説明

塗膜形成方法および圧電素子の製造方法

【課題】本発明の目的は、被塗布物の角部に膜厚の厚い塗膜を形成することができるとともに、被塗布物の側面に簡単に塗膜を形成することができる塗膜形成方法、およびこの塗膜形成方法を用いることにより、信頼性の高い圧電素子を簡単に製造することのできる圧電素子の製造方法を提供すること
【解決手段】上面27、側面28および角部Aを有する圧電素子片2にレジスト液を塗布してレジスト膜(塗膜)を形成する塗膜形成方法であって、角部Aに角部用レジスト液Qを塗布し、角部レジスト膜L1を形成する角部レジスト膜形成工程と、側面28に側面用レジスト液Rを塗布し、側面レジスト膜L2を形成する側面塗膜形成工程とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗膜形成方法および圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、水晶等の圧電体材料で構成された圧電基板の表面に電極を形成する方法として次のような方法が知られている。すなわち、まず、圧電基板上に電極を形成するための金属膜をスパッタリング法により形成する。次いで、金属膜上にレジスト(フォトレジスト)を塗布し、電極の形状にパターニング(露光・現像)することによりレジストマスクを形成する。そして、レジストマスクを介して金属膜をエッチングした後、レジストマスクを除去することにより圧電基板上に電極を形成する。
【0003】
また、金属膜上にレジストを塗布する方法(塗膜を形成する方法)として、スプレーコート法や(特許文献1参照)、ディッピング法などが知られている。これらのうち、スプレーコート法は、ミスト状にしたレジストを気流に乗せて圧電基板に吹き付けることにより金属膜の表面にレジストを塗布する方法である。一方のディッピング法は、容器に満たされたレジスト液中に圧電基板を浸漬させることにより、金属膜の表面にレジストを塗布する方法である。
【0004】
しかしながら、このようなスプレーコート法およびディッピング法では、ともに、金属膜上に塗布されたレジストに、その表面積が最も小さくなるような力(表面張力)が働く。そのため、塗布されたレジストを乾燥して形成したレジスト膜では、圧電基板の角部に対応する部分の膜厚が、レジストマスクとしての機能を発揮するには薄くなり過ぎる。その結果、レジストマスクを介して金属膜をエッチングする際に、圧電基板の角部に対応する部分(すなわち、レジストマスクが薄い部分)にて、不本意な金属膜の除去が行われ、短絡や断線が発生するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2004−87934号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、被塗布物の角部に膜厚の厚い塗膜を形成することができるとともに、被塗布物の側面に簡単に塗膜を形成することができる塗膜形成方法、およびこの塗膜形成方法を用いることにより、信頼性の高い圧電素子を簡単に製造することのできる圧電素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の塗膜形成方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する被塗布物に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
前記角部に角部用液滴を塗布し、角部塗付膜を形成する角部塗膜形成工程と、
前記側面に側面用液滴を塗布し、側面塗膜を形成する側面塗膜形成工程とを有し、
前記角部塗膜形成工程は、前記角部用液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部用液滴を前記角部に着弾させ乾燥することにより前記角部塗膜を形成し、
前記側面塗膜形成工程は、前記側面用液滴を前記上面の法線方向から前記角部塗膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、角部塗膜に着弾した前記側面用液滴を前記側面に流化させた後に乾燥することにより前記側面塗膜を形成するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、被塗布物の角部に膜厚の厚い塗膜を形成することができる。また、液滴の吐出方向を一定(上面の法線方向)に保ったままで、法線方向の異なる全ての側面に対して液滴を塗布することができるため、側面に簡単に塗膜を形成することができ、液滴塗布の簡易化を図ることができる。
【0008】
本発明の塗付膜形成方法では、前記角部塗膜形成工程は、第1の角部用液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記第1の角部用液滴を前記角部に着弾させる第1の工程と、前記第1の角部用液滴が乾燥した後に、前記第1の角部用液滴の前記被塗布物の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第2の角部用液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに前記被塗布物への着弾状態にて前記第1の角部用液滴と重なるように前記ノズルから吐出し、前記第2の角部用液滴を前記角部に着弾させる第2の工程とを有することが好ましい。
これにより、角部塗膜の膜厚を、より厚くすることができる。
【0009】
本発明の塗膜形成方法では、前記角部塗膜形成工程において、前記第1の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第1の角部用液滴の中心が通過し、前記第2の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第2の角部用液滴の中心が通過することが好ましい。
これにより、第1の角部用液滴が、角部付近に、角部を包み込むとともに上面および側面に跨がるように塗布される。そのため、より確実に、角部に第1の角部用液滴を塗布することができる。また、ノズルの位置が所定位置から若干ずれたり、第1の角部用液滴の吐出方向が上面の法線方向から若干ずれたりしても、そのずれを許容し、第1の角部用液滴を角部に着弾させることができる。第2の角部用液滴についても同様の効果が得られる。
【0010】
本発明の塗膜形成方法では、前記角部塗膜形成工程において、前記第1の工程では、複数の前記第1の角部用液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出し、前記第2の工程では、複数の前記第2の角部用液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出することが好ましい。
これにより、角部塗膜形成工程および側面塗膜形成工程の処理時間を短くすることができる。
【0011】
本発明の塗付膜形成方法では、前記側面塗膜形成工程は、複数の第1の側面用液滴を前記上面の法線方向から前記角部塗膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部塗膜に着弾した前記複数の第1の側面用液滴を前記角部塗膜上で一体化させて前記側面に流化させる第1の工程と、前記第1の角部用液滴の前記被塗布物の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、複数の第2の側面用液滴を前記上面の法線方向から前記角部塗膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部塗膜に着弾した前記複数の第2の側面用液滴を前記角部塗膜上で一体化させて前記側面に流化させる第2の工程とを有することが好ましい。
【0012】
これにより、角部レジスト膜上で一体化した液滴の容量を、側面の被塗布物厚さ方向の全域に濡れ広がるのに十分なものとすることができる。また、第1の工程に対して、第2の工程を角部の延在方向にずらして行うことにより、側面の角部延在方向全域に側面塗膜を形成することができる。その結果、側面の全域に、比較的膜厚の厚い側面塗膜を形成することができる。
【0013】
本発明の塗付膜形成方法では、前記側面塗膜形成工程において、前記第1の工程では、前記複数の第1の側面用液滴の中心が同一線分上を通過し、前記第2の工程では、前記複数の第2の側面用液滴の中心が同一線分上を通過することが好ましい。
これにより、第1の工程では、角部塗膜上にて、第1の側面用液滴を確実に一体化させることができ、第2の工程でも、角部塗膜上にて、第2の側面用液滴を確実に一体化させることができる。
【0014】
本発明の塗付膜形成方法では、前記側面塗膜形成工程において、前記第1の工程により前記側面に塗布された複数の第1の側面用液滴と、前記第2の工程により前記側面に塗布された複数の第2の側面用液滴とが、重なり合う領域を有していることが好ましい。
これにより、側面レジスト膜の膜厚をより厚くすることができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記角部用液滴および前記側面用液滴の径は、それぞれ、10μm〜30μmであることが好ましい。
角部用液滴の直径をこのような大きさとすることにより、角部用液滴を角部に着弾させやすくなるとともに、角部液滴を角部に留めておくことが容易となる(すなわち、自重で角部用液滴が側面を流下するのを防止または抑制することができる。また、側面用液滴の直径をこのような大きさとすることにより、より確実に、角部塗膜上にて、複数の側壁用液滴を一体化させることとができるとともに、比較的少ない液滴数で、一体化した液滴の容積を、側面の被塗布物厚さ方向全域に濡れ広がるのに十分な容積とすることができる。
【0015】
本発明の塗付膜形成方法では、前記側面用液滴の粘度は、前記角部用液滴の粘度よりも低いことが好ましい。
これにより、角部用液滴については、角部に留まり易くなり、側面用液滴については、側面を流下し易くなる。すなわち、角部用液滴は、角部塗膜形成工程に適した液滴となり、側面用液滴は、側面塗膜形成工程に適した液滴となる。
【0016】
本発明の塗膜形成方法では、前記角部用液滴の粘度は、1cP〜20cPであり、前記側面用液滴の粘度は、1cP〜20cPであることが好ましい。
これにより、複数の側面用液滴が一体化した液滴が側面を流下し易くなるとともに、その液滴が、側面を流下し過ぎることを防止することができる。そのため、側面に、比較的膜厚が厚く、かつ膜厚が均一な塗膜を形成することができる。
【0017】
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴は、レジスト液であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。
【0018】
本発明の圧電素子の製造方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程は、前記角部に角部用レジスト液を塗布し、角部レジスト膜を形成する角部レジスト膜形成工程と、前記側面に側面用レジスト液を塗布し、側面レジスト膜を形成する側面レジスト膜形成工程とを有し、前記角部レジスト膜および前記側面レジスト膜に露光、現像を行うことにより前記レジストマスクを形成するよう構成され、
前記角部レジスト膜形成工程は、前記角部用レジスト液を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部用レジスト液を前記角部に着弾させ乾燥することにより前記角部レジスト膜を形成し、
前記側面レジスト膜形成工程は、前記側面レジスト液を前記上面の法線方向から前記角部レジスト膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部レジスト膜に着弾した前記側面用レジスト液を前記側面に流化させた後に乾燥することにより前記側面レジスト膜を形成することを特徴とする。
【0019】
これにより、圧電素子片の表面に形成された金属膜上に形成されたレジスト膜の、圧電素子片の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる。そのため、このようなレジスト膜をパターニングして形成されたレジストマスクを介して金属膜をエッチングすることにより、圧電素子片の角部付近における、不本意な、金属膜の除去を防止することができる。これにより、断線や短絡を防止することができ、信頼性の高い圧電素子を製造することができる。
また、このような側面レジスト膜形成工程によれば、角部レジスト膜形成工程でのノズルの姿勢を保ったままで、側面に側面レジスト膜を形成することができるため、角部レジスト膜形成工程から側面レジスト膜形成工程への移行がスムーズとなり、かつ、側面レジスト膜の形成が容易となる。
【0020】
本発明の圧電素子の製造方法は、前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しないことが好ましい。
これにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部にレジスト液を塗布しないため、又部に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子の製造工程を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図である。
【図2】図1に示す圧電素子の断面図(A−A線断面図)である。
【図3】本発明の圧電素子の製造方法の第1実施形態を示す断面図である。
【図4】本発明の圧電素子の製造方法の第1実施形態を示す断面図である。
【図5】本発明の圧電素子の製造方法の第1実施形態を示す断面図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図である。
【図8】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図である。
【図9】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図10】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図11】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図12】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図13】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図14】本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図である。
【図15】本発明の第2実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図16】本発明の第2実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図17】本発明の第2実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図18】本発明の第2実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図19】本発明の第2実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図20】本発明の第2実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図21】本発明の第3実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【図22】本発明の第3実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の塗膜形成方法を備えた圧電素子の製造方法(本願発明の圧電素子の製造方法)の第1実施形態について説明する。
【0023】
図1は、本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図、図2は、図1に示す圧電素子の断面図(A−A線断面図)、図3ないし図5は、それぞれ、本発明の圧電素子の製造方法の第1実施形態を示す断面図、図6ないし図8は、それぞれ、本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図、図9〜図13は、それぞれ、本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図、図14は、本発明の第1実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1〜図14の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、以下では、図1に示すように、互いに直交する3つの軸をx軸、y軸およびz軸とし、圧電素子片2の上面に平行な平面をxy平面とする。
【0024】
図1に示す圧電素子(振動子)1は、圧電素子片(振動片)2と、圧電素子片2上に形成された電極3とで構成されている。
圧電素子片2は、音叉型の平面視形状を有する薄板である。すなわち、圧電素子片2は、上面と、下面と、側面と、上面および側面が交差する上側角部と、下面および側面が交差する下側角部とを有している。
【0025】
具体的には、圧電素子片2は、基部21と、基部21から突出し同一方向に延在する一対の腕部22、23を有している。また、図2に示すように、腕部22には、上面に開放する上側凹部221と、下面に開放する下側凹部222とが形成されている。同様に、腕部23にも、上面に開放する上側凹部231と、下面に開放する下側凹部232とが形成されている。これら凹部221〜232は、それぞれ、腕部22、23の延在方向に沿って延在している。また、凹部221〜232は、互いにほぼ等しい形状(長さ、幅、深さ、開口形状、横断面形状、縦断面形状等)を有している。
このような圧電素子片2の構成材料としては、例えば、水晶、酸化亜鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム等が挙げられ、これらの中でも水晶を用いることにより、振動特性および温度特性等の優れる圧電素子1が得られる。
【0026】
図1に示すように、電極3は、互いに絶縁された第1の電極31および第2の電極32を有している。第1の電極31は、基部21の上面に形成された端子311と、腕部22の側面にその側面を囲むように形成された側面電極312と、腕部23の上側凹部231に形成された上側凹部電極313と、腕部23の下側凹部232に形成された下側凹部電極314とを有している。側面電極312は、基部21の側面に形成された配線を介して端子311に接続されており、上側凹部電極313は、基部21の上面に形成された配線を介して側面電極312に接続されており、下側凹部電極314は、基部21の下面に形成された配線を介して側面電極312に接続されている。
【0027】
このような第1の電極31とは対称的に、第2の電極32は、基部21の上面に形成された端子321と、腕部23の側面にその側面を囲むように形成された側面電極322と、腕部22の上側凹部221に設けられた上側凹部電極323と、腕部22の下側凹部222に設けられた下側凹部電極324とを有している。また、側面電極322、上側凹部電極323および下側凹部電極324は、それぞれ、配線を介して端子321に接続されている。
このような構成の圧電素子1は、例えば、基部21を固定した状態にて、第1の電極31および第2の電極32にそれぞれ交流電圧を印加することにより、腕部22、23を所定の周波数で振動させたり、反対に、腕部22、23の振動により発生する起電力を第1の電極31および第2の電極32により検知したりするのに使用する。
【0028】
次いで、圧電素子1の製造方法(本発明の圧電素子の製造方法)について図3ないし図5に基づいて説明する。なお、図3〜図5は、それぞれ、図1のA−A線断面図を示している。
圧電素子1の製造方法は、圧電素子片(被塗布物)2を用意する圧電素子片用意工程と、圧電素子片2の表面に電極3を形成するための金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、レジストマスクを用いて金属膜をパターニングし、電極3を形成する電極形成工程とを有している。以下、これら各工程について詳細に説明する。
【0029】
[圧電素子片用意工程]
まず、図3(a)に示すように、ソーワイヤー等により切り出した後、研磨加工および洗浄を行った薄板状(例えば、厚さが50μm〜200μm程度)の水晶ウエハ100を用意し、この水晶ウエハ100の上面に、クロム層Crおよび金層Auをこの順で例えばスパッタ法により形成する。次いで、金層Au表面にレジストを塗布した後、このレジストを音叉形状のパターンに露光・現像し、音叉形状のレジストマスクM1を形成する。
【0030】
次いで、図3(b)に示すように、レジストマスクM1を介して金層Auおよびクロム層Crをエッチング(ウェットエッチング、ドライエッチング等の各種エッチング。以下同様である)し、これら層をレジストマスクM1同様、音叉形状にパターニングする。次いで、図3(c)に示すように、金層Auおよびクロム層Crをマスクとして、水晶ウエハ100をエッチングする。これにより、音叉型の平面視形状を有する、すなわち基部21および一対の腕部22、23を有する水晶ウエハ100が得られる。
【0031】
次いで、図3(d)に示すように、レジストマスクM1を除去した後、再度、金層Auの表面にレジストを塗布し、このレジストを上側凹部221、231の開口パターンに露光・現像し、上側凹部221、231の形状に対応するレジストマスクM2を形成する。次いで、図4(a)に示すように、レジストマスクM2を介して金層Auおよびクロム層Crをエッチングし、さらに、金層Auおよびクロム層Crをマスクとして、水晶ウエハ100をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ100の上面に開放する上側凹部221、231が形成される。
【0032】
次いで、図4(b)に示すように、上側凹部221、231の形成と同様の方法で、下側凹部222、232を形成する。すなわち、水晶ウエハ100の下面にクロム層Crおよび金層Auを形成した後、金層Auの表面に下側凹部222、232に対応するパターンを有するレジストマスクを形成し、そのレジストマスクを介して水晶ウエハ100をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ100の下面に開放する下側凹部222、232が形成される。なお、下側凹部222、232の形成は、上側凹部221、231の形成と同時に行ってもよいし、上側凹部221、231の形成に先立って行ってもよい。
次いで、図4(c)に示すように、水晶ウエハ100上に形成された全ての膜(レジストマスクM2、クロム層Crおよび金層Au)を除去する。以上の工程により、基部21、腕部22、23、上側凹部221、231および下側凹部222、232を有する圧電素子片2が得られる。
【0033】
[金属膜形成工程]
図5(a)に示すように、圧電素子片2の表面(上面、下面および側面)に、電極3(第1の電極31および第2の電極32)を形成するためのクロム層Crおよび金層Auをスパッタ法により形成する。
[レジストマスク形成工程]
図5(b)に示すように、後述する方法(本発明の塗付膜形成方法)により、金層Auの表面にレジスト液を塗布し、これを乾燥することによりレジスト膜を形成する。その後、このレジスト膜を第1電極31および第2電極32のパターン形状に露光・現像することにより、第1の電極31および第2の電極32の外形パターンを有するレジストマスクM3を形成する。
【0034】
なお、図5(b)に示すように、本工程では、腕部22、23のつけ根部分に挟まれた又部24にはレジスト液を塗布しない。ここで、図1に示すように、圧電素子1では、第1の電極31の側面電極312と第2の電極32の側面電極322とを絶縁(分離)するために、又部24には電極が形成されていない。すなわち、前述の金属膜形成工程にて又部24に形成されたクロム層Crおよび金層Auを除去する必要がある。そのため、クロム層Crおよび金層Auを除去する必要がある又部24へのレジスト液の塗布を省略することにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部24にレジスト液を塗布しないのであるから、又部24に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子1の製造工程を簡易化することができる。
【0035】
[電極形成工程]
図5(c)に示すように、レジストマスクM3を介して金層Auおよびクロム層Crをエッチングし、これら層を第1、第2の電極31、32の形状にパターニングする。エッチング終了後、レジストマスクM3を除去する。これにより、クロム層Crと金層Auが積層して構成された第1の電極31および第2の電極32が得られる。なお、第1の電極31と第2の電極32との短絡を防止するために、第1の電極31および第2の電極32を覆うように圧電素子片2の表面に表面保護膜を形成してもよい。
【0036】
以上の工程により、圧電素子1が製造される。
なお、このようにして圧電素子1を製造した後、圧電素子1の周波数調整を行ってもよい。この調整方法としては、例えば、金属膜形成工程にて圧電素子片2の表面に形成したクロム層Crおよび金層Auを用いて、腕部22、23の先端部分(第1、第2の電極31、32のパターン形状に重ならない領域)に形成した錘部材を、レーザートリミングにより除去して、腕部22、23の質量を減少させることにより(質量削減方式により)、圧電素子1の周波数調整を行う方法が挙げられる。
【0037】
次いで、前述したレジストマスク形成工程における、金層Au表面へのレジストの塗布方法(本発明の塗膜形成方法)を図6ないし図14に基づいて詳細に説明する。なお、図6〜図8では、説明の便宜上、クロム層Crおよび金層Auの積層構造を、単に一層構造の「電極膜4」として図示する。また、以下では、説明の便宜上、圧電素子片2の表面に電極膜4が形成されているものを単に「圧電素子片2」とも言う。
【0038】
[レジスト液の塗布方法(レジスト膜の形成方法)]
圧電素子片2表面へのレジストの塗布は、吐出法を用いて、インクジェットヘッド500からレジスト液(液滴)P、Q、Rを吐出し、圧電素子片2表面に着弾させることにより行われる。
インクジェットヘッド500としては、インクジェットプリンター等で使用されるものとほぼ同様の構成のものを用いることができる。インクジェットヘッド500の構成について簡単に説明すれば、インクジェットヘッド500は、例えば、複数のノズル孔(例えば、2列50行)が形成されたノズルプレートと、各ノズル孔に1対1の関係で連通する複数のインク室と、各インク室を収縮・膨張させる複数のピエゾ素子とを有しており、ピエゾ素子の駆動によりインク室が収縮・膨張すると、その内容量の変化に基づいて、そのインク室に充填されたレジスト液(角部用レジスト液Q、側面用レジスト液Rおよびレジスト液P)がノズル孔から液滴として前記ノズルプレートの法線方向へ吐出するように構成されている。
【0039】
まず、圧電素子片2を上側凹部221、231が開放する側の面(以下「第1面27」とも言う)が上側に位置するように、図示しない載置台に載置する。この図示しない載置台は、例えばヒーター等の加熱手段を備えており、載置された圧電素子片2を加熱することが可能である。
このような載置台によって圧電素子片2を加熱しながら(所定温度に保ちながら)レジスト液を圧電素子片2表面に着弾させることにより、圧電素子片2に着弾したレジスト液を迅速に乾燥することができる。また、例えば、圧電素子片2の温度を適宜調節することにより、レジスト液が圧電素子片2に着弾してから乾燥するまでの時間を制御することもできる。
次いで、圧電素子1の第1面27(上面)とインクジェットヘッド500とを対向させるとともに、インクジェットヘッド500の姿勢を、ノズルプレートと第1面27とが略平行となるように設定する。これにより、インクジェットヘッド500から吐出されるレジスト液の吐出方向が、第1面27の法線方向、すなわちz軸方向と一致する。
【0040】
このときのインクジェットヘッド500のノズルプレート(ノズル孔)と第1面27との離間距離は、特に限定されないが、0.5mm〜2mm程度であるのが好ましい。このような範囲とすることにより、インクジェットヘッド500と圧電素子片2との接触を防止しつつ、ノズル孔から吐出したレジスト液を第1面27や後述する角部Aの所望位置に高精度に着弾させることができる。
なお、角部用レジスト液Q、側面用レジスト液Rおよびレジスト液Pを、互いに同じレジスト液としてもよいし、これらのうち2つを同じレジスト液とし残りの1つを異なるレジスト液としてもよし、互いに異なるレジスト液としてもよい。
【0041】
[角部レジスト膜形成工程]
次いで、第1面27と側面28が交差して形成された角部Aに、角部用レジスト液Qを着弾させ、角部Aに、角部レジスト膜L1を形成する。なお、本実施形態では、ノズル孔501から吐出される複数の角部用レジスト液Qの径は、それぞれ、ほぼ等しく設定されている。
【0042】
[第1の工程]
まず、図6(a)に示すように、インクジェットヘッド500を、所定のノズル孔501が角部A上(直上)にくるように位置させる。次いで、ノズル孔501から第1の角部用レジスト液Q1をz軸方向(圧電素子片2の上面の法線方向)に吐出する。吐出された第1の角部用レジスト液Q1は、その中心O1が角部Aからz軸方向に引いた線分S1上を通過して角部Aに着弾する。
【0043】
図6(b)に示すように、角部Aに着弾した第1の角部用レジスト液Q1は、角部A付近に留まる。そして、図6(c)に示すように、第1の角部用レジスト液Q1を乾燥することにより、角部Aに第1の角部レジスト膜片L11を形成する。
ここで、第1の角部用レジスト液Q1の中心が通過する線分S1の位置は、第1の角部用レジスト液Q1を角部Aに着弾させることができれば特に限定されないが、上述のように、角部Aからz軸方向に引いた線分と一致する位置であるのが好ましい。これにより、第1の角部用レジスト液Q1が、角部A付近に、角部Aを包み込むとともに第1面27および側面28に跨がるように塗布される。そのため、角部Aに、より確実に第1の角部レジスト膜片L11を形成することができる。また、ノズル孔501の位置が所定位置から若干ずれたり、第1の角部用レジスト液Q1の吐出方向がz軸方向から若干ずれたりしても、そのずれを許容し、第1の角部用レジスト液Q1を角部Aに着弾させることができる。後述する第2の角部用レジスト液Q2〜第nの角部用レジスト液Qnについても同様である。
【0044】
[第2の工程]
次いで、図7(a)に示すように、インクジェットヘッド500(ノズル孔501)をy軸方向(角部Aの延在方向)に所定距離d1ずらし、ノズル孔501から第2の角部用レジスト液Q2をz軸方向に吐出する。吐出された第2の角部用レジスト液Q2は、圧電素子片2への着弾状態にて、第1の角部レジスト膜片L11と重なり合う部分を有するように、その中心が線分S2上を通過して角部Aに着弾する。線分S2は、線分S1に対してy軸方向に所定距離d1ずれている。
【0045】
図7(b)に示すように、角部Aに着弾した第2の角部用レジスト液Q2は、角部A付近に留まる。そして、図7(c)に示すように、第2の角部用レジスト液Q2を乾燥することにより、角部Aに、第2の角部レジスト膜片L12を形成する。図7(c)に示すように、第2の角部レジスト膜片L12は、第1の角部レジスト膜片L11と重なり合う領域を有している。
【0046】
[第3の工程]
次いで、図8(a)に示すように、インクジェットヘッド500をy軸方向に所定距離d1ずらし、ノズル孔501から第3の角部用レジスト液Q3をz軸方向に吐出する。吐出された第3の角部用レジスト液Q3は、圧電素子片2への着弾状態にて、第2の角部レジスト膜片L12と重なり合う部分を有するように、その中心が線分S3上を通過して角部Aに着弾する。線分S3は、線分S2に対してy軸方向に所定距離d1ずれている。
【0047】
図8(b)に示すように、角部Aに着弾した第3の角部用レジスト液Q3は、角部A付近に留まる。そして、図8(c)に示すように、第3の角部用レジスト液Q3を乾燥することにより、角部Aに、第3の角部レジスト膜片L13を形成する。図8(c)に示すように、第3の角部レジスト膜片L13は、第2の角部レジスト膜片L12と重なり合う領域を有している。
【0048】
[第4の工程〜第nの工程]
上述したような、角部Aへの第1の角部レジスト膜片L11〜第3の角部レジスト膜片L13の形成方法と同様にして、角部Aに、第4の角部レジスト膜片L14〜第nの角部レジスト膜片L1nを形成する。これにより、図9に示すように、角部Aの全域に形成された角部レジスト膜L1(第1の角部レジスト膜片L11〜第nの角部レジスト膜片L1nの集合体)が得られる。
このような角部Aへの角部レジスト膜L1の形成と同様に、その他の角部(第1面27と側面とが交差して形成された角部であって、又部24に対応する部分は除く)にも、角部レジスト膜を形成する。以上により、角部レジスト膜形成工程が終了する。
【0049】
このような角部レジスト膜形成工程によれば、角部Aに留まった角部用レジスト液Qを乾燥することにより、角部レジスト膜L1を形成するため、角部レジスト膜L1の膜厚を比較的厚くすることができる。すなわち、角部レジスト膜L1の膜厚が、レジストマスクM3としての機能を発揮するのに十分な膜厚となる。そのため、前述の電極形成工程にて、レジストマスクM3を介して電極膜4をエッチングする際に、角部A付近にて、不本意に、電極膜4が除去されるのを防止することができる。その結果、電極3の断線、短絡等が防止され、信頼性の高い圧電素子1を製造することができる。
また、圧電素子片2に対するインクジェットヘッド500の姿勢を一定に保ったまま(すなわち、角部用レジスト液Qの吐出方向をz軸方向に保ったまま)、延在方向の異なる全ての角部に角部用レジスト液Qを塗布することができるため、レジストマスク形成工程の簡易化を図ることもできる。
【0050】
特に、本実形態では、y軸方向に隣り合う角部レジスト膜片(例えば第1、第2の角部レジスト膜片L11、L12)を、互いに重なり合うように形成するため、角部レジスト膜L1を、複数の角部レジスト膜片が重なり合った(積層された)構成とすることができる。そのため、角部レジスト膜L1の膜厚をより厚くすることができる。
このような理由から、ノズル孔501からの吐出位置がy軸方向に隣り合う一対の角部用レジスト液Qの中心間距離(すなわち、前述した所定距離d1)としては、これら一対の角部用レジスト液Qが圧電素子片2への着弾状態で、重なり合うことができる距離であるのが好ましい。
【0051】
また、このような距離のうちでも、所定距離d1としては、角部用レジスト液Qの着弾半径(インク滴が圧電素子上面に当たって広がった状態での半径)より小さい距離であるのが好ましい。これにより、より確実に、重なり領域を形成することができ、角部レジスト膜L1の膜厚が、レジストマスクM3として機能させるのに十分な厚さとなる。これに対して、所定距離d1が、角部用レジスト液Qの着弾半径より大きい場合には、角部用レジスト液Qの径や粘度等にもよるが、重なり領域が小さくなり過ぎたり、形成されなかったりし、角部レジスト膜L1の膜厚が薄くなり過ぎる場合がある。
【0052】
また、角部用レジスト液Qの直径としては、特に限定されないが、10μm〜30μm程度であるのが好ましい。角部用レジスト液Qの直径をこのような大きさとすることにより、角部用レジスト液Qを角部Aに着弾させやすくなるとともに、角部用レジスト液Qを角部Aに留めておくことが容易となる(すなわち、自重で角部用レジスト液Qが側面28を流下するのを防止または抑制することができる)。
また、角部用レジスト液Qの粘度としては、特に限定されないが、1cP〜20cP(0.001Pa・s〜0.02Pa・s)程度であるのが好ましい。これにより、より確実に、角部用レジスト液Qを角部Aに留めておくことができる。
【0053】
[側面レジスト膜形成工程]
次いで、圧電素子片2の側面28に側面用レジスト液Rを塗布し、これを乾燥することにより、側面28に、側面レジスト膜L2を形成する。以下、この側面レジスト膜形成工程について詳述する。なお、本実施形態では、ノズル孔501から吐出される複数の側面用レジスト液Rの径は、それぞれ、ほぼ等しく設定されている。また、図10〜図13では、説明の便宜上、角部レジスト膜L1の図示を簡略化している。
【0054】
[第1の工程]
まず、インクジェットヘッド500を、ノズル孔501が角部A(角部レジスト膜L1)の上方にくるように位置させる。次いで、図10(a)に示すように、ノズル孔501から、複数の第1の側面用レジスト液R11、R12をz軸方向に連続して吐出する。吐出された第1の側面用レジスト液R11、R12は、ともに、その中心が同一線分T1上を通過して角部レジスト膜L1に着弾する。
なお、前記「連続」とは、第1の側面用レジスト液R11が圧電素子片2(角部レジスト膜L1)に着弾してから乾燥する前に、第1の側面用レジスト液R12を、第1の側面用レジスト液R12と重なるように圧電素子片2に着弾させることを意味する。
【0055】
図10(b)に示すように、角部レジスト膜L1に着弾した第1の側面用レジスト液R11、R12は、角部レジスト膜L1上で一体化し、側面28に濡れ広がるのに十分な容積を有する1滴の側面用レジスト液集合体R1となって側面28を流下する。なお、側面用レジスト液集合体R1の容積としては、側面用レジスト液集合体R1の粘度や、圧電素子片2の厚さ(側面28のz軸方向での長さ)によっても異なるが、5pl〜100pl程度であるのが好ましい。
【0056】
図10(c)に示すように、側面用レジスト液集合体R1が側面28を流下することにより、側面28の厚さ方向の全域に側面用レジスト液集合体R1が塗布され、この側面用レジスト液集合体R1を乾燥することにより、側面28に、第1の側面レジスト膜片L21を形成する。
このような第1の工程では、側面用レジスト液集合体R1を側面28に流化させることにより、側面28に側面用レジスト液集合体R1を塗布する。そのため、側面28に塗布された側面用レジスト液集合体R1は、その膜厚が比較的厚くなり、かつ均一となる。
【0057】
また、第1の工程では、側面用レジスト液集合体R1を、複数の第1の側面用レジスト液R11、R12を角部レジスト膜L1上で一体化することにより形成する。そのため、側面28のz軸方向全域に濡れ広がるのに十分な容積を有する側面用レジスト液集合体R1を簡単に得ることができる。また、ノズル孔501から吐出される第1の側面用レジスト液の数を適宜変更することにより、簡単に、側面用レジスト液集合体R1の容積を変更することができる。
【0058】
さらに、第1の工程では、第1の側面用レジスト液R11、R12の中心が、ともに線分T1上を通過するため、角部レジスト膜L1上にて、これら第1の側面用レジスト液R11、R12を確実に接触(一体化)させ、側面用レジスト液集合体R1を得ることができる。なお、角部レジスト膜L1上にて、第1の側面用レジスト液R11、R12を接触させることができれば、第1の側面用レジスト液R11、R12の中心が、互いに異なる線分を通過してもよい。
【0059】
[第2の工程]
次いで、図11(a)に示すように、インクジェットヘッド500をy軸方向に所定距離d2ずらし、ノズル孔501から、複数の第2の側面用レジスト液R21、R22をz軸方向に連続して吐出する。吐出された第2の側面用レジスト液R21、22は、ともに、その中心が同一線分T2上を通過して角部レジスト膜L1に着弾する。
【0060】
図11(b)に示すように、角部レジスト膜L1に着弾した第2の側面用レジスト液R21、R22は、角部レジスト膜L1上で一体化し、側面28のz軸方向全域に濡れ広がるのに十分な容積を有する1滴の側面用レジスト液集合体R2となる。この側面用レジスト液集合体R2は、その一部が、第1の側面レジスト膜片L21と重なり合うように位置している。
【0061】
図11(c)に示すように、側面用レジスト液集合体R2が、側面28を流下することにより、側面28の厚さ方向の全域に側面用レジスト液集合体R2が塗布される。そして、この側面用レジスト液集合体R2を乾燥することにより、側面28に、第2の側面レジスト膜片L22を形成する。
図11(c)に示すように、第2の側面レジスト膜片L22は、第1の側面レジスト膜片L21と重なり合う部分を有するように形成される。そのため、第1、第2の側面レジスト膜片L21、L22の間に、レジスト膜が形成されない領域が、不本意に発生するのを防止することができる。
【0062】
[第3の工程]
次いで、図12(a)に示すように、インクジェットヘッド500をy軸方向に所定距離d2ずらし、ノズル孔501から、複数の第3の側面用レジスト液R31、R32をz軸方向に連続して吐出する。吐出された第3の側面用レジスト液R31、32は、ともに、その中心が同一線分T3上を通過して角部レジスト膜L1に着弾する。
図12(b)に示すように、角部レジスト膜L1に着弾した第3の側面用レジスト液R31、R32は、角部レジスト膜L1上で一体化し、側面28に濡れ広がるのに十分な容積を有する1滴の側面用レジスト液集合体R3となる。この側面用レジスト液集合体R3は、その一部が第2の側面レジスト膜片L22と重なり合うように位置している。
【0063】
図12(c)に示すように、側面用レジスト液集合体R3が、側面28を流下することにより、側面28の厚さ方向の全域に側面用レジスト液集合体R3が塗布される。そして、この側面用レジスト液集合体R3を乾燥することにより、側面28に、第3の側面レジスト膜片L23を形成する。
図12(c)に示すように、第3の側面レジスト膜片L23は、第2の側面レジスト膜片L22と重なり合う部分を有するように形成される。そのため、第2、第3の側面レジスト膜片L22、L23の間に、レジスト膜が形成されない領域が、不本意に発生するのを防止することができる。
【0064】
[第4の工程〜第nの工程]
上述したような側面28への第1の側面レジスト膜片L21〜第3の側面レジスト膜片L23の形成方法と同様にして、側面28に、第4の側面レジスト膜片L24〜第nの側面レジスト膜片L2nを形成する。これにより、図13に示すように、側面28の全域に形成された側面レジスト膜L2(第1の側面レジスト膜片L21〜第nの側面レジスト膜片L2nの集合体)が得られる。
【0065】
このような側面28への側面レジスト膜L2の形成と同様に、その他の側面(又部24に対応する部分は除く)にも、側面レジスト膜を形成する。以上により、側面レジスト膜形成工程が終了する。
このような側面28への側面レジスト膜L2の形成方法(側面用レジスト液の塗布方法)によれば、各工程で形成される側面レジスト膜片L21〜L2nの膜厚を、それぞれ、比較的厚くすることができる。そのため、側面レジスト膜片L21〜L2nが結合してなる側面レジスト膜L2の膜厚を、レジストマスクM3として機能するのに十分な厚さとすることができる。したがって、前述の電極形成工程にて、レジストマスクM3を介して電極膜4をエッチングする際に、側面28にて不本意に電極膜4が除去されるのを防止することができる。その結果、電極3の断線、短絡等が防止され、信頼性の高い圧電素子1を製造することができる。
【0066】
また、このような側面28への側面レジスト膜L2の形成方法によれば、角部レジスト膜形成工程でのインクジェットヘッド500の姿勢を保ったままで、側面28に側面レジスト膜L2を形成することができるため、角部レジスト膜形成工程から側面レジスト膜形成工程へスムーズに移行することができるとともに、側面レジスト膜L2の形成が容易となる。
【0067】
また、本実形態では、y軸方向に隣り合う側面レジスト膜片(例えば第1、第2の側面レジスト膜片L21、L22)を、互いに重なり合うように形成するため、側面レジスト膜L2を、複数の側面レジスト膜片が重なり合った構成とすることができる。そのため、側面レジスト膜L2の膜厚をより厚くすることができる。
このような理由から、ノズル孔501からの吐出位置がy軸方向に隣り合う一対の側面用レジスト液Rの中心間距離(すなわち、前述した所定距離d2)としては、これら一対の側面用レジスト液Rが圧電素子片2への着弾状態で、重なり合うことができる距離であるのが好ましい。
【0068】
また、このような距離のうちでも、所定距離d2としては、特に、側面用レジスト液Rの着弾半径(インク滴が圧電素子片2の上面に当たって広がった状態での半径)より小さい距離であるのが好ましい。これにより、側面レジスト膜L2の膜厚が厚くなり過ぎるのを防止でき、側面レジスト膜L2の膜厚が当該膜L2をレジストマスクM3として用いるのに適した厚さとなる。
【0069】
ここで、側面用レジスト液Rの直径としては、特に限定されないが、20μm〜60μm程度であるのが好ましい。側面用レジスト液Rの直径をこのような大きさとすることにより、より確実に、角部レジスト膜L1上にて、複数の側壁用レジスト液Rを一体化させることとができるとともに、比較的少ない液滴数で、側面28のz軸方向全域に濡れ広がるのに十分な容積を有する側面用レジスト液集合体を形成することができる。
【0070】
また、側面用レジスト液Rの粘度としては、特に限定されないが、1cP〜20cP(0.001Pa・s〜0.02Pa・s)程度であるのが好ましい。これにより、側面用レジスト液集合体(例えば、R1)が側面28を流下し易くなるとともに、流下し過ぎることを防止することができる。そのため、側面28に、比較的膜厚が厚く、かつ膜厚が均一な側面レジスト膜L2を形成することができる。
【0071】
[第1面レジスト膜形成工程]
次いで、第1面27にレジスト液Pを塗布し、これを乾燥して第1面レジスト膜L3を形成する。具体的には、図14(a)に示すように、1つまたは複数のノズル孔からレジスト液Pを吐出させながら、インクジェットヘッド500を第1面27の上方にてx軸方向およびy軸方向に移動することにより、第1面27の全域にレジスト液Pを着弾させる。このとき、インクジェットヘッド500のノズルプレートが第1面27と平行であるため、各ノズル孔と第1面27との離間距離がそれぞれ等しく、その結果、レジスト液Pを圧電素子片2の第1面27に粗密なく均一に塗布することができる。そして、着弾した複数のレジスト液Pを乾燥することにより、第1面27上に第1面レジスト膜L3を形成する。
【0072】
また、第1面27への着弾状態で重なり合う複数のレジスト液Pを塗布する場合には、1滴目のレジスト液Pを第1面27へ着弾させ、当該レジスト液Pを乾燥させた後に、2滴目のレジスト液Pを乾燥した1滴目のレジスト液Pと重なるように第1面27へ着弾させてもよいし、1滴目のレジスト液Pが第1面27上で乾燥しないうちに、2滴目のレジスト液Pを1滴目のレジスト液Pと重なるように第1面27へ着弾させてもよい。また、複数のレジスト液Pを同時に第1面27に着弾させてもよい。
【0073】
ここで、当該工程(第1面27にレジスト液Pを塗布する工程)では、第1面27とともに、上側凹部221、231の内面にもレジスト液Pを塗布する必要があるが、この上側凹部221、231の内面へのレジスト液Pの塗布は、例えば、上側凹部221、231内をレジスト液Pで満たすことにより行ってもよいし、前述した角部レジスト膜形成工程および側面レジスト膜形成工程と同様の方法により行ってもよい。なお、図14(a)では、前者の方法によるものが図示されている。
以上の工程により、第1面レジスト膜L3の形成を終えると、次いで、第2面29と側面28とが交差して形成された角部Bおよび第2面29に、角部レジスト膜L4および第2面レジスト膜L5を形成する。
【0074】
[角部レジスト膜形成工程]
具体的には、まず、圧電素子片2の上下を引っくり返す。次いで、複数の角部用レジスト液Qを角部Bに着弾させ、それを乾燥することにより、図14(b)に示すように、角部Bに角部レジスト膜L4を形成する。本工程は、角部Aに角部レジスト膜L1を形成した、前述の角部レジスト膜形成工程と同様であるため、その説明を省略する。
【0075】
[第2面レジスト膜形成工程]
次いで、図14(c)に示すように、第2面29にレジスト液Pを塗布し、乾燥することで第2面レジスト膜L5を形成する。当該工程は、前述した第1面27に第1面レジスト膜L3を形成する工程と同様であるため、その説明省略する。
以上の工程により、圧電素子片2の表面のうち、レジスト膜を形成する必要のある領域の全域(すなわち、圧電素子片2の又部24を除く全域)に、レジスト膜を形成することができる。そして、このレジスト膜を前述したように第の電極31および第2の電極32のパターン形状に露光・現像することにより、第1、第2の電極31、32の外形パターンをしたレジストマスクM3を形成することができる。
【0076】
なお、本実施形態では、圧電素子片2表面へのレジスト膜L1〜L5の形成(レジスト液P、Q、Rの塗布)を、角部Aへのレジスト膜L1の形成、側面28へのレジスト膜L2の形成、第1面27へのレジスト膜L3の形成、角部Bへのレジスト膜L4の形成、第2面29へのレジスト膜L5の形成の順に行っているが、レジスト膜L1〜L5の形成順序は、これに限定さない。例えば、角部Aおよび角部Bに、それぞれ、レジスト膜L1、L4の形成した後に、側面28、第1面27および第2面29に、それぞれ、レジスト膜L2、L3およびL5を形成してもよい。また、第1面27および第2面29に、それぞれ、レジスト膜L3およびL5を形成した後、角部Aおよび角部Bに、それぞれ、レジスト膜L1、L4の形成し、最後に、側面28にレジスト膜L2を形成してもよい。
【0077】
また、本実施形態では、角部用レジスト液Qおよび側面用レジスト液Rを、同一のインクジェットヘッド500の同一のノズル孔501から吐出する構成について説明したが、これに限定されず、異なるインクジェットヘッドを用いて、角部用レジスト液Qおよび側面用レジスト液Rを吐出してもよいし、同一のインクジェットヘッドの異なるノズル孔から角部用レジスト液Qおよび側面用レジスト液Rを吐出してもよい。これにより、角部用レジスト液Qおよび側面用レジスト液Rとして異なるレジスト液を用いる場合に、利便性が向上する。
【0078】
<第2実施形態>
次に、本発明の塗膜形成方法を備えた圧電素子の製造方法(本願発明の圧電素子の製造方法)の第2実施形態について説明する。
図15ないし図20は、それぞれ、本発明の第2実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【0079】
以下、第2実施形態の圧電素子の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかる圧電素子の製造方法では、角部レジスト膜形成工程および側面レジスト膜形成工程が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【0080】
[角部レジスト膜形成工程]
[第1の工程]
まず、図15(a)に示すように、互いにy軸方向に離間する2つのノズル孔501、502から第1の角部用レジスト液Q1a、Q1bをほぼ同時にz軸方向に吐出し、これら第1の角部用レジスト液Q1a、Q1bを角部Aに着弾させる。図15(b)に示すように、第1の角部用レジスト液Q1a、Q1bは、圧電素子片2への着弾状態にて、互いに重ならないように十分に離間している。そして、図15(c)に示すように、第1の角部用レジスト液Q1a、Q1bを乾燥することにより、角部Aに、互いに離間した第1の角部レジスト膜片L11a、L11bを形成する。
【0081】
[第2の工程]
次いで、図16(a)に示すように、インクジェットヘッド500をy軸方向に所定距離d1ずらし、ノズル孔501、502から第2の角部用レジスト液Q2a、Q2bをほぼ同時にz軸方向に吐出する。図16(b)に示すように、吐出された第2のレジスト液Q2aは、圧電素子片2への着弾状態にて、第1の角部レジスト膜片L11aと重なり合う部分を有するように角部Aに着弾し、これと同様に、第2の角部用レジスト液Q2bは、圧電素子片2への着弾状態にて、第1の角部レジスト膜片L11bと重なり合う部分を有するように角部Aに着弾する。そして、図16(c)に示すように、第2の角部用レジスト液Q2a、Q2bを乾燥することにより、角部Aに、互いに離間した第2の角部レジスト膜片L21a、L21bを形成する。
【0082】
[第3の工程〜第nの工程]
上述したような、角部Aへの第1の角部レジスト膜片L11a、L11bおよび第2の角部レジスト膜片L12a、L12bの形成と同様にして、角部Aに、第3の角部レジスト膜片L13a、L13b〜第nの角部レジスト膜片L1na、L1nbを形成する。これにより、図17に示すように、角部A全域に形成された角部レジスト膜L1(第1の角部レジスト膜片L11a、L11b〜第nの角部レジスト膜片L1na、L1nbの集合体)を得ることができる。
このような角部レジスト膜形成工程によれば、各工程(第1の工程〜第nの工程)にて、複数の角部レジスト膜片を同時に形成するため、例えば第1実施形態の角部レジスト膜形成工程に比べて、当該工程に要する時間(処理時間)を短縮することができる。
【0083】
[側面レジスト膜形成工程]
[第1の工程]
まず、図18(a)に示すように、互いにy軸方向に離間する2つのノズル孔501、502のうち、ノズル孔501から第1の側面用レジスト液R11a、R12aを連続して吐出するとともに、ノズル孔502から第1の側面用レジスト液R11b、R12bを連続して吐出する。
【0084】
図18(b)に示すように、角部レジスト膜L1上に着弾した第1の側面用レジスト液R11a、R12aは、一体化し、側面用レジスト液集合体R1aとなる。一方の第1の側面用レジスト液R11b、R12bも、角部レジスト膜L1上に着弾した後、一体化し側面用レジスト液集合体R1bとなる。図18(b)に示すように、これら側面用レジスト液集合体R1a、R1bは、圧電素子片2への着弾状態にて、互いに重ならないように十分に離間している。
図18(c)に示すように、側面用レジスト液集合体R1a、R1bは、それぞれ、側面28を流下する。これにより、側面28に側面用レジスト液集合体R1a、R1bが塗布され、これらを乾燥することにより、第1の側面レジスト膜片L21a、L21bを形成する。
【0085】
[第2の工程]
次いで、図19(a)に示すように、インクジェットヘッド500をy軸方向に所定距離d2ずらし、ノズル孔501から第2の側面用レジスト液R21a、R22aを連続して吐出するとともに、ノズル孔502から第2の側面用レジスト液R21b、R22bを連続して吐出する。
【0086】
図19(b)に示すように、角部レジスト膜L1上に着弾した第2の側面用レジスト液R21a、R22aは、一体化し、側面用レジスト液集合体R2aとなる。一方、角部レジスト膜L1上に着弾した第2の側面用レジスト液R21b、R22bも、一体化し、側面用レジスト液集合体R2bとなる。
側面用レジスト液集合体R2aは、第1の側面レジスト膜片L21aと重なり合う部分を有するように位置し、これと同様に、側面用レジスト液集合体R2bは、第1の側面レジスト膜片L21bと重なり合う部分を有するように位置している。また、これら側面用レジスト液集合体R2a、R2bは、圧電素子片2への着弾状態にて、互いに重ならない(接触しない)ように十分に離間している。
【0087】
図19(c)に示すように、側面用レジスト液集合体R2a、R2bは、それぞれ、側面28を流下する。これにより、側面28に側面用レジスト液集合体R2a、R2bが塗布され、これらを乾燥することにより、第2の側面レジスト膜片L22a、L22bを形成する。このような第2の側面レジスト膜片L22aは、第1の側面レジスト膜片L21aと重なり合うよう領域を有するように形成され、一方、第2の側面レジスト膜片L22bは、第1の側面レジスト膜片L21bと重なり合うよう領域を有するように形成されている。
【0088】
[第3の工程〜第nの工程]
上述したような、側面28への第1の側面レジスト膜片L21a、L21bおよび第2の側面レジスト膜片L22a、L22bの形成と同様にして、側面28に、第3の側面レジスト膜片L23a、L23b〜第nの側面レジスト膜片L2na、L2nbを形成する。これにより、図20に示すように、側面28全域に形成された側面レジスト膜L2(第1の側面レジスト膜片L21a、L21b〜第nの側面レジスト膜片L2na、L2nbの集合体)を得ることができる。
このような側面レジスト膜形成工程によれば、各工程(第1の工程〜第nの工程)にて、同時に複数の側面レジスト膜を形成するため、例えば第1実施形態の側面レジスト膜形成工程に比べて、当該工程に要する時間(処理時間)を短縮することができる。
以上のような第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【0089】
<第3実施形態>
次に、本発明の塗膜形成方法を備えた圧電素子の製造方法(本願発明の圧電素子の製造方法)の第3実施形態について説明する。
図21および図22は、それぞれ、本発明の第3実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。
【0090】
以下、第3実施形態の圧電素子の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第3実施形態にかかる圧電素子の製造方法では、側面レジスト膜形成工程が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【0091】
[側面レジスト膜形成工程]
まず、図21に示すように、インクジェットヘッド500をy軸方向に移動させながら、ノズル孔501から側面用レジスト液Rを連続して複数吐出する。この際、y軸方向に隣り合う側面用レジスト液R(例えば図21中、側面用レジスト液R’、R”)は、圧電素子片2(角部レジスト膜L1)への着弾状態にて重なり合うように、ノズル孔501から吐出される。
【0092】
図22(a)に示すように、角部レジスト膜L1に着弾した複数の側面用レジスト液Rは、隣り合う側面用レジスト液Rと接触し一体化することにより、全体で1つの側面用レジスト液集合体R1となる。
図22(b)、(c)に示すように、側面28を側面用レジスト液集合体R1が流下することにより、側面28に側面用レジスト液集合体R1が塗布され、この側面用レジスト液集合体R1を乾燥することにより、側面28に側面レジスト膜L2を形成する。
以上のような第3実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【0093】
以上、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、液滴としてレジスト膜を形成するためのレジスト液を用いた構成について説明したが、液滴としてはこれに限定されず、例えば、絶縁膜を形成するための絶縁性の液滴や、電極膜や配線膜を形成する導電性の液滴であってもよい。
【0094】
また、前述した実施形態では、被塗布物として、圧電材料で構成された圧電体基板を用いた構成について説明したが、被塗布物としては、これに限定されず、例えば、各種樹脂材料で構成された樹脂基板(合成樹脂基板)や、Au、Ag、Cu、Fe等の各種金属材料で構成された金属基板や、各種セラミックスで構成されたセラミックス基板や、シリコン基板等の半導体基板や、石英ガラス等の各種ガラス材料で構成されたガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等であってもよい。
また、圧電素子片の形状としては、2本の腕部を有する音叉型のものについて説明したが、これに限定されず、例えば、ジャイロセンサ等に用いられる6本の腕部を有する「王」型をなすものであってもよい。
【符号の説明】
【0095】
1……圧電素子 2……圧電素子片 21……基部 22、23……腕部 221、231……上側凹部 222、232……下側凹部 24……又部 27……第1面 28……側面 29……第2面 3……電極 31……第1の電極 311、321……端子 312、322……側面電極 313、323……上側凹部電極 314、324……下側凹部電極 32……第2の電極 4……電極膜 500……インクジェットヘッド 501、502……ノズル孔 100……水晶ウエハ Cr……クロム層 Au……金層 A、B……角部 M1、M2、M3……レジストマスク L1、L4……角部レジスト膜 L11、L11a、L11b……第1の角部レジスト膜片 L12、L12a、L12b……第2の角部レジスト膜片 L13、L13a、L13b……第3の角部レジスト膜片 L14……第4の角部レジスト膜片 L1n、L1na、L1nb……第nの角部レジスト膜片 L2……側面レジスト膜 L21、L21a、L21b……第1の側面レジスト膜片 L22、L22a、L22b……第2の側面レジスト膜片 L23、L23a、L23b……第3の側面レジスト膜片 L24……第4の側面レジスト膜片 L2n、L2na、L2nb……第nの側面レジスト膜片 L3……第1面レジスト膜 L5……第2面レジスト膜 P……レジスト液 Q……角部用レジスト液 Q1、Q1a、Q1b……第1の角部用レジスト液 Q2、Q2a、Q2b……第2の角部用レジスト液 Q3……第3の角部用レジスト液 R、R’、R”……側面用レジスト液 R1〜R3……側面用レジスト液集合体 R11、R11a、R11b、R12、R12a、R12b……第1の側面用レジスト液 R21、R21a、R21b、R22、R22a、R22b……第2の側面用レジスト液 R31、R32……第3の側面用レジスト液 S1〜S3、T1〜T3……線分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面、側面およびこれらが交差する角部を有する被塗布物に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
前記角部に角部用液滴を塗布し、角部塗膜を形成する角部塗膜形成工程と、
前記側面に側面用液滴を塗布し、側面塗膜を形成する側面塗膜形成工程とを有し、
前記角部塗膜形成工程は、前記角部用液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部用液滴を前記角部に着弾させ乾燥することにより前記角部塗膜を形成し、
前記側面塗膜形成工程は、前記側面用液滴を前記上面の法線方向から前記角部塗膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、角部塗膜に着弾した前記側面用液滴を前記側面に流化させた後に乾燥することにより前記側面塗膜を形成するよう構成されていることを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項2】
前記角部塗膜形成工程は、第1の角部用液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記第1の角部用液滴を前記角部に着弾させる第1の工程と、前記第1の角部用液滴が乾燥した後に、前記第1の角部用液滴の前記被塗布物の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第2の角部用液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに前記被塗布物への着弾状態にて前記第1の角部用液滴と重なるように前記ノズルから吐出し、前記第2の角部用液滴を前記角部に着弾させる第2の工程とを有する請求項1に記載の塗膜形成方法。
【請求項3】
前記角部塗膜形成工程において、前記第1の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第1の角部用液滴の中心が通過し、前記第2の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第2の角部用液滴の中心が通過する請求項2に記載の塗膜形成方法。
【請求項4】
前記角部塗膜形成工程において、前記第1の工程では、複数の前記第1の角部用液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出し、前記第2の工程では、複数の前記第2の角部用液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出する請求項2または3に記載の塗膜形成方法。
【請求項5】
前記側面塗膜形成工程は、複数の第1の側面用液滴を前記上面の法線方向から前記角部塗膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部塗膜に着弾した前記複数の第1の側面用液滴を前記角部塗膜上で一体化させて前記側面に流化させる第1の工程と、前記第1の角部用液滴の前記被塗布物の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、複数の第2の側面用液滴を前記上面の法線方向から前記角部塗膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部塗膜に着弾した前記複数の第2の側面用液滴を前記角部塗膜上で一体化させて前記側面に流化させる第2の工程とを有する請求項1ないし4のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項6】
前記側面塗膜形成工程において、前記第1の工程では、前記複数の第1の側面用液滴の中心が同一線分上を通過し、前記第2の工程では、前記複数の第2の側面用液滴の中心が同一線分上を通過する請求項5に記載の塗膜形成方法。
【請求項7】
前記側面塗膜形成工程において、前記第1の工程により前記側面に塗布された複数の第1の側面用液滴と、前記第2の工程により前記側面に塗布された複数の第2の側面用液滴とが、重なり合う領域を有している請求項5または6に記載の塗膜形成方法。
【請求項8】
前記角部用液滴および前記側面用液滴の径は、それぞれ、10μm〜30μmである請求項1ないし7のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項9】
前記側面用液滴の粘度は、前記角部用液滴の粘度よりも低い請求項1ないし8のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項10】
前記角部用液滴の粘度は、1cP〜20cPであり、前記側面用液滴の粘度は、1cP〜20cPである請求項9に記載の塗膜形成方法。
【請求項11】
前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片である請求項1ないし10のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項12】
前記液滴は、レジスト液である請求項1ないし11のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項13】
上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程は、前記角部に角部用レジスト液を塗布し、角部レジスト膜を形成する角部レジスト膜形成工程と、前記側面に側面用レジスト液を塗布し、側面レジスト膜を形成する側面レジスト膜形成工程とを有し、前記角部レジスト膜および前記側面レジスト膜に露光、現像を行うことにより前記レジストマスクを形成するよう構成され、
前記角部レジスト膜形成工程は、前記角部用レジスト液を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部用レジスト液を前記角部に着弾させ乾燥することにより前記角部レジスト膜を形成し、
前記側面レジスト膜形成工程は、前記側面レジスト液を前記上面の法線方向から前記角部レジスト膜に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部レジスト膜に着弾した前記側面用レジスト液を前記側面に流化させた後に乾燥することにより前記側面レジスト膜を形成することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項14】
前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しない請求項13に記載の圧電素子の製造方法。

【図1】
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【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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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【公開番号】特開2010−227815(P2010−227815A)
【公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−77817(P2009−77817)
【出願日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】