CN100364770C - 用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置及其制造方法与操作方法 - Google Patents

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CN100364770C CNB2004100455662A CN200410045566A CN100364770C CN 100364770 C CN100364770 C CN 100364770C CN B2004100455662 A CNB2004100455662 A CN B2004100455662A CN 200410045566 A CN200410045566 A CN 200410045566A CN 100364770 C CN100364770 C CN 100364770C
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Abstract

本发明是关于一种用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置及其制造方法与操作方法,其中该流体排出装置,是包括一基板、一悬臂梁以及一启动垫。基板具有一孔洞,而悬臂梁是配置在基板上方,且悬臂梁具有一固定部以及一悬臂部,其中悬臂部是对应配置于上述的孔洞的上方。另外,启动垫是配置于悬臂梁的悬臂部与基板之间。由于本发明的流体排出装置是采用微机电系统技术,所以能达到高速与少量的流体排出效果,尤其适于应用在喷墨式打印机。

Description

用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置及其制造方法与操作方法
技术领域
本发明是涉及一种适用于喷墨头(ink jet printing head)的流体排出装置(fluid ejection device)及其制造方法与操作方法,且特别是涉及一种使用微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)的流体排出装置及其制造方法及操作方法。
背景技术
目前的喷墨技术一般可以分为气泡式喷墨技术与压电式喷墨(piezoelectric ink-jet)技术两种。
请参阅图1A与图1B所示,是现有习知的利用气泡式喷墨技术的喷墨头及其操作示意图。请参阅图1A所示,现有习知的气泡式喷墨技术所采用的喷墨头100(又称打印头)是采用一加热器102,对其中的墨水104加热,使其沸腾产生气泡106,再通过气泡106的压力,迫使墨水104由喷嘴108喷出。
之后,请参阅图1B所示,加热器102停止时,会因为温度降低,使墨水104中气泡106减少并消失,同时因表面张力而产生引力,拉引剩余的墨水104去补充,如此循环程序就成了热感应式喷墨技术。这种气泡式喷墨技术的打印速度的等级通常为百万分之一秒(micro-second,μs)级,而其缺点就是墨水只经推挤就被喷出,力量较不能集中,且墨点易受到惯性定律影响,与喷墨头拉扯不清,而产生不均匀或墨渣。另一个缺点是气泡式喷墨技术因其喷墨头常处于高温状况下,故使得喷墨头更容易损耗,尤其是在没有墨水时更严重。
而另一种喷墨技术,请参阅图2A至图2C所示,是现有习知的利用压电式喷墨技术的喷墨头及其操作示意图。请参阅图2A所示,现有习知的压电式喷墨技术所采用的喷墨头200,是利用一石英晶体202来控制墨水204的喷出情形,且在喷墨头200内包括一喷嘴208。因为这种石英晶体202在通电后产生固定的震荡频率,因而在导电时产生膨胀,当停止供电时便将墨水拉回。
接着,请参阅图2B所示,当通电至石英晶体202时,石英晶体202会膨胀,而使墨水204被推出喷嘴208。这种压电式喷墨技术因为不需经过热能的转换,所以喷墨头自然不会有因为热所产生的问题。
之后,请参阅图2C所示,停止通电,石英晶体202就会回复成原来大小,而使墨水204被拉回。这种压电式喷墨技术的打印速度的等级亦为百万分之一秒(μs)级,而其缺点就是墨水每次喷出的量无法进一步缩小。
由此可见,上述现有的流体排出装置及其制造方法与操作方法,在结构、方法与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的流体排出装置及其制造方法与操作方法存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种新的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置及其制造方法与操作方法,能够改进一般现有的流体排出装置及其制造方法与操作方法,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有的流体排出装置存在的缺陷,而提供一种新型结构的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,所要解决的技术问题是使其能使流体排出的速度等级达到十亿分之一秒(nano-second,ns)级,并且可以精确控制每次排出的流体容量,从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于,克服现有的的流体排出装置的制造方法存在的缺陷,而提供一种新的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,所要解决的技术问题是使其可以制作出极微小的流体排出装置,从而更加适于实用。
本发明的再一目的在于,克服现有的流体排出装置的操作方法存在的缺陷,而提供一种新的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,所要解决的技术问题是使其能增加流体排出的速度以及精确控制每次排出的流体容量,从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其包括:一基板,具有一孔洞;一悬臂梁,配置在该基板上方,且该悬臂梁具有一固定部以及一悬臂部,其中该悬臂部是对应配置于该孔洞的上方;以及一启动垫,配置于该悬臂梁的该悬臂部与该基板之间。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其更包括一阻塞构件,位于该悬臂梁的该悬臂部上,且该阻塞构件是对准该基板的该孔洞。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其中所述的阻塞构件的尺寸较该孔洞的孔径大。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其中所述的悬臂梁的该固定部是为立于该基板上的一柱结构,并支撑该悬臂部。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其更包括一封装结构,包覆于该基板上,以将该悬臂梁与该启动垫封包起来。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其包括以下步骤:提供一基板;在该基板上形成一启动垫;在该基板上形成图案化的一牺牲层,覆盖该启动垫,且该牺牲层中具有一开口,暴露出该基板;在该牺牲层上形成一图案层,其中该图案层具有一沟渠,且该沟渠是暴露出该开口;在该开口与该沟渠中形成一第一导体层;由该基板的背面形成贯穿该基板的一孔洞;以及去除该牺牲层以及该图案层,保留下来的该第一导体层即形成一悬臂梁结构。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中所述的在该基板上形成该启动垫的步骤包括:在该基板上形成一氧化层;在该氧化层上形成一第二导体层;以及图案化该第二导体层与该氧化层,以形成该启动垫。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中所述的图案化的该牺牲层中除了具有暴露出该基板的该开口外,还包括有一凹洞。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中在去除该牺牲层以及该图案层之后,保留下来的该第一导电层除了构成该悬臂梁结构之外,对应该凹洞之处更形成与该悬梁臂连接的一阻塞构件。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中在该开口与该沟渠中形成该第一导体层之前,更包括先沉积一晶种层。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中所述的形成贯穿该基板的该孔洞的步骤,包括:在该基板的背面上形成一罩幕层,并暴露出部分该基板的背面;以及以该罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中在去除该牺牲层以及该图案层时,更包括同时去除该罩幕层。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中所述的形成贯穿该基板的该孔洞的步骤,包括:在该基板的背面上形成一第一罩幕层,并暴露出部分该基板的背面;以该第一罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板的部分厚度,而形成一凹陷;在该基板的背面上形成一第二罩幕层,暴露出部分该凹陷处的该基板;以及以该第二罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板,而形成贯穿该基板的该孔洞。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中在去除该牺牲层以及该图案层时,更包括同时去除该第一罩幕层与该第二罩幕层。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中所述的形成贯穿该基板的该孔洞的步骤,包括:在该基板的背面上形成一第一罩幕层,并暴露出部分该基板的背面;以该第一罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板的部分厚度,而形成一凹陷;去除该第一罩幕层;在该基板的背面上形成一第二罩幕层,并暴露出部分该凹陷处的该基板;以及以该第二罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板,而形成贯穿该基板的该孔洞。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中在去除该牺牲层以及该图案层时,更包括同时去除该第二罩幕层。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其中在去除该牺牲层以及图案层,以形成该悬臂梁结构之后,更包括封装该基板,以保护该启动垫与该悬臂梁。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,其包括以下步骤:提供权利要求1所述的流体排出装置,且该流体排出装置内是填充有一流体;当施加一电压在该启动垫时,该悬臂梁的该悬臂部会被向下吸引而由一启始位置往该基板的该孔洞靠近,以将该流体由该孔洞排出;以及当停止在该启动垫上施加该电压时,该悬臂梁的该悬臂部会逐渐远离该孔洞。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,其中当停止在该启动垫上施加该电压时,该悬臂梁的该悬臂部会逐渐远离该孔洞,而回复到该启始位置。
前述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,其中当施加一电压于该启动垫时,该悬臂梁的该悬臂部会被向下吸引而接触该基板的该孔洞,以将该流体由该孔洞排出。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知,为了达到前述发明目的,本发明的主要技术内容如下:
本发明提出用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其包括一基板、一悬臂梁以及一启动垫。其中,基板具有一孔洞,而悬臂梁是配置在基板上方,且悬臂梁具有一固定部以及一悬臂部,其中悬臂部是对应配置于上述的孔洞的上方。另外,启动垫是配置于悬臂梁的悬臂部与基板之间。
本发明再提出用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,包括提供一基板,在基板上形成一启动垫。接着在基板上形成图案化的一牺牲层,覆盖启动垫,且牺牲层中具有一开口,暴露出基板。之后在牺牲层上形成一图案层,其中图案层具有一沟渠,且沟渠是暴露出上述的开口。随后在开口与沟渠中形成一第一导体层。然后由基板的背面形成贯穿基板的一孔洞。之后,去除牺牲层以及图案层,保留下来的第一导体层即形成一悬臂梁结构。
本发明另外提出用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,此方法是首先提供上述的流体排出装置,且流体排出装置内是填充有一流体。当施加一电压于启动垫时,悬臂梁的悬梁部会被向下吸引而由一启始位置往基板的孔洞处靠近,以将流体由孔洞排出;当停止在启动垫上施加电压时,悬臂梁的悬臂部会逐渐远离孔洞。
借由上述技术方案,本发明用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置及其制造方法与操作方法至少具有下列优点:
1、本发明因为采用微机电结构作为流体排出装置,因此能使流体排出的速度等级达到十亿分之一秒(ns)级,并且可以精确控制每次排出的流体容量。
2、再者,本发明是利用微机电技术去制作此种流体排出装置,故可制作出极微小的流体排出装置,适于日益增加的喷墨式打印机的图形解析度要求。
3、另外,本发明只需利用加电压,即可轻易操控流体排出装置,故无现有技术中因高温而导致的损耗增加的问题。
综上所述,本发明用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,能够使流体排出的速度等级达到十亿分之一秒(nano-second,ns)级,并且可以精确控制每次排出的流体容量。本发明的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,可以制作出极微小的流体排出装置。本发明的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,能增加流体排出的速度以及精确控制每次排出的流体容量。其具有上述诸多优点及实用价值,并在同类产品及方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新,其不论在产品结构、方法或功能上皆有较大改进,在技术上有较大进步,并产生了好用及实用的效果,且较现有的流体排出装置及其制造方法与操作方法具有增进的多项功效,从而更加适于实用,而具有产业的广泛利用价值,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,并为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举出较佳实施例,并配合附图,详细说明如后。
附图说明
图1A与图1B是现有习知的利用气泡式喷墨技术的喷墨头及其操作示意图。
图2A至图2C是现有习知的利用压电式喷墨技术的喷墨头及其操作示意图。
图3A是依照本发明一较佳实施例的流体排出装置的剖面示意图。
图3B与图3C是图3A的流体排出装置的操作示意图。
图4A至图4G是依照本发明较佳实施例的流体排出装置的制造流程及结构剖面图。
30:流体排出装置100、200:喷墨头
102:加热器     104、204:墨水
106:气泡       108、208:喷嘴
202:大英晶体   300、400:基板
302:悬臂梁     304、406:启动垫
305:距离       306、426:孔洞
308:阻塞构件   310:悬臂部
312:固定部     314:流体
316:启始位置   400a:背面
402:氧化层     404、418:导体层
408:牺牲层     410、422:开口
411:凹洞       412:晶种层
414:图案层     416:沟渠
420、424:罩幕层428:封装结构
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置及其制造方法与操作方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效,详细说明如后。
图3A是依照本发明一较佳实施例的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的剖面示意图,而图3B与图3C是图3A的流体排出装置的操作示意图。
请首先参阅图3A所示,本实施例的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置30,包括基板300、悬臂梁(beam)302以及启动垫(activationpad)304。其中,基板300具有一孔洞(orifice)306,而悬臂梁302则具有一固定部312以及一悬臂部310,且悬臂部310是对应配置在孔洞306的上方。启动垫304是配置于悬臂梁302的悬臂部310与基板300之间。
在一较佳实施例中,该固定部312例如是立于基板300上的一个柱结构,并支撑住悬臂部310。而位于基板300上的启动垫304是与悬臂梁302之间相隔一距离305。在另一较佳实施例中,此流体排出装置30更可包括一阻塞构件(stopper)308,其是位于悬臂梁302的悬臂部310上,并对准形成在基板300中的孔洞306。在一较佳实施例中,上述的阻塞构件308的大小可选择较孔洞306的孔径大。
值得一提的是,柱结构的固定部312较佳的是支撑位置是使悬臂部310左右呈现1∶4的比例,例如在图3A中所绘示,固定部312左边的悬臂部310以及固定部312左边的悬臂部310的长度为1∶4的关系。当然,本发明并不限定此悬臂梁302必须是符合上述的比例关系。另外,上述的启动垫304的材质与悬臂梁302的材质均可为金属,且较佳为不易氧化且导电性绝佳的材质如金(Au)。此外,孔洞306例如是漏斗状开口(如图3A所示)或是其它形状如圆柱状开口或是碗状开口。
接着,请参阅图3B所示,本实施例的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置30的操作方法适用于用来排出流体的流体排出装置,例如喷墨头(ink jet printing head)等。而这种流体排出装置30的操作方法,包括以下步骤:先在流体排出装置30内填充流体314。之后,当提供一电压至流体排出装置30的启动垫304,而使启动垫304与悬臂梁302之间产生一电位差时,悬臂梁302的悬臂部310会从一启始位置316被向下吸引而往到基板300的孔洞306靠近,以将流体314由孔洞306排出。
而当在提供电压至流体排出装置30的启动垫304时,亦可依据实际设计或需求而选择性的提供一相对电压至流体排出装置30的悬臂梁302。在一较佳实施例中,当悬臂梁302的悬置端303b被向下吸引时,位于悬臂部310上的阻塞构件308会塞住孔洞306,以使由孔洞306排出的流体314容量能精确的控制。
然后,请参阅图3C所示,当停止供应电压时,悬臂梁302的悬臂部310会因拉应力(tensile stress)而逐渐远离孔洞306。在一较佳实施例中,悬臂部310会回复至启始位置316。此时,因流体314将被拉回,并因为流体314的黏度而保持在流体排出装置30内不会流出。
而前述流体排出装置是采用微机电系统的制作技术制造的,请参阅图4A至图4G所示,是依照本发明的较佳实施例的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造流程及结构剖面图。
请参阅图4A所示,本发明较佳实施例的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,主要包括以下步骤:
先提供一基板400,再在基板400上形成一氧化层402,再在该氧化层402上形成一导体层404,其中形成导体层404的方法譬如是溅镀法,且导体层404的材质包括金属,如金。
之后,请参阅图4B所示,图案化导体层404与氧化层402,以形成一启动垫406。随后,在基板400上形成一牺牲层(sacrifical layer)408覆盖启动垫406,其中牺牲层408的厚度的大小将决定启动垫406与后续形成的悬臂梁(未绘示)之间的间距(gap)。在一较佳实施例中,牺牲层406的厚度例如是4000埃至6000埃,较佳的是5000埃,且牺牲层408的材质例如是光阻或是其他与导电材质具有蚀刻选择性的材质。
接着,请参阅图4C所示,图案化牺牲层408,以定义出一开口410,且暴露出部分基板400。此外,在一较佳实施例中,在图案化牺牲层408的同时,更同时定义出一凹洞411,以利后续形成阻塞构件。之后,在进行下一制程步骤之前,可以选择性的在图案化牺牲层408之后,先在牺牲层408与开口410表面溅镀一晶种层412,其材质例如是铬(Cr)、金或是前两者的组合物,且晶种层412的厚度例如是800埃至1200埃,较佳的是1000埃。
随后,请参阅图4D所示,在牺牲层408上形成一图案层(moldlayer)414,其中图案层414中具有一沟渠416,且沟渠416是暴露出开口410。在一较佳实施例中,图案层414的材质例如是与牺牲层408的材质相同或相似。接着,在开口410与沟渠416中形成另一导体层418,其中导体层418的形成方法譬如是电镀法,且其材质包括金属,如金。
之后,请参阅图4E所示,在基板400的背面400a上先形成一第一罩幕层420,并暴露出部分基板400的背面400a,之后以第一罩幕层420作为蚀刻罩幕,去除暴露出的基板400的部分厚度(例如是利用湿式蚀刻法),而形成如本图所示的凹陷422,其中前述湿式蚀刻法所采用的溶剂例如是氢氧化钾(KOH)。
然后,请参阅图4F所示,先将第一罩幕层422去除再在基板400的背面400a上形成一第二罩幕层424(如本图所示),并暴露出部分凹陷422处的基板400。随后,以第二罩幕层424作为蚀刻罩幕,去除暴露出的基板400,以形成孔洞426(例如是利用干式蚀刻法)。
在另一较佳实施例中,上述形成孔洞426的方法亦可以在形成凹陷422之后(如图4E所示),不移除第一罩幕层420,而直接在第一罩幕层420与基板400的背面400a上形成第二罩幕层424。然后在进行蚀刻制程以形成贯穿基板400的孔洞426。
在另一较佳实施例中,形成贯穿基板400的孔洞426的步骤亦可直接在基板400的背面400a上形成一罩幕层(图中未示),并暴露出部分基板400的背面400a,再以此罩幕层作为蚀刻罩幕,直接形成贯穿基板400的孔洞426。
接着,请参阅图4G所示,去除牺牲层408以及图案层414,而保留下来的导电层418即形成悬臂梁结构。值得注意的是,若前述的罩幕层422、426的材质的选用与牺牲层408以及图案层414相同或相似的话,在此步骤中更可以同时可去除罩幕层422、426。接着,封装(encapsulation)基板400,以形成将启动垫406与悬臂梁418包覆起来的封装结构428,而封装基板400的方法包括烧结玻璃封胶(frit glass seal)法或热压送模塑法(thermalcompression)。
综上所述,本发明的特点在于采用微机电结构作为流体排出装置,所以能够因为大幅缩小流体排出装置的尺寸,进而可使流体排出的速度等级达到十亿分之一秒(nano-second)级,同时可以精确控制每次排出的流体容量。
此外,由于本发明利用微机电技术去制作流体排出装置,故可制作出极微小的流体排出装置,以便大幅缩减流体排出量,而适于日益增加的喷墨式打印机的图形解析度要求。
再者,本发明只需利用加电压,即可轻易操控流体排出装置,故无现有习知因高温而导致的损耗增加问题。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但是凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (20)

1.一种用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其特征在于其包括:
一基板,具有一孔洞;
一悬臂梁,配置在该基板上方,且该悬臂梁具有一固定部以及一悬臂部,其中该悬臂部是对应配置于该孔洞的上方;以及
一启动垫,配置于该悬臂梁的该悬臂部与该基板之间。
2.根据权利要求1所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其特征在于其更包括一阻塞构件,位于该悬臂梁的该悬臂部上,且该阻塞构件是对准该基板的该孔洞。
3.根据权利要求2所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其特征在于其中所述的阻塞构件的尺寸较该孔洞的孔径大。
4.根据权利要求1所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其特征在于其中所述的悬臂梁的该固定部是为立于该基板上的一柱结构,并支撑该悬臂部。
5.根据权利要求1所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置,其特征在于其更包括一封装结构,包覆于该基板上,以将该悬臂梁与该启动垫封包起来。
6.一种用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其包括以下步骤:
提供一基板;
在该基板上形成一启动垫;
在该基板上形成图案化的一牺牲层,覆盖该启动垫,且该牺牲层中具有一开口,暴露出该基板;
在该牺牲层上形成一图案层,其中该图案层具有一沟渠,且该沟渠是暴露出该开口;
在该开口与该沟渠中形成一第一导体层;
由该基板的背面形成贯穿该基板的一孔洞;以及
去除该牺牲层以及该图案层,保留下来的该第一导体层即形成一悬臂梁结构。
7.根据权利要求6所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中所述的在该基板上形成该启动垫的步骤包括:
在该基板上形成一氧化层;
在该氧化层上形成一第二导体层;以及
图案化该第二导体层与该氧化层,以形成该启动垫。
8.根据权利要求6所述的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中所述的图案化的该牺牲层中除了具有暴露出该基板的该开口外,还包括有一凹洞。
9.根据权利要求8所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中在去除该牺牲层以及该图案层之后,保留下来的该第一导电层除了构成该悬臂梁结构之外,对应该凹洞之处更形成与该悬梁臂连接的一阻塞构件。
10.根据权利要求6所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中在该开口与该沟渠中形成该第一导体层之前,更包括先沉积一晶种层。
11.根据权利要求6所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中所述的形成贯穿该基板的该孔洞的步骤,包括:
在该基板的背面上形成一罩幕层,并暴露出部分该基板的背面;以及
以该罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板。
12.根据权利要求11所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中在去除该牺牲层以及该图案层时,更包括同时去除该罩幕层。
13.根据权利要求6所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中所述的形成贯穿该基板的该孔洞的步骤,包括:
在该基板的背面上形成一第一罩幕层,并暴露出部分该基板的背面;
以该第一罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板的部分厚度,而形成一凹陷;
在该基板的背面上形成一第二罩幕层,暴露出部分该凹陷处的该基板;以及
以该第二罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板,而形成贯穿该基板的该孔洞。
14.根据权利要求13所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中在去除该牺牲层以及该图案层时,更包括同时去除该第一罩幕层与该第二罩幕层。
15.根据权利要求6所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中所述的形成贯穿该基板的该孔洞的步骤,包括:
在该基板的背面上形成一第一罩幕层,并暴露出部分该基板的背面;
以该第一罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板的部分厚度,而形成一凹陷;
去除该第一罩幕层;
在该基板的背面上形成一第二罩幕层,并暴露出部分该凹陷处的该基板;以及
以该第二罩幕层作为蚀刻罩幕,去除暴露出的该基板,而形成贯穿该基板的该孔洞。
16.根据权利要求15所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中在去除该牺牲层以及该图案层时,更包括同时去除该第二罩幕层。
17.根据权利要求11所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的制造方法,其特征在于其中在去除该牺牲层以及该图案层,以形成该悬臂梁结构之后,更包括封装该基板,以保护该启动垫与该悬臂梁。
18.一种用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,其特征在于其包括以下步骤:
提供权利要求1所述的流体排出装置,且该流体排出装置内是填充有一流体;
当施加一电压在该启动垫时,该悬臂梁的该悬臂部会被向下吸引而由一启始位置往该基板的该孔洞靠近,以将该流体由该孔洞排出;以及
当停止在该启动垫上施加该电压时,该悬臂梁的该悬臂部会逐渐远离该孔洞。
19.根据权利要求18所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,其特征在于其中当停止在该启动垫上施加该电压时,该悬臂梁的该悬臂部会逐渐远离该孔洞,而回复到该启始位置。
20.根据权利要求18所述的用于使用微机电系统的喷墨头的流体排出装置的操作方法,其特征在于其中当施加一电压于该启动垫时,该悬臂梁的该悬臂部会被向下吸引而接触该基板的该孔洞,以将该流体由该孔洞排出。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1276295A (zh) * 1999-06-04 2000-12-13 佳能株式会社 排液头,其制造方法,以及微电子机械设备
JP2001171206A (ja) * 1999-12-17 2001-06-26 Toshiba Tec Corp カバー取付け構造及びこのカバー取付構造を用いるプリンタ
CN2474311Y (zh) * 2001-04-12 2002-01-30 明碁电通股份有限公司 记录媒体输送装置与用记录媒体输送装置的喷墨打印装置
US6540336B2 (en) * 1997-12-05 2003-04-01 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head, method for manufacturing such head, head cartridge and liquid discharging apparatus
US6626523B2 (en) * 2001-10-31 2003-09-30 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Printhead having a thin film membrane with a floating section

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6540336B2 (en) * 1997-12-05 2003-04-01 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head, method for manufacturing such head, head cartridge and liquid discharging apparatus
CN1276295A (zh) * 1999-06-04 2000-12-13 佳能株式会社 排液头,其制造方法,以及微电子机械设备
JP2001171206A (ja) * 1999-12-17 2001-06-26 Toshiba Tec Corp カバー取付け構造及びこのカバー取付構造を用いるプリンタ
CN2474311Y (zh) * 2001-04-12 2002-01-30 明碁电通股份有限公司 记录媒体输送装置与用记录媒体输送装置的喷墨打印装置
US6626523B2 (en) * 2001-10-31 2003-09-30 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Printhead having a thin film membrane with a floating section

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