CN100404257C - 喷孔片的蚀刻及微影制程 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种喷孔片的蚀刻及微影制程，该喷孔片的蚀刻制程步骤包括提供一软性基材，并且于此一软性基材上形成多个传动孔。之后于软性基材的一表面形成一光阻层，并且于光阻层形成多个开口。接着利用蚀刻液移除显露于开口中的软性基材，以形成多个喷墨孔，最后将光阻层移除而形成一喷孔片。另外，本发明更提出一喷孔片的微影制程，其制程步骤是将上述的软性基材更换为感光性的软性基材，并利用微影制程于此一感光性的软性基材上形成多个喷墨孔。由于本发明是采用湿式蚀刻制程或微影制程制作喷孔片，因此具有高生产量以及低生产成本的优点。

Description

喷孔片的蚀刻及微影制程

技术领域

本发明是有关于一种喷孔片(nozzle plate)的制程，且特别是有关于一种喷孔片的蚀刻及微影制程。

背景技术

为因应印刷基板、半导体积体电路用治具、各种光学零件以及办公室喷墨印表机喷嘴等微细孔洞加工的需求，钻孔作业渐渐有朝向微小化、深孔化、高品质化及高效率化发展。而目前的微细孔洞加工方法包括有电子束加工、激光加工及放电加工等方法。

电子束加工(Electron Beam Machining，EBM)，其原理是将高能量密度的电子束照射在欲加工的工件上，利用照射时所产生的热量将工件材料熔融并且蒸发。另外，电子束加工在加工过程中还需要于工件底部配置一辅助材料。当电子束贯穿工件而照射到此一辅助材料时，辅助材料会迅速气化，同时产生高压蒸气，将电子束所形成的贯穿孔内部的蒸发物与熔融层排出孔外，以完成钻孔作业。为了能正确地钻出特定孔径以及深度的微细孔洞，电子束加工一般会将加速电功设为一定值，而调整电子束电流(脉冲电流)以及电子束的照射时间。另外，电子束加工的加工速度的上限取决于微细孔洞的孔径以及孔深，当孔径越大、孔深越深，则加工速度就越慢。

激光加工(Laser Machining)，其于微细孔洞加工方面主要是以紫外光激光冷加工技术为主，其中所谓的紫外光是指波长长度分布在150～400奈米(nm)之间的光源。目前工业上所应用的紫外光激光主要分为两种，一种是气态的准分子激光(Excimer Laser)，另一种是利用Nd:YAG激光的光源经过非线性倍频晶体转换技术(Nonlinear Crystal Conversion)而将红外光转换为紫外光。激光加工的原理是利用激光光束的照射，将工件受激光光束照射处的工件材料熔融并且蒸发，以完成钻孔的作业。

放电加工(Electro Discharge Machining，EDM)是将工件与工具电极在绝缘液中相向摆置，当电极在引火时，工件与工具电极之间就会产生放电。放电加工便利用这种脉冲放电，将放电点附近相当微小的部分融解并蒸发，接着藉由加工液将蒸发的工件材料排除。经过反复地放电后，便可以将工具电极的形状转印至工件上。因此，当工件电极的形状十分地细小时，于工件上所加工出的孔洞形状亦会十分地微小。

由于喷孔(nozzle)加工已成为喷墨印表机喷头制造的重要技术，而习知的喷孔片(nozzle plate)是以微机电系统中常用的微光刻电铸模造(LIGA)制程来生产、制造，然而其缺点是制程成本高、程序复杂、时程长。此外，若使用激光加工来制作喷孔片，因时程过长，精度较低、产能过低、胶渣残留、以及除胶渣等繁复作业而无法符合高效能的要求。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种能够提升产量并降低生产成本的喷孔片的蚀刻及微影制程。

本发明提出一种喷孔片的蚀刻制程，其制程包括提供一软性基材，并于此一软性基材上形成多个传动孔。之后形成一光阻层于软性基材的一表面，并于光阻层形成多个开口。接着以蚀刻液移除显露于这些开口中的软性基材以形成多个喷墨孔，最后将光阻层移除。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的蚀刻制程，其中软性基材可例如为一高分子聚合物所制成的薄膜。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的蚀刻制程，其中在形成传动孔的制程后，例如更可以进行一表面处理的制程。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的蚀刻制程，其中形成光阻层的方式例如包括贴附一感光性的液态光阻。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的蚀刻制程，其中形成光阻层的方式例如更包括涂布一感光性的胶膜。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的蚀刻制程，其中形成光阻层的步骤中例如更可以包括贴附一感光性的干膜、感光性的液态光阻、胶带或一压克力胶于软性基材的另一表面。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的蚀刻制程，其中于光阻层形成开口的方式例如包括照射一光束于一光罩上，以对光阻层进行曝光，并使光罩上的图案对应地显影于光阻层上，以形成多个开口。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的蚀刻制程，其中移除光阻层之后更可以包括对软性基材的喷墨孔进行检验。

本发明提出一种喷孔片的微影制程，其制程包括提供一感光性的软性基材，之后于此一感光性的软性基材上形成多个传动孔。然后照射一光束于光罩上对感光性的软性基板进行曝光，使得光罩上的图案能够对应地显影于感光性的软性基材上。接着以显影液移除显影于感光性软性基材的图案，以形成多个喷墨孔。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的微影制程，其中感光性的软性基材例如为含感光物质的高分子聚合物所制成的薄膜。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的微影制程，其中在形成传动孔的制程后，例如更可以包括进行一表面处理的制程。

依照本发明的较佳实施例所述的喷孔片的微影制程，其中喷孔片的微影制程例如更可以包括检验感光性的软性基材的喷墨孔。

本发明乃利用微影制程于软性基板上同时定义出多个开口，之后利用湿式蚀刻或微影制程将喷墨孔形成于喷孔片上。由此可知，本发明能够利用微影或蚀刻的制程，将多个喷墨孔同时形成于一喷孔片，因此具有高产量与低生产成本的优点。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A～1F绘示为本发明第一实施例喷孔片的蚀刻制程流程图。

图2A～2E绘示为本发明第二实施例喷孔片的微影制程。

100：软性基材            102：传动孔

104：喷墨孔              100a：第一表面

100b：第二表面           110a：光阻层

110b：背胶层             112a：开口

120：光罩                130：喷孔片

200：感光性的软性基材    200a：第一表面

200b：第二表面           202：传动孔

204：喷墨孔              210b：背胶层

220：光罩                230：喷孔片

具体实施方式

第一实施例

图1A～1F绘示为本发明第一实施例的喷孔片的蚀刻制程。请参阅图1A所示，制程初始的板材例如为一软性基材100，其具有一第一表面100a与一第二表面100b。其中，软性基材100的材质可以为一高分子聚合物，例如聚亚酰胺(Polyimide，PI)，所制成的一薄膜。

请参阅图1B所示，之后于软性基材100上形成多个传动孔102，使得软性基材100于制程中可藉由自动化机具与传动孔102的相对运动，将软性基材100移往下一个制程。其中，传动孔102的形成方式例如可为冲孔、机械钻孔(Mechanical Drilling)或激光烧蚀(Laser Ablating)。此外，于此一制程步骤中，例如还可以在软性基材100的表面增加一道表面处理的制程，以增加后续制程中配置于软性基材100的表面的材料与软性基材100本身的附着能力。

请参照图1C，接着于软性基材100的第一表面100a例如以贴附一感光性的干膜的方式或是以涂布一感光性的液态光阻，形成一光阻层110a。此外，例如更可以于软性基材100的第二表面100b上，形成一背胶层110b。而背胶层110b的材质可例如为一感光性的干膜、感光性的液态光阻、胶带或是一压克力胶。其中，背胶层110b具有耐蚀性，因而在后续图案化的制程中，可保护软性基材的第二表面不被蚀刻液所侵蚀。

请参照图1D，例如利用一光束以及一光罩120对光阻层110a进行曝光，且将光罩120上的图案转印于光阻层110a，以形成多个开口112a。在本实施例中，光阻层例如为负型光阻，其藉由光化学反应，将未照光部分的光阻溶于碱性溶液中，而保留照光部分的光阻，以形成上述的图案化开口。

请参照图1E，之后以背胶层110b作为蚀刻终止层，利用蚀刻液将光阻层110a的开口112a所显露出的软性基材100移除，以形成多个喷墨孔104。其中，喷墨孔的导角θ为可控制，且喷墨孔的内壁略呈一弧形。

请参照图1F，移除残留于软性基材100表面的光阻层110a与背胶层110b，以形成一喷孔片130。最后，再以电子显微镜或其他仪器来检验软性基材的喷墨孔的形状、尺寸以及导角θ是否适当，以达品管的要求。

由以上的说明可知，利用湿式蚀刻可快速完成软性基材的喷孔加工制程，且喷孔的位置可精确地定位，相对于习知高成本、产量低的激光加工而言，本发明可提高产量且降低制造生产所投资的设备成本。此外，本发明亦不会产生激光加工所造成的胶渣残留、去除胶渣等繁琐步骤。值得注意的是，习知激光加工仅能得到固定导角(θ角约为75度)的喷孔，然而利用蚀刻制程可适当调整所需的导角的喷孔，以得到更佳的列印品质。

第二实施例

图2A～2E绘示为本发明第二实施例的喷孔片的微影制程。请参照图2A，制程初始的板材例如为一感光性的软性基材200，其具有一第一表面200a与一第二表面200b。其中，感光性的软性基材200的材质可以为一含感光物质的高分子聚合物所制成的一薄膜。

请参照图2B，之后于软性基材200上形成多个传动孔202，使得感光性的软性基材200于制程中可藉由自动化的机具与传动孔202的相对运动，将感光性的软性基材200移往下一个制程。其中，传动孔202的形成方式例如可以为冲孔、机械钻孔或激光烧蚀。

请参照图2C，接着更可以于感光性的软性基材200的第二表面200b上形成一背胶层210b，其中背胶层210b的材质可例如为一感光性的干膜、感光性的液态光阻、胶带或是一压克力胶。之后例如以一光束以及一光罩220对感光性的软性基材200进行曝光，且将光罩220上的图案转印于感光性的软性基材200，以形成多个开口112a。

请参照图2D，之后以背胶层210b作为蚀刻终止层，利用显影液将部分感光性的软性基材移除，以形成多个喷墨孔204。其中，喷墨孔的导角θ为可控制，且喷墨孔的内壁略呈一弧形。

请参照图2E，移除残留于感光性的软性基材200表面的背胶层210b，以形成一喷孔片230。最后，再以电子显微镜或其他仪器来检验感光性的软性基材的喷墨孔的形状、尺寸以及导角θ是否适当，以达品管的要求。

由以上的说明可知，在不需光阻层的情况下，利用感光性的软性基材亦可快速完成喷孔加工制程，且喷孔的位置可精确地定位，相对于习知高成本、产量低的激光加工而言，本发明可提高产量且降低制造生产所投资的设备成本。此外，本发明亦不会产生激光加工所造成的胶渣残留、去除胶渣等繁琐步骤。值得注意的是，习知激光加工仅能得到固定导角(θ角约为75度)的喷孔，然而利用微影制程可适当调整所需的导角的喷孔，以得到更佳的列印品质。

综上所述，本发明的喷孔片的制程是利用微影与蚀刻的方法，发展出一套具有高生产量以及低生产成本的喷孔片制程。此外，相对于习知高成本、产量低的激光加工而言，本发明所制作的喷墨孔的位置可得到精确地定位，因此可提高产量且降低制造生产所投资的设备成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (13)

1.一种喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其包括下列步骤：

提供一软性基材；

形成多数个传动孔于该软性基材；

形成一光阻层于该软性基材的一表面上，并形成多数个开口于该光阻层中；

以一蚀刻液移除显露于多数个开口中的该软性基材，以形成多数个喷墨孔；以及

移除该光阻层。

2.根据权利要求1所述的喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其中所述的软性基材是以高分子聚合物所制成的一薄膜。

3.根据权利要求1所述的喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其中形成多数个传动孔之后，更包括进行一表面处理。

4.根据权利要求1所述的喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其中形成该光阻层的方式包括贴附一感光性的干膜。

5.根据权利要求1所述的喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其中形成该光阻层的方式包括涂布一感光性的液态光阻。

6.根据权利要求1所述的喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其中形成该光阻层的步骤中，更包括贴附一感光性的干膜、感光性的液态光阻、胶带或一压克力胶于该软性基材的另一表面，且于形成多数个喷墨孔之后，再移除该感光性的干膜、感光性的液态光阻、胶带或该压克力胶。

7.根据权利要求1所述的喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其中形成多数个开口于该光阻层的方式包括照射一光束于一光罩上以进行曝光，并使该光罩上的图案对应显影于该光阻层上，以形成多数个开口。

8.根据权利要求1所述的喷孔片的蚀刻制程，其特征在于其中移除该光阻层之后，更包括检验该软性基材的多数个喷墨孔。

9.一种喷孔片的微影制程，其特征在于其包括下列步骤：

提供一感光性的软性基材；

形成多数个传动孔于该软性基材上；

照射一光束于一光罩上以进行曝光，并使该光罩上的图案对应显影于该感光性的软性基材上；以及

以一显影液移除显影于该感光性的软性基材的图案，以形成多数个喷墨孔。

10.根据权利要求9所述的喷孔片的微影制程，其特征在于其中所述的感光性的软性基材是以含感光物质的高分子聚合物所制成的一薄膜。

11.根据权利要求9所述的喷孔片的微影制程，其特征在于其中形成多数个传动孔之后，更包括进行一表面处理。

12.根据权利要求9所述的喷孔片的微影制程，其特征在于其更包括检验该感光性的软性基材的多数个喷墨孔。

13.根据权利要求9所述的喷孔片的微影制程，其特征在于其中提供该感光性的软性基材之后，更包括贴附一背胶层于该感光性的软性基材的背面，且于形成多数个喷墨孔之后，再移除该背胶层。

Images