JP2018088865A - Microelectrode body and method for producing microelectrode body - Google Patents
Microelectrode body and method for producing microelectrode body Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018088865A JP2018088865A JP2016234957A JP2016234957A JP2018088865A JP 2018088865 A JP2018088865 A JP 2018088865A JP 2016234957 A JP2016234957 A JP 2016234957A JP 2016234957 A JP2016234957 A JP 2016234957A JP 2018088865 A JP2018088865 A JP 2018088865A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- insulating substrate
- electrode pad
- openings
- opening
- 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
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
【課題】細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールに支障を来すことがないマイクロ電極体を提供する。【解決手段】電気特性を検出するマイクロ電極体２は、上面に複数の開口６が形成された絶縁性基板４と、複数の開口６のそれぞれに配設された電極パッド１０とを備える。電極パッド１０には突起電極１２が形成されている。突起電極１２は、絶縁性基板４に形成された開口６から電極パッド１０にレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水滴の跳ね返りの如く形成される。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microelectrode body which does not interfere with the detection or control of electrical characteristics of cells or microorganisms. SOLUTION: A microelectrode body 2 for detecting electrical characteristics includes an insulating substrate 4 having a plurality of openings 6 formed on its upper surface, and electrode pads 10 arranged in each of the plurality of openings 6. A protruding electrode 12 is formed on the electrode pad 10. The protruding electrode 12 is formed like a bounce of water droplets by irradiating the electrode pad 10 with a laser beam from the opening 6 formed in the insulating substrate 4 and melting and thermal expansion. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールに支障を来すことがないマイクロ電極体及びこのマイクロ電極体の製造方法に関する。 The present invention relates to a microelectrode body that does not hinder the detection or control of electrical characteristics of cells or microorganisms and a method for producing the microelectrode body.
細胞又は微生物の電気特性を検出して例えばゾウリムシをマイクロマシーンの如くコントロールできないか等の研究がなされている。 For example, research has been made on whether electric paramecium can be controlled like a micromachine by detecting the electrical characteristics of cells or microorganisms.
細胞又は微生物の電気特性を検出するマイクロ電極体は、上面に複数の開口が形成された絶縁性基板と、複数の開口のそれぞれに配設された電極パッドとから構成されていて、複数の電極から延びるリード線に流れた電流を検出して微生物の行動、機能を知ることができると共に、選択されたリード線に電気を流すことによって微生物の動きをコントールできる（たとえば特許文献１参照。）。 A microelectrode body for detecting electrical characteristics of a cell or a microorganism is composed of an insulating substrate having a plurality of openings formed on an upper surface thereof, and an electrode pad disposed in each of the plurality of openings. The behavior and function of the microorganism can be known by detecting the current flowing through the lead wire extending from the lead wire, and the movement of the microorganism can be controlled by supplying electricity to the selected lead wire (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記特許文献１に開示されたマイクロ電極体では、電極パッドが平坦であることに加え開口の底面に電極パッドが配設されていることから、電極パッドと細胞又は微生物との接触が不十分となり細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールに支障を来すという問題がある。 However, in the microelectrode body disclosed in Patent Document 1, since the electrode pad is flat and the electrode pad is disposed on the bottom surface of the opening, contact between the electrode pad and cells or microorganisms is not good. There is a problem that it becomes sufficient and hinders the detection or control of the electrical properties of cells or microorganisms.
上記事実に鑑みてなされた本発明の第一の課題は、細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールに支障を来すことがないマイクロ電極体を提供することである。 The first object of the present invention made in view of the above facts is to provide a microelectrode body that does not hinder the detection or control of the electrical characteristics of cells or microorganisms.
本発明の第二の課題は、上述したとおりのマイクロ電極体の製造方法を提供することである。 The second object of the present invention is to provide a method for producing a microelectrode body as described above.
上記第一の課題を解決するために本発明の第一の局面が提供するのは、以下のマイクロ電極体である。すなわち、電気特性を検出するマイクロ電極体であって、上面に複数の開口が形成された絶縁性基板と、該複数の開口のそれぞれに配設された電極パッドと、を備え、該電極パッドには突起電極が形成され、該突起電極は、該絶縁性基板に形成された該開口から該電極パッドにレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水滴の跳ね返りの如く形成されるマイクロ電極体である。 In order to solve the first problem, the first aspect of the present invention provides the following microelectrode body. That is, a microelectrode body for detecting electrical characteristics, comprising: an insulating substrate having a plurality of openings formed on an upper surface thereof; and an electrode pad disposed in each of the plurality of openings. A protruding electrode is formed, and the protruding electrode is a microelectrode body formed by irradiating the electrode pad with a laser beam from the opening formed in the insulating substrate and rebounding water droplets by melting and thermal expansion. is there.
上記第二の課題を解決するために本発明の第二の局面が提供するのは、以下のマイクロ電極体の製造方法である。すなわち、マイクロ電極体の製造方法であって、上面に複数の開口が形成され、かつ該複数の開口のそれぞれに電極パッドが配設された絶縁性基板を準備する準備工程と、該絶縁性基板に形成された該開口から該電極パッドにレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水滴の跳ね返りの如く突起電極を形成する突起電極形成工程と、から少なくとも構成されるマイクロ電極体の製造方法である。 In order to solve the second problem, the second aspect of the present invention provides the following microelectrode body manufacturing method. That is, a method for manufacturing a microelectrode body, comprising: a preparation step of preparing an insulating substrate in which a plurality of openings are formed on an upper surface and an electrode pad is disposed in each of the plurality of openings; and the insulating substrate A projecting electrode forming step of irradiating the electrode pad from the opening formed on the electrode pad with a laser beam to form a projecting electrode such as a splash of water droplets by melting and thermal expansion, and a method for producing a microelectrode body comprising at least is there.
本発明の第一の局面が提供するマイクロ電極体は、上面に複数の開口が形成された絶縁性基板と、該複数の開口のそれぞれに配設された電極パッドと、を備え、該電極パッドには突起電極が形成され、該突起電極は、該絶縁性基板に形成された該開口から該電極パッドにレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水滴の跳ね返りの如く形成されるように構成されているので、突起電極と細胞又は微生物との接触が良好となり細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールに支障を来すことがない。 A microelectrode body provided by the first aspect of the present invention includes an insulating substrate having a plurality of openings formed on an upper surface thereof, and an electrode pad disposed in each of the plurality of openings. A protruding electrode is formed on the insulating substrate, and the protruding electrode is formed as if a water droplet bounces by melting and thermal expansion by irradiating the electrode pad with a laser beam from the opening formed in the insulating substrate. Therefore, the contact between the protruding electrode and the cell or microorganism is improved, and the detection or control of the electrical characteristics of the cell or microorganism is not hindered.
本発明の第二の局面が提供するマイクロ電極体の製造方法では、突起電極形成工程において絶縁性基板に形成された開口から電極パッドにレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水滴の跳ね返りの如く突起電極を形成するので、比較的容易に突起電極を形成することができる。 In the method for manufacturing a microelectrode body provided by the second aspect of the present invention, a water droplet is rebounded by melting and thermal expansion by irradiating the electrode pad with a laser beam from the opening formed in the insulating substrate in the protruding electrode forming step. Since the protruding electrodes are formed as described above, the protruding electrodes can be formed relatively easily.
まず、本発明に従って構成されたマイクロ電極体の第一の実施形態について図１ないし図４を参照しつつ説明する。 First, a first embodiment of a microelectrode body configured according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図１及び図２に示すマイクロ電極体２は、水晶（ＳｉＯ２）等の適宜の絶縁材料から形成され得る絶縁性基板４を備える。図示の実施形態では平面視正方形である絶縁性基板４の一辺の寸法は、たとえば１００μｍ程度であり、絶縁性基板４の厚みは、たとえば２０μｍ程度である。絶縁性基板４の上面には複数の開口６が形成されている。図示の実施形態では平面視正方形の開口６が８列８行の計６４個形成されている。各開口６は互いに間隔をおいて形成され格子状の仕切壁８によって区画されている。平面視において開口６の一辺の寸法はたとえば８μｍ程度であり、開口６の深さはたとえば２μｍ程度である。各開口６の底面には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）等の適宜の導電材料から形成され得る電極パッド１０が配設されている。図示の実施形態では、各電極パッド１０の形状は、開口６の底面形状に対応して平面視正方形である。各電極パッド１０の厚みは、たとえば０．１μｍ程度である。図１及び図３に示すとおり、各電極パッド１０の上面には、電極パッド１０の上面からの突出量がたとえば２μｍ程度である突起電極１２が形成されている。電極パッド１０と同一の導電材料から形成され得る突起電極１２は、電極パッド１０にパルスレーザー光線を１パルス照射して溶融と熱膨張とによって水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く形成される。また、図示の実施形態では図３に示すとおり、各開口６の底面から絶縁性基板４を貫通する貫通孔１４が形成されている。平面視において貫通孔１４は開口６よりも小さい。各貫通孔１４の内部には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）等の適宜の導電材料から形成され得る柱状電極１６が配設されている。各柱状電極１６は貫通孔１４の上端から下端まで延びており、各柱状電極１６の上部は電極パッド１０に接続されている。 The microelectrode body 2 shown in FIGS. 1 and 2 includes an insulating substrate 4 that can be formed of an appropriate insulating material such as quartz (SiO 2 ). In the illustrated embodiment, the dimension of one side of the insulating substrate 4 that is square in plan view is, for example, about 100 μm, and the thickness of the insulating substrate 4 is, for example, about 20 μm. A plurality of openings 6 are formed on the upper surface of the insulating substrate 4. In the illustrated embodiment, a total of 64 openings 6 having 8 columns and 8 rows are formed in a square in plan view. Each opening 6 is formed at intervals and is partitioned by a lattice-like partition wall 8. In a plan view, the dimension of one side of the opening 6 is about 8 μm, for example, and the depth of the opening 6 is about 2 μm, for example. On the bottom surface of each opening 6, an electrode pad 10 that can be formed from an appropriate conductive material such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu) is disposed. In the illustrated embodiment, the shape of each electrode pad 10 is a square in plan view corresponding to the bottom shape of the opening 6. The thickness of each electrode pad 10 is, for example, about 0.1 μm. As shown in FIGS. 1 and 3, a protruding electrode 12 having a protruding amount from the upper surface of the electrode pad 10 of, for example, about 2 μm is formed on the upper surface of each electrode pad 10. The protruding electrode 12 that can be formed of the same conductive material as the electrode pad 10 is formed like a rebound from the water surface of water droplets dripped onto the water surface by melting and thermal expansion by irradiating the electrode pad 10 with one pulse laser beam. The In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 3, a through hole 14 is formed through the insulating substrate 4 from the bottom surface of each opening 6. The through hole 14 is smaller than the opening 6 in plan view. Columnar electrodes 16 that can be formed from an appropriate conductive material such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu) are disposed inside each through hole 14. Each columnar electrode 16 extends from the upper end to the lower end of the through hole 14, and the upper portion of each columnar electrode 16 is connected to the electrode pad 10.
図４に示す配線基板１８は、水晶（ＳｉＯ２）等の適宜の絶縁材料から形成され得る基板本体２０と、マイクロ電極体２の各柱状電極１６の位置に対応して基板本体２０の上面に配置された複数の電極片２２と、基板本体２０の上面において各電極片２２から外方に延びるリード線２４とを備える。各電極片２２及び各リード線２４は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）等の適宜の導電材料から形成され得る。各リード線２４は制御装置（図示していない。）に接続され、この制御装置は、細胞又は微生物からの検出信号を処理する検出信号処理手段と、細胞又は微生物への刺激信号を出力する刺激信号出力手段とを含む。 The wiring substrate 18 shown in FIG. 4 is formed on the upper surface of the substrate body 20 corresponding to the positions of the substrate body 20 that can be formed from an appropriate insulating material such as quartz (SiO 2 ) and the columnar electrodes 16 of the microelectrode body 2. A plurality of electrode pieces 22 arranged and lead wires 24 extending outward from the electrode pieces 22 on the upper surface of the substrate body 20 are provided. Each electrode piece 22 and each lead wire 24 can be formed of an appropriate conductive material such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu). Each lead wire 24 is connected to a control device (not shown). This control device is a detection signal processing means for processing a detection signal from a cell or a microorganism and a stimulus for outputting a stimulation signal to the cell or the microorganism. Signal output means.
マイクロ電極体２を用いて細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールを行う際は、突起電極１２側を上に向けて、配線基板１８の各電極片２２の位置とマイクロ電極体２の各柱状電極１６の位置とを整合させた状態で配線基板１８の上面にマイクロ電極体２を載せ、配線基板１８の各電極片２２とマイクロ電極体２の各柱状電極１６とを接続させる。次いで、マイクロ電極体２の上面に細胞又は微生物を載せる。そして、マイクロ電極体２の突起電極１２と細胞又は微生物とが接触すると、細胞又は微生物が接触した突起電極１２から電極パッド１０、柱状電極１６、配線基板１８の電極片２２及びリード線２４を通じて制御装置に検出信号が入力される。また、突起電極１２に制御装置から刺激信号を出力することにより細胞又は微生物の動きをコントロールすることができる。 When detecting or controlling the electrical characteristics of cells or microorganisms using the microelectrode body 2, the position of each electrode piece 22 of the wiring substrate 18 and each columnar shape of the microelectrode body 2 with the protruding electrode 12 facing upward. The microelectrode body 2 is placed on the upper surface of the wiring board 18 in a state where the position of the electrode 16 is aligned, and each electrode piece 22 of the wiring board 18 and each columnar electrode 16 of the microelectrode body 2 are connected. Next, cells or microorganisms are placed on the upper surface of the microelectrode body 2. When the protruding electrode 12 of the microelectrode body 2 is in contact with the cells or microorganisms, control is performed from the protruding electrode 12 in contact with the cells or microorganisms through the electrode pad 10, the columnar electrode 16, the electrode piece 22 of the wiring substrate 18 and the lead wire 24. A detection signal is input to the apparatus. Further, the movement of cells or microorganisms can be controlled by outputting a stimulation signal to the protruding electrode 12 from the control device.
以上のとおりマイクロ電極体２は、上面に複数の開口６が形成された絶縁性基板４と、複数の開口６のそれぞれに配設された電極パッド１０と、を備え、電極パッド１０には突起電極１２が形成され、突起電極１２は、絶縁性基板４に形成された開口６から電極パッド１０にパルスレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く形成されるように構成されているので、突起電極１２と細胞又は微生物との接触が良好となり細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールに支障を来すことがない。 As described above, the microelectrode body 2 includes the insulating substrate 4 having a plurality of openings 6 formed on the upper surface, and the electrode pads 10 disposed in each of the plurality of openings 6, and the electrode pads 10 have protrusions. The electrode 12 is formed, and the protruding electrode 12 irradiates the electrode pad 10 with a pulse laser beam from the opening 6 formed in the insulating substrate 4 and rebounds from the water surface when water droplets dropped on the water surface by melting and thermal expansion are formed. Thus, the contact between the protruding electrode 12 and the cell or microorganism is improved, and detection or control of the electrical characteristics of the cell or microorganism is not hindered.
次に、本発明に従って構成されたマイクロ電極体の第二の実施形態について図５及び図６を参照しつつ説明する。 Next, a second embodiment of the microelectrode body configured according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図５を参照して説明すると、マイクロ電極体３０は絶縁性基板３２を備え、この絶縁性基板３２は、水晶（ＳｉＯ２）等の適宜の絶縁材料から形成され得る基板本体３４と、基板本体３４と同一の材質又は感光性樹脂等の適宜の絶縁材料から形成され得る絶縁性マスク３６とを含む。図５及び図６に示すとおり、基板本体３４の上面に敷設された格子状の絶縁性マスク３６には複数の開口３８が形成されている。図示の実施形態では、平面視において一辺の寸法がたとえば２００μｍ程度の正方形領域に、平面視正方形の開口３８が８列８行の計６４個形成されている。平面視において開口３８の一辺の寸法はたとえば８μｍ程度であり、開口３８の深さ（すなわち絶縁性マスク３６の厚み）はたとえば２μｍ程度である。各開口３８の底面（基板本体３４の上面）には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）等の適宜の導電材料から形成され得る電極パッド４０が配設されている。電極パッド４０の厚みは、たとえば０．１μｍ程度である。図５に示すとおり、各電極パッド４０の上面には、電極パッド４０の上面からの突出量がたとえば２μｍ程度である突起電極４２が形成されている。電極パッド４０と同一の導電材料から形成され得る突起電極４２は、電極パッド４０にパルスレーザー光線を１パルス照射して溶融と熱膨張とによって水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く形成される。また、基板本体３４と絶縁性マスク３６との間には、図６に示すとおり、各電極パッド４０から外方に延びる複数のリード線４４が配設されている。金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）等の適宜の導電材料から形成され得る各リード線４４は、は制御装置（図示していない。）に接続され、この制御装置は、細胞又は微生物からの検出信号を処理する検出信号処理手段と、細胞又は微生物への刺激信号を出力する刺激信号出力手段とを含む。 Referring to FIG. 5, the microelectrode body 30 includes an insulating substrate 32. The insulating substrate 32 includes a substrate body 34 that can be formed of an appropriate insulating material such as quartz (SiO 2 ), and a substrate body. 34 and an insulating mask 36 which can be formed from an appropriate insulating material such as the same material or photosensitive resin. As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of openings 38 are formed in the lattice-like insulating mask 36 laid on the upper surface of the substrate body 34. In the illustrated embodiment, a total of 64 openings 8 in 8 columns and 8 rows are formed in a square region having a side dimension of, for example, about 200 μm in plan view. In a plan view, the dimension of one side of the opening 38 is, for example, about 8 μm, and the depth of the opening 38 (that is, the thickness of the insulating mask 36) is, for example, about 2 μm. On the bottom surface of each opening 38 (the upper surface of the substrate body 34), an electrode pad 40 that can be formed from a suitable conductive material such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu) is disposed. The electrode pad 40 has a thickness of, for example, about 0.1 μm. As shown in FIG. 5, a protruding electrode 42 having a protruding amount from the upper surface of the electrode pad 40 of, for example, about 2 μm is formed on the upper surface of each electrode pad 40. The protruding electrode 42, which can be formed of the same conductive material as the electrode pad 40, is formed such that the electrode pad 40 is irradiated with a pulse laser beam for one pulse and the water droplets dripped onto the water surface by melting and thermal expansion are rebounded from the water surface. The A plurality of lead wires 44 extending outward from the electrode pads 40 are disposed between the substrate body 34 and the insulating mask 36 as shown in FIG. Each lead wire 44, which can be formed from an appropriate conductive material such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu), is connected to a control device (not shown). Or the detection signal processing means which processes the detection signal from microorganisms, and the stimulation signal output means which outputs the stimulation signal to a cell or microorganisms are included.
マイクロ電極体３０を用いて細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールを行う際は、複数の突起電極４２が形成された領域に細胞又は微生物を載せる。そして、マイクロ電極体３０の突起電極４２と細胞又は微生物とが接触すると、細胞又は微生物が接触した突起電極４２から電極パッド４０及びリード線４４を通じて制御装置に検出信号が入力される。また、突起電極４２に制御装置から刺激信号を出力することにより細胞又は微生物の動きをコントロールすることができる。 When detecting or controlling the electrical characteristics of cells or microorganisms using the microelectrode body 30, the cells or microorganisms are placed on the region where the plurality of protruding electrodes 42 are formed. When the protruding electrode 42 of the microelectrode body 30 and the cell or microorganism come into contact with each other, a detection signal is input to the control device through the electrode pad 40 and the lead wire 44 from the protruding electrode 42 in contact with the cell or microorganism. Further, the movement of cells or microorganisms can be controlled by outputting a stimulation signal to the protruding electrode 42 from the control device.
以上のとおりマイクロ電極体３０は、上面に複数の開口３８が形成された絶縁性基板３２と、複数の開口３８のそれぞれに配設された電極パッド４０と、を備え、電極パッド４０には突起電極４２が形成され、突起電極４２は、絶縁性基板３２に形成された開口３８から電極パッド４０にパルスレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く形成されるように構成されているので、突起電極４２と細胞又は微生物との接触が良好となり細胞又は微生物の電気特性の検出又はコントロールに支障を来すことがない。 As described above, the microelectrode body 30 includes the insulating substrate 32 having a plurality of openings 38 formed on the upper surface, and the electrode pads 40 disposed in each of the plurality of openings 38, and the electrode pads 40 have protrusions. The electrode 42 is formed, and the protruding electrode 42 irradiates the electrode pad 40 with a pulsed laser beam from the opening 38 formed in the insulating substrate 32 and rebounds the water droplet dripped on the water surface by melting and thermal expansion. Thus, the contact between the protruding electrode 42 and the cell or microorganism is improved, and detection or control of the electrical characteristics of the cell or microorganism is not hindered.
次に、上述の第一の実施形態に係るマイクロ電極体２についての製造方法の実施形態について図７ないし図１４を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、第一の実施形態に係るマイクロ電極体２と同一の構成要素に同一の符号を付しその説明を省略する。 Next, an embodiment of a manufacturing method for the microelectrode body 2 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same components as those of the microelectrode body 2 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本発明のマイクロ電極体２の製造方法では、まず、上面に複数の開口６が形成され、かつ複数の開口６のそれぞれに電極パッド１０が配設された絶縁性基板を準備する準備工程を実施する。本実施形態における準備工程は、絶縁性基板の上面に複数の開口６を形成する開口形成ステップと、複数の開口６の底面のそれぞれから絶縁性基板を貫通する貫通孔１４を形成する貫通孔形成ステップと、各貫通孔１４に柱状電極１６を差し込む柱状電極差し込みステップと、開口６側からスパッターにより絶縁性基板の上面に金属膜を被覆する金属膜被覆ステップと、各開口６を除く絶縁性基板の上面に被覆された金属膜を除去し各開口６の底面に電極パッド１０を形成する電極パッド形成ステップとを含む。 In the method of manufacturing the microelectrode body 2 according to the present invention, first, a preparatory step of preparing an insulating substrate in which a plurality of openings 6 are formed on the upper surface and the electrode pads 10 are disposed in each of the plurality of openings 6 is performed. To do. The preparatory process in the present embodiment includes an opening forming step for forming a plurality of openings 6 on the upper surface of the insulating substrate, and a through hole formation for forming a through hole 14 that penetrates the insulating substrate from each of the bottom surfaces of the plurality of openings 6 A step of inserting a columnar electrode 16 into each through-hole 14, a step of coating a metal film on the upper surface of the insulating substrate by sputtering from the side of the opening 6, and an insulating substrate excluding each opening 6 Forming an electrode pad 10 on the bottom surface of each opening 6 by removing the metal film coated on the upper surface of each of the openings 6.
本実施形態では、図７に示す水晶（ＳｉＯ２）等の適宜の絶縁材料から形成され得る円盤状の絶縁性基板５０を用いることができる。絶縁性基板５０の直径はたとえば１５０ｍｍ程度であり、絶縁性基板５０の厚みはたとえば２０μｍ程度である。そして、本実施形態の準備工程では、まず、絶縁性基板５０の上面に複数の開口６を形成する開口形成ステップを実施する。開口形成ステップは、図７にその一部を示すレーザー加工装置５２を用いて実施することができる。レーザー加工装置５２は、チャックテーブル５４及び集光器５６を備える。上面において被加工物を吸着するように構成されているチャックテーブル５４は、回転手段によって上下方向に延びる軸線を中心として回転されると共に、Ｘ方向移動手段によってＸ方向に進退され、Ｙ方向移動手段によってＹ方向に進退される（いずれも図示していない。）。集光器５６は、レーザー加工装置５２のパルスレーザー光線発振器から発振されたパルスレーザー光線ＬＢを集光して被加工物に照射するための集光レンズ（いずれも図示していない。）を含む。なお、Ｘ方向は図７に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図７に矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向及びＹ方向が規定する平面は実質上水平である。 In the present embodiment, a disc-shaped insulating substrate 50 that can be formed from an appropriate insulating material such as quartz (SiO 2 ) shown in FIG. 7 can be used. The diameter of the insulating substrate 50 is, for example, about 150 mm, and the thickness of the insulating substrate 50 is, for example, about 20 μm. In the preparation process of this embodiment, first, an opening forming step for forming a plurality of openings 6 on the upper surface of the insulating substrate 50 is performed. The opening forming step can be performed using a laser processing apparatus 52, part of which is shown in FIG. The laser processing apparatus 52 includes a chuck table 54 and a condenser 56. The chuck table 54 configured to adsorb the workpiece on the upper surface is rotated about the axis extending in the vertical direction by the rotating means, and is advanced and retracted in the X direction by the X direction moving means, and the Y direction moving means. To advance and retract in the Y direction (both not shown). The condenser 56 includes a condensing lens (none of which is shown) for condensing the pulse laser beam LB oscillated from the pulse laser beam oscillator of the laser processing apparatus 52 and irradiating the workpiece. The X direction is a direction indicated by an arrow X in FIG. 7, and the Y direction is a direction indicated by an arrow Y in FIG. 7 and is a direction orthogonal to the X direction. The plane defined by the X direction and the Y direction is substantially horizontal.
準備工程の開口形成ステップでは、まず、レーザー加工装置５２のチャックテーブル５４の上面に絶縁性基板５０を吸着させる。次いで、Ｘ方向移動手段及びＹ方向移動手段によってチャックテーブル５４を移動させ、絶縁性基板５０と集光器５６とのＸＹ平面における位置を調整し、絶縁性基板５０の正方形領域６０のＸ方向一端部にパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づける。次いで、絶縁性基板５０にパルスレーザー光線ＬＢを照射して、絶縁性基板５０の上面に開口６を形成する。そして、パルスレーザー光線ＬＢの照射と、Ｘ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＸ方向に所定距離（たとえば１２μｍ）だけ移動させる加工送りとを交互に繰り返す開口形成加工により開口６を順次形成する。加工送りの送り量は、Ｘ方向において隣接する正方形領域６０を区画するための図８に示す分割予定ライン５８を形成するため、所定個数（図示の実施形態では８個）の開口６を形成するごとに上記所定距離よりも長い距離（たとえば数十μｍ）とする。Ｘ方向他端部に開口６を形成した後は、Ｙ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＹ方向に所定距離（たとえば１２μｍ）だけインデックス送りする。インデックス送りの送り量も、加工送りの送り量と同様に、Ｙ方向において隣接する正方形領域６０を区画するための分割予定ライン５８を形成するため、Ｙ方向に沿って所定個数（図示の実施形態では８個）の開口６を形成するごとに上記所定距離よりも長い距離（たとえば数十μｍ）とする。そして、開口形成加工とインデックス送りと交互に繰り返して開口６を順次形成する。このようにして開口形成工程を実施することによって、図８に示すとおり、絶縁性基板５０の上面を格子状の分割予定ライン５８で複数の正方形領域６０（一辺の寸法がたとえば１００μｍ程度）に区画することができると共に、各正方形領域６０に格子状の仕切壁８によって区画された複数の開口６（図示の実施形態では８列８行の計６４個の開口６）を形成することができる。なお、開口形成ステップはエッチングによっても実施することができる。 In the opening forming step of the preparation process, first, the insulating substrate 50 is attracted to the upper surface of the chuck table 54 of the laser processing apparatus 52. Next, the chuck table 54 is moved by the X direction moving means and the Y direction moving means, the positions of the insulating substrate 50 and the condenser 56 in the XY plane are adjusted, and one end of the square region 60 of the insulating substrate 50 in the X direction is adjusted. The condensing point of the pulse laser beam LB is positioned in the part. Next, the insulating substrate 50 is irradiated with a pulse laser beam LB to form the opening 6 on the upper surface of the insulating substrate 50. Then, the openings 6 are sequentially formed by opening formation processing in which irradiation of the pulse laser beam LB and processing feed for moving the chuck table 54 by a predetermined distance (for example, 12 μm) in the X direction by the X direction moving means are alternately repeated. As for the feed amount of the machining feed, a predetermined number (eight in the illustrated embodiment) of openings 6 are formed in order to form the scheduled division lines 58 shown in FIG. 8 for partitioning the adjacent square regions 60 in the X direction. Each distance is longer than the predetermined distance (for example, several tens of μm). After the opening 6 is formed at the other end in the X direction, the chuck table 54 is indexed by a predetermined distance (for example, 12 μm) in the Y direction by the Y direction moving means. Similarly to the machining feed amount, the index feed amount is also set to a predetermined number along the Y direction (in the illustrated embodiment) in order to form the scheduled division lines 58 for partitioning the square regions 60 adjacent in the Y direction. In this case, the distance is longer than the predetermined distance (for example, several tens of μm) every time eight openings 6 are formed. Then, the openings 6 are sequentially formed by alternately repeating the opening forming process and the index feeding. By performing the opening forming process in this manner, as shown in FIG. 8, the upper surface of the insulating substrate 50 is partitioned into a plurality of square regions 60 (the dimension of one side is about 100 μm, for example) by the grid-like division lines 58. In addition, a plurality of openings 6 (in the illustrated embodiment, a total of 64 openings 6 of 8 columns and 8 rows) partitioned by the grid-like partition walls 8 can be formed in each square region 60. The opening forming step can also be performed by etching.
本実施形態の準備工程では開口形成ステップを実施した後、複数の開口６の底面のそれぞれから絶縁性基板５０を貫通する貫通孔１４を形成する貫通孔形成ステップを実施する。貫通孔形成ステップは、たとえば上述のレーザー加工装置５２を用いて実施することができる。貫通孔形成ステップは、開口形成ステップにおけるパルスレーザー光線ＬＢの条件（たとえば、集光点の直径や集光点でのエネルギー密度等）とは異なる条件で実施する。貫通孔形成ステップでは、まず、レーザー加工装置５２のチャックテーブル５４の上面に絶縁性基板５０を吸着させる。次いで、回転手段、Ｘ方向移動手段及びＹ方向移動手段によってチャックテーブル５４を回転及び移動させ、絶縁性基板５０と集光器５６とのＸＹ平面における位置を調整し、正方形領域６０のＸ方向一端部に位置する開口６にパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づける。次いで、絶縁性基板５０にパルスレーザー光線ＬＢを照射して、図９に示すとおり、開口６の底面から絶縁性基板５０を貫通する貫通孔１４を形成する。そして、開口形成ステップの開口形成加工と同様に、パルスレーザー光線ＬＢの照射と、Ｘ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＸ方向に所定距離（たとえば１２μｍ）だけ移動させる加工送りとを交互に繰り返す貫通孔形成加工により貫通孔１４を順次形成する。また、加工送りの送り量も、開口形成ステップの開口形成加工と同様に、所定個数（図示の実施形態では８個）の貫通孔１４を形成するごとに上記所定距離よりも長い距離（たとえば数十μｍ）とする。Ｘ方向他端部の開口６の底面から絶縁性基板５０を貫通する貫通孔１４を形成した後は、開口形成ステップと同様に、Ｙ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＹ方向に所定距離（たとえば１２μｍ）だけインデックス送りする。インデックス送りの送り量も、開口形成ステップと同様に、Ｙ方向に沿って所定個数（図示の実施形態では８個）の貫通孔１４を形成するごとに上記所定距離よりも長い距離（たとえば数十μｍ）とする。そして、貫通孔形成加工とインデックス送りと交互に繰り返して貫通孔１４を順次形成する。このようにして貫通孔形成ステップを実施することによって、各開口６の底面から絶縁性基板５０を貫通する貫通孔１４を形成することができる。なお、貫通孔形成ステップは開口形成ステップの前に実施してもよい。また、貫通孔形成ステップはエッチングによっても実施することができる。 In the preparatory process of this embodiment, after performing an opening formation step, the through-hole formation step which forms the through-hole 14 which penetrates the insulating board | substrate 50 from each of the bottom face of the some opening 6 is implemented. A through-hole formation step can be implemented using the above-mentioned laser processing apparatus 52, for example. The through hole forming step is performed under conditions different from the conditions of the pulse laser beam LB in the opening forming step (for example, the diameter of the condensing point, the energy density at the condensing point, etc.). In the through hole forming step, first, the insulating substrate 50 is adsorbed on the upper surface of the chuck table 54 of the laser processing apparatus 52. Next, the chuck table 54 is rotated and moved by the rotating means, the X-direction moving means, and the Y-direction moving means, the positions of the insulating substrate 50 and the condenser 56 in the XY plane are adjusted, and one end of the square region 60 in the X direction is adjusted. The condensing point of the pulse laser beam LB is positioned in the opening 6 located in the section. Next, the insulating substrate 50 is irradiated with a pulse laser beam LB to form a through-hole 14 that penetrates the insulating substrate 50 from the bottom surface of the opening 6 as shown in FIG. Then, similarly to the opening forming process in the opening forming step, through-holes that alternately repeat the irradiation of the pulsed laser beam LB and the processing feed for moving the chuck table 54 by a predetermined distance (for example, 12 μm) in the X direction by the X direction moving means. Through holes 14 are sequentially formed by forming. Similarly to the opening forming process in the opening forming step, the processing feed amount is longer than the predetermined distance each time a predetermined number (eight in the illustrated embodiment) of through-holes 14 is formed (for example, several 10 μm). After the through hole 14 penetrating the insulating substrate 50 is formed from the bottom surface of the opening 6 at the other end in the X direction, the chuck table 54 is moved in the Y direction by a predetermined distance (for example, in the Y direction moving means), as in the opening forming step. The index is fed by 12 μm). Similarly to the opening forming step, the index feed amount is longer than the predetermined distance (for example, several tens of times) each time a predetermined number (eight in the illustrated embodiment) of through holes 14 are formed along the Y direction. μm). Then, the through holes 14 are sequentially formed by alternately repeating the through hole forming process and the index feeding. By performing the through-hole forming step in this way, the through-hole 14 that penetrates the insulating substrate 50 from the bottom surface of each opening 6 can be formed. The through hole forming step may be performed before the opening forming step. The through hole forming step can also be performed by etching.
本実施形態の準備工程では貫通孔形成ステップを実施した後、図１０に示すとおり貫通孔１４に対応する柱状電極１６を各貫通孔１４に差し込む柱状電極差し込みステップを実施する。なお、柱状電極差し込みステップは、準備工程の金属膜被覆ステップ又は電極パッド形成ステップの後に実施してもよく、あるいは後述の突起電極形成工程の後に実施してもよい。 In the preparatory process of this embodiment, after performing a through-hole formation step, the columnar electrode insertion step which inserts the columnar electrode 16 corresponding to the through-hole 14 in each through-hole 14 is implemented as shown in FIG. Note that the columnar electrode insertion step may be performed after the metal film coating step or the electrode pad forming step of the preparation step, or may be performed after the protruding electrode forming step described later.
本実施形態の準備工程では柱状電極差し込みステップを実施した後、図１１（ａ）に示すとおり、開口６側からスパッターにより絶縁性基板５０の上面に金属膜６２を被覆する金属膜被覆ステップを実施する。これによって、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すとおり、絶縁性基板５０の上面側において開口６の底面と仕切壁８の上部とに金属膜６２を被覆することができる。また、各開口６の底面に被覆された金属膜６２は柱状電極１６に接続される。金属膜６２は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）等の適宜の導電材料でよい。 In the preparation process of this embodiment, after performing the columnar electrode insertion step, as shown in FIG. 11A, the metal film coating step for coating the upper surface of the insulating substrate 50 from the opening 6 side by sputtering is performed. To do. Thus, as shown in FIGS. 11B and 11C, the metal film 62 can be covered on the bottom surface of the opening 6 and the upper portion of the partition wall 8 on the upper surface side of the insulating substrate 50. The metal film 62 covered on the bottom surface of each opening 6 is connected to the columnar electrode 16. The metal film 62 may be an appropriate conductive material such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu).
本実施形態の準備工程では金属膜被覆ステップを実施した後、各開口６を除く絶縁性基板５０の上面に被覆された金属膜６２を除去し、各開口６の底面に電極パッド１０を形成する電極パッド形成ステップを実施する。電極パッド形成ステップは、たとえば図１２にその一部を示す研削装置６４を用いて実施することができる。研削装置６４は、チャックテーブル６６及び研削手段６８を備える。上面において被加工物を吸着するように構成されているチャックテーブル６６は、回転手段（図示していない。）によって上下方向に延びる軸線を中心として回転される。研削手段６８は、モータ（図示していない。）に連結され、かつ上下方向に延びる円柱状のスピンドル７０と、スピンドル７０の下端に固定された円盤状のホイールマウント７２とを含む。ホイールマウント７２の下面にはボルト７４によって環状の研削ホイール７６が固定されている。研削ホイール７６の下面の外周縁部には、周方向に間隔をおいて環状に配置された複数の研削砥石７８が固定されている。図１１に示すとおり、研削砥石７８がチャックテーブル６６の回転中心を通るように、研削ホイール７６の回転中心はチャックテーブル６６の回転中心に対して変位している。このため、チャックテーブル６６と研削ホイール７６とが相互に回転しながら、チャックテーブル６６の上面に保持された被加工物の上面と研削砥石７８とが接触した場合に、被加工物の上面全体が研削砥石７８によって研削される。 In the preparation process of the present embodiment, after performing the metal film coating step, the metal film 62 covered on the upper surface of the insulating substrate 50 excluding the openings 6 is removed, and the electrode pads 10 are formed on the bottom surfaces of the openings 6. An electrode pad forming step is performed. The electrode pad forming step can be performed using, for example, a grinding device 64, part of which is shown in FIG. The grinding device 64 includes a chuck table 66 and grinding means 68. The chuck table 66 configured to adsorb the workpiece on the upper surface is rotated around an axis extending in the vertical direction by a rotating means (not shown). The grinding means 68 includes a columnar spindle 70 connected to a motor (not shown) and extending in the vertical direction, and a disk-like wheel mount 72 fixed to the lower end of the spindle 70. An annular grinding wheel 76 is fixed to the lower surface of the wheel mount 72 by bolts 74. A plurality of grinding wheels 78 that are annularly arranged at intervals in the circumferential direction are fixed to the outer peripheral edge of the lower surface of the grinding wheel 76. As shown in FIG. 11, the rotation center of the grinding wheel 76 is displaced with respect to the rotation center of the chuck table 66 so that the grinding wheel 78 passes through the rotation center of the chuck table 66. Therefore, when the upper surface of the workpiece held on the upper surface of the chuck table 66 and the grinding wheel 78 come into contact with each other while the chuck table 66 and the grinding wheel 76 rotate relative to each other, the entire upper surface of the workpiece is It is ground by a grinding wheel 78.
準備工程の電極パッド形成ステップでは、まず、金属膜６２を被覆した開口６側を上に向けて、研削装置６４のチャックテーブル６６の上面に絶縁性基板５０を吸着させる。次いで、上方からみて反時計回りに所定の回転速度でチャックテーブル６６を回転手段によって回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度でスピンドル７０をモータによって回転させる。次いで、研削装置６４の昇降手段（図示していない。）によってスピンドル７０を下降させ、金属膜６２が被覆された絶縁性基板５０の上面に研削砥石７８を接触させる。絶縁性基板５０の上面に研削砥石７８を接触させた後は所定の研削送り速度でスピンドル７０を下降させる。これによって、図１３に示すとおり、各開口６を除く絶縁性基板５０の上面に被覆された金属膜６２を除去し、各開口６の底面に被覆された金属膜６２を電極パッド１０として形成することができる。以上のとおりの準備工程を実施することにより、上面に複数の開口６が形成され、かつ複数の開口６の底面のそれぞれに電極パッド１０が配設された絶縁性基板５０を準備することができる。 In the electrode pad forming step of the preparation process, first, the insulating substrate 50 is attracted to the upper surface of the chuck table 66 of the grinding device 64 with the opening 6 side coated with the metal film 62 facing upward. Next, the chuck table 66 is rotated by the rotating means at a predetermined rotation speed counterclockwise when viewed from above. Further, the spindle 70 is rotated by the motor at a predetermined rotational speed counterclockwise when viewed from above. Next, the spindle 70 is lowered by lifting means (not shown) of the grinding device 64, and the grinding wheel 78 is brought into contact with the upper surface of the insulating substrate 50 coated with the metal film 62. After bringing the grinding wheel 78 into contact with the upper surface of the insulating substrate 50, the spindle 70 is lowered at a predetermined grinding feed rate. As a result, as shown in FIG. 13, the metal film 62 covered on the upper surface of the insulating substrate 50 excluding each opening 6 is removed, and the metal film 62 covered on the bottom surface of each opening 6 is formed as the electrode pad 10. be able to. By performing the preparation steps as described above, it is possible to prepare an insulating substrate 50 in which a plurality of openings 6 are formed on the top surface and the electrode pads 10 are disposed on the bottom surfaces of the plurality of openings 6. .
準備工程を実施した後、各電極パッド１０に突起電極１２を形成する突起電極形成工程を実施する。突起電極形成工程は、たとえば上述のレーザー加工装置５２を用いて実施することができる。突起電極形成工程では、まず、電極パッド１０を形成した開口６側を上に向けてレーザー加工装置５２のチャックテーブル５４の上面に絶縁性基板５０を吸着させる。次いで、回転手段、Ｘ方向移動手段及びＹ方向移動手段によってチャックテーブル５４を回転及び移動させ、絶縁性基板５０と集光器５６とのＸＹ平面における位置を調整し、正方形領域６０のＸ方向一端部に位置する電極パッド１０にパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づける。次いで、絶縁性基板５０に形成された開口６側から、Ｘ方向一端部に位置する電極パッド１０にパルスレーザー光線ＬＢを１パルス照射する。そうすると電極パッド１０には、図３及び図１４に示すとおり、パルスレーザー光線ＬＢの照射による溶融と熱膨張とによって、水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く突起電極１２が形成される。そして、電極パッド１０へのパルスレーザー光線ＬＢの１パルス照射と、Ｘ方向において隣接する開口６の中心間距離の分だけＸ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＸ方向へ移動させる加工送りとを交互に繰り返す突起電極形成加工により電極パッド１０に突起電極１２を順次形成する。Ｘ方向他端部の電極パッド１０に突起電極１２を形成した後は、Ｙ方向において隣接する開口６の中心間距離の分だけＹ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＹ方向にインデックス送りする。そして、突起電極形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより全ての電極パッド１０に突起電極１２を形成することができる。突起電極形成工程におけるパルスレーザー光線ＬＢの条件は、たとえば、波長が３５５ｎｍであり、かつ１パルス当たりのエネルギーが１２０〜１７０ｎＪであるのが好ましい。１パルス当たりのエネルギーは１４５ｎＪがより好ましい。 After performing the preparatory process, the protruding electrode formation process which forms the protruding electrode 12 in each electrode pad 10 is implemented. The protruding electrode formation step can be performed using, for example, the laser processing apparatus 52 described above. In the protruding electrode forming step, first, the insulating substrate 50 is attracted to the upper surface of the chuck table 54 of the laser processing apparatus 52 with the opening 6 side where the electrode pad 10 is formed facing upward. Next, the chuck table 54 is rotated and moved by the rotating means, the X-direction moving means, and the Y-direction moving means, the positions of the insulating substrate 50 and the condenser 56 in the XY plane are adjusted, and one end of the square region 60 in the X direction is adjusted. The condensing point of the pulsed laser beam LB is positioned on the electrode pad 10 located in the part. Next, one pulse of the pulsed laser beam LB is applied to the electrode pad 10 located at one end in the X direction from the opening 6 side formed in the insulating substrate 50. Then, as shown in FIG. 3 and FIG. 14, the protruding electrode 12 is formed on the electrode pad 10 by the melting and thermal expansion caused by the irradiation of the pulsed laser beam LB as if the water droplets dropped on the water surface bounce off the water surface. Then, one pulse irradiation of the pulse laser beam LB to the electrode pad 10 and processing feed for moving the chuck table 54 in the X direction by the X-direction moving means by the distance between the centers of the openings 6 adjacent in the X direction are alternately performed. The protruding electrodes 12 are sequentially formed on the electrode pad 10 by repeated protruding electrode formation processing. After the protruding electrode 12 is formed on the electrode pad 10 at the other end in the X direction, the chuck table 54 is indexed in the Y direction by the Y direction moving means by the distance between the centers of the openings 6 adjacent in the Y direction. Then, the protruding electrodes 12 can be formed on all the electrode pads 10 by alternately repeating the protruding electrode forming process and the index feeding. The conditions of the pulsed laser beam LB in the protruding electrode formation step are preferably, for example, that the wavelength is 355 nm and the energy per pulse is 120 to 170 nJ. The energy per pulse is more preferably 145 nJ.
突起電極形成工程を実施した後、適宜のダイシング装置やレーザー加工装置によって分割予定ライン５８に沿って絶縁性基板５０を分割することにより個々のマイクロ電極体２を得ることができる。 After carrying out the protruding electrode forming step, the individual microelectrode bodies 2 can be obtained by dividing the insulating substrate 50 along the scheduled dividing line 58 by an appropriate dicing apparatus or laser processing apparatus.
以上のとおり本発明のマイクロ電極体２の製造方法では、突起電極形成工程において絶縁性基板５０に形成された開口６から電極パッド１０にパルスレーザー光線ＬＢを１パルス照射して溶融と熱膨張とによって水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く突起電極１２を形成するので、比較的容易に突起電極１２を形成することができる。 As described above, in the method of manufacturing the microelectrode body 2 according to the present invention, one pulse laser beam LB is irradiated to the electrode pad 10 from the opening 6 formed in the insulating substrate 50 in the protruding electrode forming step, and melting and thermal expansion are performed. Since the protruding electrode 12 is formed as if the water droplet dropped on the water surface bounces off from the water surface, the protruding electrode 12 can be formed relatively easily.
次に、上述の第二の実施形態に係るマイクロ電極体３０についての製造方法の実施形態について図５及び図６を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、第二の実施形態に係るマイクロ電極体３０と同一の構成要素に同一の符号を付しその説明を省略する。 Next, an embodiment of a manufacturing method for the microelectrode body 30 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same components as those of the microelectrode body 30 according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本発明のマイクロ電極体３０の製造方法では、まず、上面に複数の開口３８が形成され、かつ複数の開口３８のそれぞれに電極パッド４０が配設された絶縁性基板３２を準備する準備工程を実施する。本実施形態における準備工程は、複数の電極パッド４０及び各電極パッド４０から延びるリード線４４を絶縁性基板３２の基板本体３４の上面に配設する電極配設ステップと、各電極パッド４０に対応する開口３８を有する絶縁性マスク３６を基板本体３４の上面に敷設する絶縁性マスク敷設ステップとを含む。 In the method of manufacturing the microelectrode body 30 according to the present invention, first, a preparation step is performed for preparing the insulating substrate 32 in which the plurality of openings 38 are formed on the upper surface and the electrode pads 40 are disposed in each of the plurality of openings 38. carry out. The preparatory process in the present embodiment corresponds to each electrode pad 40 and an electrode disposing step of disposing a plurality of electrode pads 40 and lead wires 44 extending from each electrode pad 40 on the upper surface of the substrate body 34 of the insulating substrate 32. And an insulating mask laying step of laying an insulating mask 36 having an opening 38 on the upper surface of the substrate body 34.
本実施形態の準備工程では、まず、電極配設ステップを実施する。電極配設ステップでは、たとえばスパッターにより基板本体３４の上面全体に導電材料を被覆し、次いでエッチング又はリフトオフ加工により導電材料のパターニングを行う。これによって、複数の電極パッド４０と、各電極パッド４０から延びる所定パターンのリード線４４を基板本体３４の上面に配設することができる。 In the preparation process of this embodiment, first, an electrode arrangement step is performed. In the electrode placement step, for example, the entire upper surface of the substrate body 34 is coated by sputtering, and then the conductive material is patterned by etching or lift-off processing. Thus, a plurality of electrode pads 40 and lead wires 44 having a predetermined pattern extending from each electrode pad 40 can be disposed on the upper surface of the substrate body 34.
本実施形態の準備工程では、電極配設ステップを実施した後、絶縁性マスク敷設ステップを実施する。絶縁性マスク敷設ステップにおいて絶縁性マスク３６として水晶（ＳｉＯ２）を用いる場合には、たとえば、プラズマＣＶＤ法により基板本体３４の上面全体に水晶（ＳｉＯ２）を被覆し、次いで水晶（ＳｉＯ２）膜上にフォトレジスト等の感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィにより感光性樹脂のパターニングを行い、そしてパターニングした感光性樹脂をマスクとしてエッチングを行う。これによって図６に示すとおり、各電極パッド４０に対応する開口３８を有する絶縁性マスク３６を基板本体３４の上面に敷設することができる。また、絶縁性マスク敷設ステップにおいて絶縁性マスク３６として感光性樹脂を用いる場合には、フォトリソグラフィにより感光性樹脂のパターニングを行うことによって、各電極パッド４０に対応する開口３８を有する絶縁性マスク３６を基板本体３４の上面に敷設することができる。以上のとおりの準備工程を実施することにより、上面に複数の開口３８が形成され、かつ複数の開口３８の底面のそれぞれに電極パッド４０が配設された絶縁性基板３２を準備することができる。 In the preparation process of the present embodiment, the insulating mask laying step is performed after the electrode disposing step. Crystal as the insulating mask 36 in the insulating mask laying step in the case of using the (SiO 2), for example, a plasma CVD method by a crystal on the entire upper surface of the substrate main body 34 (SiO 2) coated and then crystal (SiO 2) A photosensitive resin such as a photoresist is applied onto the film, the photosensitive resin is patterned by photolithography, and etching is performed using the patterned photosensitive resin as a mask. As a result, as shown in FIG. 6, an insulating mask 36 having openings 38 corresponding to the electrode pads 40 can be laid on the upper surface of the substrate body 34. When a photosensitive resin is used as the insulating mask 36 in the insulating mask laying step, the insulating mask 36 having openings 38 corresponding to the electrode pads 40 is formed by patterning the photosensitive resin by photolithography. Can be laid on the upper surface of the substrate body 34. By performing the preparation steps as described above, it is possible to prepare the insulating substrate 32 in which the plurality of openings 38 are formed on the upper surface and the electrode pads 40 are disposed on the bottom surfaces of the plurality of openings 38. .
準備工程を実施した後、各電極パッド４０に突起電極４２を形成する突起電極形成工程を実施する。突起電極形成工程は、たとえば上述のレーザー加工装置５２を用いて実施することができる。突起電極形成工程では、まず、電極パッド４０を形成した開口３８側を上に向けてレーザー加工装置５２のチャックテーブル５４の上面に絶縁性基板３２を吸着させる。次いで、回転手段、Ｘ方向移動手段及びＹ方向移動手段によってチャックテーブル５４を回転及び移動させ、絶縁性基板３２と集光器５６とのＸＹ平面における位置を調整し、絶縁性基板３２のＸ方向一端部に位置する電極パッド４０にパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づける。次いで、絶縁性基板３２に形成された開口３８側から、Ｘ方向一端部に位置する電極パッド４０にパルスレーザー光線ＬＢを１パルス照射する。そうすると電極パッド４０には、図５に示すとおり、パルスレーザー光線ＬＢの照射による溶融と熱膨張とによって、水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く突起電極４２が形成される。そして、電極パッド４０へのパルスレーザー光線ＬＢの１パルス照射と、Ｘ方向において隣接する開口３８の中心間距離の分だけＸ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＸ方向へ移動させる加工送りとを交互に繰り返す突起電極形成加工により電極パッド４０に突起電極４２を順次形成する。Ｘ方向他端部の電極パッド４０に突起電極４２を形成した後は、Ｙ方向において隣接する開口３８の中心間距離の分だけＹ方向移動手段によってチャックテーブル５４をＹ方向にインデックス送りする。そして、突起電極形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより全ての電極パッド４０に突起電極４２を形成することができ、この結果、マイクロ電極体３０を得ることができる。突起電極形成工程におけるパルスレーザー光線ＬＢの条件は、たとえば、波長が３５５ｎｍであり、かつ１パルス当たりのエネルギーが１２０〜１７０ｎＪであるのが好ましい。１パルス当たりのエネルギーは１４５ｎＪがより好ましい。 After performing the preparatory process, the projecting electrode formation process which forms the projecting electrode 42 in each electrode pad 40 is implemented. The protruding electrode formation step can be performed using, for example, the laser processing apparatus 52 described above. In the protruding electrode forming step, first, the insulating substrate 32 is attracted to the upper surface of the chuck table 54 of the laser processing apparatus 52 with the opening 38 side where the electrode pad 40 is formed facing upward. Next, the chuck table 54 is rotated and moved by the rotating means, the X-direction moving means, and the Y-direction moving means, and the positions of the insulating substrate 32 and the condenser 56 in the XY plane are adjusted, and the X direction of the insulating substrate 32 is adjusted. The condensing point of the pulsed laser beam LB is positioned on the electrode pad 40 located at one end. Next, one pulse of the pulsed laser beam LB is irradiated from the side of the opening 38 formed in the insulating substrate 32 to the electrode pad 40 located at one end in the X direction. Then, as shown in FIG. 5, the electrode pad 40 is formed with a protruding electrode 42 as if the water droplets dropped on the water surface bounce off from the water surface due to melting and thermal expansion by irradiation with the pulsed laser beam LB. Then, one pulse irradiation of the pulse laser beam LB to the electrode pad 40 and processing feed for moving the chuck table 54 in the X direction by the X-direction moving means by the distance between the centers of the openings 38 adjacent in the X direction are alternately performed. The protruding electrodes 42 are sequentially formed on the electrode pad 40 by repeated protruding electrode formation processing. After the protruding electrode 42 is formed on the electrode pad 40 at the other end in the X direction, the chuck table 54 is indexed in the Y direction by the Y direction moving means by the distance between the centers of the openings 38 adjacent in the Y direction. The protruding electrodes 42 can be formed on all the electrode pads 40 by alternately repeating the protruding electrode forming process and the index feeding, and as a result, the microelectrode body 30 can be obtained. The conditions of the pulsed laser beam LB in the protruding electrode formation step are preferably, for example, that the wavelength is 355 nm and the energy per pulse is 120 to 170 nJ. The energy per pulse is more preferably 145 nJ.
以上のとおり本発明のマイクロ電極体３０の製造方法では、突起電極形成工程において絶縁性基板３２に形成された開口３８から電極パッド４０にパルスレーザー光線ＬＢを１パルス照射して溶融と熱膨張とによって水面に滴下された水滴の水面からの跳ね返りの如く突起電極４２を形成するので、比較的容易に突起電極４２を形成することができる。 As described above, in the method of manufacturing the microelectrode body 30 according to the present invention, the pulse pad LB is irradiated with one pulse from the opening 38 formed in the insulating substrate 32 to the electrode pad 40 in the protruding electrode forming step, and melting and thermal expansion are performed. Since the protruding electrode 42 is formed as if the water droplet dropped on the water surface bounces off the water surface, the protruding electrode 42 can be formed relatively easily.
２：マイクロ電極体（第一の実施形態）
４：絶縁性基板
６：開口
１０：電極パッド
１２：突起電極
３０：マイクロ電極体（第二の実施形態）
３２：絶縁性基板
３８：開口
４０：電極パッド
４２：突起電極
2: Microelectrode body (first embodiment)
4: Insulating substrate 6: Opening 10: Electrode pad 12: Protruding electrode 30: Microelectrode body (second embodiment)
32: Insulating substrate 38: Opening 40: Electrode pad 42: Projection electrode
Claims (2)
上面に複数の開口が形成された絶縁性基板と、該複数の開口のそれぞれに配設された電極パッドと、を備え、
該電極パッドには突起電極が形成され、
該突起電極は、該絶縁性基板に形成された該開口から該電極パッドにレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水滴の跳ね返りの如く形成されるマイクロ電極体。 A microelectrode body for detecting electrical characteristics,
An insulating substrate having a plurality of openings formed on the upper surface, and an electrode pad disposed in each of the plurality of openings;
A protruding electrode is formed on the electrode pad,
The protruding electrode is a microelectrode body formed by irradiating a laser beam to the electrode pad from the opening formed in the insulating substrate and rebounding water droplets by melting and thermal expansion.
上面に複数の開口が形成され、かつ該複数の開口のそれぞれに電極パッドが配設された絶縁性基板を準備する準備工程と、
該絶縁性基板に形成された該開口から該電極パッドにレーザー光線を照射して溶融と熱膨張とによって水滴の跳ね返りの如く突起電極を形成する突起電極形成工程と、から少なくとも構成されるマイクロ電極体の製造方法。 A method of manufacturing a microelectrode body,
A preparatory step of preparing an insulating substrate in which a plurality of openings are formed on the upper surface and an electrode pad is disposed in each of the plurality of openings;
A projecting electrode forming step for forming a projecting electrode such that a water droplet rebounds by melting and thermal expansion by irradiating the electrode pad with a laser beam from the opening formed in the insulating substrate. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016234957A JP6870968B2 (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | Manufacturing method of microelectrode body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016234957A JP6870968B2 (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | Manufacturing method of microelectrode body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018088865A true JP2018088865A (en) | 2018-06-14 |
| JP6870968B2 JP6870968B2 (en) | 2021-05-12 |
Family
ID=62563331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016234957A Active JP6870968B2 (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | Manufacturing method of microelectrode body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6870968B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021083369A (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 学校法人立命館 | Measuring method and measuring device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004333404A (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Hitachi Ltd | Microreactor, method for manufacturing the same, and sample screening apparatus |
| JP2005514019A (en) * | 2001-12-17 | 2005-05-19 | 北京博奥生物芯片有限責任公司 | Apparatus for stimulating animal cells and recording physiological signals of the animal cells, and methods for producing and using the apparatus |
| WO2013061849A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | 国立大学法人東京医科歯科大学 | Method and device for examining myocardial toxicity and evaluating cardiomyocyte |
-
2016
- 2016-12-02 JP JP2016234957A patent/JP6870968B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005514019A (en) * | 2001-12-17 | 2005-05-19 | 北京博奥生物芯片有限責任公司 | Apparatus for stimulating animal cells and recording physiological signals of the animal cells, and methods for producing and using the apparatus |
| JP2004333404A (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Hitachi Ltd | Microreactor, method for manufacturing the same, and sample screening apparatus |
| WO2013061849A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | 国立大学法人東京医科歯科大学 | Method and device for examining myocardial toxicity and evaluating cardiomyocyte |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021083369A (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 学校法人立命館 | Measuring method and measuring device |
| JP7460110B2 (en) | 2019-11-28 | 2024-04-02 | 学校法人立命館 | Measurement method and device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6870968B2 (en) | 2021-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10460956B2 (en) | Interposer with lattice construction and embedded conductive metal structures | |
| CN103706899B (en) | For the line electrode array structure preparation method of electrochemical micromachining | |
| JPWO2019235617A1 (en) | Glass device manufacturing method and glass device | |
| TW201809361A (en) | Method for manufacturing a fine metal mask using electroplating | |
| US20100036470A1 (en) | Laser-Based Fabrication of Implantable Stimulation Electrodes | |
| US20130213467A1 (en) | Production of microholes | |
| WO2008150930A2 (en) | Masking high-aspect ratio structures | |
| JP2015506276A (en) | How to make a small tapered hole in hardened silicon | |
| CN107851716A (en) | Method for manufacturing shadow mask using hybrid processing method and shadow mask manufactured thereby | |
| JP6870968B2 (en) | Manufacturing method of microelectrode body | |
| JP2004047664A (en) | Exposure transfer mask and pattern exchange method for exposure transfer mask | |
| JPH0316125A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| TW202244317A (en) | Electrochemical assembly for forming semiconductor features | |
| KR101949921B1 (en) | A device for extraction of electrical charge carriers from a charge carrier generating space and a method for operating such a device | |
| JPH10173318A (en) | Printed circuit board manufacturing method | |
| JP2007180212A (en) | Manufacturing method and intermediate product of wiring board | |
| JP2022103488A (en) | Sample cross-section preparation method and formwork kit for sample cross-section preparation | |
| JP2002075849A (en) | Electron beam exposure apparatus, member for shaping charged particle beam, and method of manufacturing the same | |
| KR102897901B1 (en) | Methods for manufacturing chamber components using laser drilling | |
| JPS6049626A (en) | Manufacture of charged beam deflector | |
| RU2006105021A (en) | METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT OF A DEPOSITION DEVICE DEVICE | |
| JP7424896B2 (en) | Wafer processing method | |
| JP2014039967A (en) | Substrate processing method and substrate | |
| JP2020059879A (en) | Perforated laminate member, and manufacturing method of perforated laminate member | |
| JP2004281228A (en) | Beam source and beam processing apparatus provided with the beam source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191018 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200826 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200908 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201022 |
|
| 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: 20210323 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210415 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6870968 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |