぞるように精度的にはラフにある侵入量をもって走らせる。切断ブレードを交換する手間があるものの、エキスパンド時に発生する単位素子(チップ)底面でのエキスパンド方向への応力を裏面からのなぞりによる切断によって解放した後でチップをダイシングテープから剥がせるので、剥がし時のチップ同士のぶつかりや少なからず発生するバリを防ぐことができるという効果がある。そして、配列時の単位素子の精度の高い寄せ(配列精度)の実現に必要な切断端面を有する切断精度の良い単位素子を得ることができる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、長尺液体噴射記録ヘッドの製造工程におけるウエハの切断時に発生しがちであった切断部の素子基板(チップ)表面の損傷の防止はもとより、複雑でかつ高精度の要求される工程を踏まなくても、簡易的にラフな工程(ダイシングテープをさらにマウントしてなぞり切断する工程)の追加のみで、少なくとも必要最低限の切断精度が得られるため、量産時の歩留まりを向上させることができる。
【0031】
また、特に高記録密度の配列が要求される長尺配列の液体噴射記録ヘッドの製造工程において、素子基板の切断切り口のかけや割れのないクリアな切断面を得たい時に必要とされるある程度厚みのある切断ブレードを使用しようとすると、被切断物から反発応力が働き、切断ブレードの摩耗速度を早め、素子基板底面付近での切断残りの発生頻度が上がるけれども、本発明によれば、このような素子基板底面付近での切断残りを完全に切除することができ、配列精度を向上させることが可能となり、配列チップ(素子基板)間の隙間を極力狭めたいときに有効である。
【0032】
さらに、切断ブレードを交換する手間があるものの、エキスパンド時に発生する素子基板底面でのエキスパンド方向への応力を裏面からのなぞりによる切断によって解放した後で素子基板をダイシングテープから剥がせるので、剥がし時の素子基板同士のぶつかりや少なからず発生するバリを防ぐことができるという効果がある。そして、配列時の素子基板の精度の高い寄せ(配列精度)の実現に必要な切断端面を有する切断精度の良い素子基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法において、その工程の前段を工程順に図示する工程図である。
【図2】本発明の第1の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法において、その工程の後段を工程順に図示する工程図である。
【図3】本発明の第1の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法の主要工程をブロックとして示す流れ図である。
【図4】本発明の第2の実施例に係る液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法において、その工程の後段を工程順に図示する工程図である。
【図5】長尺の液体噴射記録ヘッドの構成を図示する分解斜視図である。
【符号の説明】
1 シリコンウエハ(ウエハ)
2 単位素子(素子基板)
2a 発熱素子
3 (第1の)ダイシングテープ
4 ウエハリング
5、5a (第2の)ダイシングテープ
7、7a 切断ブレード
10 切断ストリート
11、13 切断溝
12、14 切断残部および凹凸TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is a manufacturing method of the liquid body jet recording element substrate head for use in a liquid jet recording method which performs recording on a recording medium such as a recording paper by ejecting droplets of recording liquid such as ink from a fine discharge port And a method for manufacturing a liquid jet head .
[0002]
The liquid jet recording head manufactured according to the present invention is a printer, a copier, and a communication system for performing recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, and ceramics. And an apparatus such as a facsimile having a printer, a word processor having a printer section, and an industrial recording apparatus combined with various processing apparatuses. Here, “recording” in the present invention means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium, but also giving an image having no meaning such as a pattern. Is what it means.
[0003]
[Prior art]
A typical form of a liquid jet recording head used in a liquid jet recording system (inkjet recording system) is a unit element in which a plurality of ejection energy generating elements are formed on a substrate at predetermined intervals, and a unit such as ink. A top plate having a plurality of ejection ports for ejecting the recording liquid and a plurality of grooves serving as flow paths communicating with the respective ejection ports is formed, and the ejection energy generating element and the grooves serving as flow paths are accurately positioned. It is obtained by joining the unit element and the top plate in the state of being combined. The liquid jet recording head performs printing on a recording medium such as recording paper by ejecting recording liquid as droplets from ejection ports by applying ejection energy to recording liquid in a flow path by an ejection energy generating element. It is configured as follows.
[0004]
By the way, recently, in a liquid jet recording head, it is required to achieve both an increase in printing speed and an improvement in image quality. As a liquid ejection recording head that can cope with this, for example, there is a long liquid ejection recording head as shown in FIG. In this kind of long liquid jet recording head, a plurality of unit elements 100 (first substrates) including a plurality of ejection energy generating elements (for example, heating elements) 101 are made of a material such as metal or ceramic. A recording element of a long line head is formed by accurately positioning and arranging the recording element on the
[0005]
In the process of manufacturing this long liquid jet recording head, arranging the unit elements with high precision and as close as possible to each other is an important technology for preventing deterioration in image quality due to streaks at high recording density. In order to obtain such high alignment accuracy, it is required to cut the silicon substrate with high accuracy.
[0006]
With respect to such a demand for cutting accuracy and related improvement in arrangement accuracy, an effective technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-212162 (US Pat. No. 4,851,371). In other words, it is considered that the circuit network is broken due to microscopic damage (microscopic damage such as breakage and cracking) generated on the chip surface generated when cutting the silicon wafer, and cutting along the cutting street between unit elements to be cut. The blade is cut with a high degree of inclination, and a line arrangement is realized at the surface of the cut portion, but separated at the bottom surface, thereby realizing an arrangement structure.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-212162, two cuts for forming a surface having a cut edge inclined in the opposite direction and a process of removing unnecessary portions (cutting or etching) are performed. For this reason, it is required that the arrangement width of the unit elements integrated in the silicon wafer (the distance between the unit elements in the vertical and horizontal directions) be set to some extent. Also, even if this distance can be taken with a narrow width, it is extremely difficult to prevent damage to the chip surface from reaching the circuit pattern unless a thin cutting blade is used. . As described in the above-mentioned publication, cutting with a thin cutting blade has a large variation tolerance in the cutting width, and in order to eliminate this, the resin bonding blade is smoothed considerably (precut, dressing, etc.). There is a need. Therefore, when a large number of unit elements are produced by cutting, it is expected that the time required to process one product will be considerably increased. Further, in order to form a pair of cuts inclined in opposite directions, it is necessary to rotate the heating element wafer by 180 degrees, and this rotation also requires considerably high precision.
[0008]
Accordingly, the present invention, the was made in view of the unresolved problems of the prior art, when cutting the U Fine making individual unit elements (element substrate), unnecessarily high accuracy Moreover damage of the element substrate surface in the cutting portion can also be prevented, and the element the liquid jet recording head element that Ru can obtain a cut end face of the element substrate to improve the sequence accuracy of the substrate without the need for cutting It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a substrate and a method for manufacturing a liquid jet recording head .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object by demanding strict precision and managing a normal cutting blade, the present inventor has added a "blade surface roughness" in addition to a main parameter for determining "bending of a blade" disclosed in the above publication. Focused on "sa", we studied diligently. Regarding the cutting blade, no matter how the thickness of the blade, the amount of exposure, the depth of the cut, the dicing speed, etc. are adjusted, it is not possible to completely eliminate the occurrence of cracks and cracks on the cut cut surface. However, it was found that the finer the roughness of the particles forming the surface of the blade, the better the cutting state and the better the linearity. However, if the surface roughness of the blade is too fine, problems such as the brittleness of the blade and its rapid wear occur. Therefore, it is necessary to specify an appropriate range of the surface roughness. Qualitatively, the condition for obtaining a good cutting state is to cut slowly with a blade having a moderately thick blade and a fine surface roughness. The present inventor has completed the present invention based on such knowledge as a method for solving the above-described problem.
[0010]
A method for manufacturing a liquid jet recording head element substrate of the present invention, an energy generating element manufacturing method of the element substrate for liquid jet recording head provided for generating energy to be utilized for discharging liquid, the wafer A first step of mounting a first dicing tape on the back surface, and after the first step, cutting the wafer from the front side with a cutting blade and cutting the first dicing tape without cutting. a groove is formed, a second step of carving the element substrate, after the second step, a third step of expanding the interval of the element substrate to each other with the first dicing tape, the third step after the fourth step of mounting a second dicing tape on the surface of the element substrate, after the fourth step, from the back side of the element substrate, the first dicing A fifth step of running a cutting blade along the cutting groove written Ri off in the second step through the Gutepu, characterized in that it comprises a.
[0011]
Then, in the manufacturing method of the element substrate for liquid jet recording head of the present invention, after the fifth step, preferably further comprising the step of expanding the interval before Symbol element substrate to each other.
[0012]
In the method of manufacturing an element substrate for a liquid jet recording head according to the present invention, it is preferable that an intrusion amount of the cutting blade in the fifth step is equal to or less than an intrusion amount of the cutting blade in the second step. The cutting speed of the cutting blade in the fifth step is desirably equal to or higher than the cutting speed of the cutting blade in the second step, and the surface roughness of the cutting blade in the fifth step is the second step. It is preferable that the surface roughness is equal to the surface roughness of the cutting blade.
[0013]
[Action]
According to the present invention, after the wafer on which the first dicing tape is mounted on the back surface is cut by the cutting blade, a second dicing tape is further mounted on the surface of the element substrate , and the cutting blade is moved from the back surface to the first dicing tape . dicing through the tape by running as traced along the cutting grooves written Ri off by cleavage from the surface with an appropriate amount of inserted accuracy to rough, without causing chipping and cracking on the element substrate, It is possible to obtain a cut end face necessary for realizing high-precision alignment (alignment accuracy) of the element substrates at the time of arrangement without requiring very high accuracy in terms of position.
[0014]
In this way, at least the minimum necessary cutting accuracy can be achieved simply by adding a rough process (a process of further mounting a dicing tape and tracing and cutting) without having to go through complicated and high-precision processes. since the obtained can be at mass production improve remain walking.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
1 and 2 are process diagrams illustrating a method of manufacturing a liquid jet recording head element substrate according to a first embodiment of the present invention in the order of processes, and FIG. 3 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention. 3 is a flowchart showing, as blocks, main steps of a method of manufacturing the element substrate for a liquid jet recording head. Hereinafter, a method for manufacturing an element substrate for a liquid jet recording head according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0017]
As shown in FIGS. 1A and 1B, a silicon wafer ( wafer ) 1 is desirably a unit element ( element substrate) 2 having a plurality of
[0018]
Thereafter, as shown in FIGS. 2A and 2B , a
[0019]
In this manner, the first cutting is performed by running the cutting blade 7 along the cutting
[0020]
Then, after cutting so as to trace all the cutting
[0021]
The unit elements ( element substrates) 2 manufactured in this manner are arranged on a base plate with good arrangement accuracy to form a long substrate row, similarly to the liquid jet recording head shown in FIG. A long liquid ejecting recording head capable of obtaining a high-definition image is formed by joining a long top plate (second substrate) having a concave portion constituting a discharge port, a liquid flow path, and the like on a substrate row. can do.
[0022]
The cutting blade used in this example has a blade surface roughness indication of 4000 (mesh size) and a blade width of 0.1 mm ± 0.002 mm. (Scribing (line width) crawling path due to cutting) was scarcely present because the cutting blade had a certain thickness. The surface roughness of the blade at the time of cutting from the back surface is desirably equal to the surface roughness of the blade at the time of main cutting from the front surface. The penetration amount of the blade at the time of cutting from the back surface is desirably equal to or less than the penetration amount of the blade at the time of main cutting from the front surface, and specifically, is desirably within the range of 0.1 to 0.3 mm. . Further, the cutting speed of the blade at the time of cutting from the back surface is desirably equal to or higher than the cutting speed of the blade at the time of main cutting from the front surface, specifically, 3 mm / sec or less, particularly 1.5 to 3 mm / sec. Is desirably within the range.
[0023]
As described above, in the present embodiment, after the tape-mounted silicon wafer is cut, the second dicing tape is further mounted on the surface of the element substrate (chip), and the second dicing tape is inverted and fixed again to the dicer. By moving the cutting blade roughly along the cutting street on the front surface with an appropriate amount of intrusion from the back side in terms of accuracy, realization of high-precision alignment (array accuracy) of the element substrate at the time of arrangement The required cut end surface can be obtained without inclining the side surface of the element substrate . In the above-described prior art, since the second cutting from the chip surface is performed after the wafer is rotated by 180 degrees, it is necessary to rotate the wafer with considerable accuracy so as not to damage the circuit pattern. In addition, since it is a tracing through a mounting tape, it does not break or break, does not require high positional accuracy, and maintains the cutting end surface condition at the level required by post-process alignment accuracy. Obtainable.
[0024]
Next, a method for manufacturing a liquid jet recording head element substrate according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0025]
Also in this embodiment, the processes up to the cutting from the front side of the silicon wafer are performed in the same manner as in the first embodiment. That is, as shown in FIGS. 1A to 1D , a
[0026]
Thereafter, as shown in FIG. 4A, the
[0027]
Then, after cutting so as to trace all the cutting
[0028]
The cutting blade used for cutting from the back surface in the present embodiment has a blade surface roughness indication of 4000 (mesh size) and a blade width of 1 mm ± 0.002 mm. There was almost no blade on the cutting street due to the considerable thickness of the blade. Also in this embodiment, it is desirable that the surface roughness of the blade when cutting from the back surface is equal to the surface roughness of the blade when cutting from the front surface. The penetration amount of the blade at the time of cutting from the back surface is desirably equal to or less than the penetration amount of the blade at the time of main cutting from the front surface, and specifically, is desirably within the range of 0.1 to 0.3 mm. . Further, the cutting speed of the blade at the time of cutting from the back surface is desirably equal to or higher than the cutting speed of the blade at the time of main cutting from the front surface, specifically, 3 mm / sec or less, particularly 1.5 to 3 mm / sec. Is desirably within the range.
[0029]
As described above, in this embodiment, after the tape-mounted silicon wafer is cut and the tape is expanded (expanded), the second dicing tape is mounted on the surface of the unit element and corresponds to the expanded width. The cutting blade is run with a rough penetration amount so as to trace along the cutting street on the front surface from the back surface with the cutting blade. Although there is a time to replace the cutting blade, the chip can be peeled off from the dicing tape after releasing the stress in the expanding direction at the bottom surface of the unit element (chip) generated during expansion by tracing from the back side. It is possible to prevent the chips from colliding with each other and to prevent the occurrence of burrs. Further, it is possible to obtain a unit element having a high cutting accuracy and having a cutting end surface necessary for realizing high-accuracy alignment (alignment accuracy) of the unit elements at the time of arrangement.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as well the prevention of damage to the device substrate (chip) surface of the cut portion was likely to occur when cutting the U Movement in the manufacturing process of the long liquid jet recording head, complex It is possible to obtain at least the minimum required cutting accuracy by simply adding a rough process (a process of further mounting a dicing tape and tracing and cutting) without having to go through a process that requires high precision. Thus, the yield during mass production can be improved.
[0031]
In addition, in the manufacturing process of a long-array liquid jet recording head, which requires a particularly high-density array, a certain degree of thickness is required when a clear cut surface without cutting or cracking of the element substrate is desired. When a cutting blade having a cutting blade is used, repulsive stress is exerted from an object to be cut, the wear rate of the cutting blade is increased, and the frequency of occurrence of cutting remaining near the bottom surface of the element substrate is increased. The cutting residue near the bottom of the element substrate can be completely cut off, and the arrangement accuracy can be improved. This is effective when the gap between the arranged chips ( element substrates) is to be reduced as much as possible.
[0032]
In addition, although there is time to replace the cutting blade, the device substrate can be peeled off from the dicing tape after the stress in the expanding direction at the bottom surface of the device substrate generated during expansion is released by tracing from the back surface, so that the device substrate can be peeled off from the dicing tape. This has the effect of preventing collision between the element substrates and burrs generated to a considerable extent. In addition, it is possible to obtain an element substrate with a high cutting accuracy having a cut end surface necessary for realizing high-precision alignment (alignment accuracy) of the element substrates at the time of arrangement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a first stage of the steps in a method of manufacturing a liquid jet recording head element substrate according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 2 is a process diagram illustrating a subsequent stage of the process in the method of manufacturing the element substrate for a liquid jet recording head according to the first embodiment of the present invention in the order of processes.
FIG. 3 is a flowchart showing, as blocks, main steps of a method of manufacturing an element substrate for a liquid jet recording head according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process diagram illustrating a subsequent stage of the steps in a method of manufacturing a liquid jet recording head element substrate according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating the configuration of a long liquid jet recording head.
[Explanation of symbols]
1 silicon wafer ( wafer )
2 Unit element ( element substrate)
2a Heating element 3 (first) dicing
Claims (6)
ウエハの裏面に第1のダイシングテープをマウントする第1工程と、
前記第1工程の後、切断ブレードで前記ウエハを表面側から切断するとともに前記第1のダイシングテープを切断することなく切り込むようにして切断溝を形成し、前記素子基板を切り分ける第2工程と、
前記第2工程の後、前記第1のダイシングテープを用いて前記素子基板同士の間隔を拡張する第3工程と、
前記第3工程の後、前記素子基板の表面に第2のダイシングテープをマウントする第4工程と、
前記第4工程の後、前記素子基板の裏面側から、前記第1のダイシングテープを介して前記第2工程で切り込まれた前記切断溝に沿って切断ブレードを走らせる第5工程と、
を含むことを特徴とする液体噴射記録ヘッド用素子基板の製造方法。 A method for manufacturing an element substrate for a liquid jet recording head provided with an energy generating element for generating energy used for discharging a liquid ,
A first step of mounting a first dicing tape on the back surface of the wafer ;
After the first step, a second step of cutting the wafer with a cutting blade from the front side and forming a cutting groove so as to cut the first dicing tape without cutting, and cutting the element substrate,
After the second step, a third step of extending the distance between the element substrates using the first dicing tape;
A fourth step of mounting a second dicing tape on the surface of the element substrate after the third step;
After the fourth step, from the back side of the element substrate, and a fifth step of running cutting blade along the Switching Operation written the cutting groove was in the second step through said first dicing tape,
A method for manufacturing an element substrate for a liquid jet recording head , comprising :
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