JP2011143708A - インクジェットプリントヘッド、インクジェットヘッド用ウェーハレベルパッケージ、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、インクジェットプリントヘッド、インクジェットヘッド用ウェーハレベルパッケージ、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。
【解決手段】本発明によるインクジェットプリントヘッドは、一面に装着される圧電アクチュエータの駆動により内部のインクを外部に吐出するためのノズルを備えるインクヘッドと、前記インクヘッドの側面に、前記ノズルの高さより低い高さに切断されて形成される切断部を備えるチッピング防止部と、を含むことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリントヘッド、インクジェットヘッド用ウェーハレベルパッケージ、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関し、より詳しくは、ウェーハ単位のヘッドを容易に切断することができるインクジェットプリントヘッド、インクジェットヘッド用ウェーハレベルパッケージ、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。

一般的にインクジェットプリントヘッドは、電気信号を物理的な力に変換し、小さなノズルを介してインクが液滴の形態で吐出されるようにする構造体である。

最近、圧電方式のインクジェットプリントヘッドは産業用インクジェットプリンタにおいても使用されている。例えば、印刷回路基板（ＰＣＢ）上に金、銀等の金属を溶かして作ったインクを噴射して回路パターンを直接形成させるか、または、産業グラフィックや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造、太陽電池等に使用される。

このようなインクジェットプリントヘッドは、カートリッジにおいてインクを流入するための流入口及び上記インクを流出するための流出口、流入されるインクを貯蔵するリザーバ、並びに上記リザーバ内のインクをノズルに移動させるためにアクチュエータの駆動力を伝達するチャンバ等の構造で形成されることができる。

従来のインクジェットプリントヘッドは、複数のチップに区分できるウェーハ状態で製造され、上記ウェーハを複数のヘッドに分離するために別途でダイシング工程を行うようになる。

しかし、このようなウェーハ状態において上記ダイシング工程を行う場合には、上記ウェーハにおいてダイシングされる面が不要に外側に突出するチッピング（ｃｈｉｐｐｉｎｇ）が発生することがある。

上記チッピングにより、分離されたインクジェットプリントヘッドのノズル面を拭き取ったりアダプタに装着する時は、ノズル部が汚染されたりノズル部の形状が変形するという深刻な問題が発生する虞がある。よって、このような問題点を解決するための技術が求められている。

本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的は、ウェーハからそれぞれのヘッドをダイシングすることが容易なインクジェットプリントヘッド、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。

本発明によるインクジェットプリントヘッドは、一面に装着される圧電アクチュエータの駆動により内部のインクを外部に吐出するためのノズルを備えるインクヘッドと、上記インクヘッドの側面に、上記ノズルの高さより低い高さに切断されて形成される切断部を備えるチッピング防止部と、を含むことができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記チッピング防止部は、上記切断部が、上記ノズルが形成されたプレートの両側面にテーパー状に形成されることを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記チッピング防止部は、上記ノズルが形成されたプレートと上記圧電アクチュエータが装着されたプレートとにそれぞれ形成されることを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドは、上記インクヘッドにインクを供給するためのインク貯蔵部と、上記インク貯蔵部と上記インクヘッドとの間に介在され、上記インク貯蔵部と上記インクヘッドとを互いに連結させるアダプタ部と、をさらに含むことを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記アダプタ部は、上記インクヘッドの一面に装着される装着面と、上記装着面から折り曲げられ、上記切断部に沿って形成される側面部と、を含むことができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドは、上記アダプタ部と上記切断部との間に装着されるシーリング部をさらに含むことを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、複数のインクヘッドが一体に形成されるウェーハを提供するステップと、それぞれの上記インクヘッドの単位に区分するために上記ウェーハ上にフォトレジスト層を形成するステップと、エッチング工程で上記ウェーハをエッチングして切断部を形成するステップと、上記切断部に沿って切断し、上記ウェーハからそれぞれの上記インクヘッドを製造するステップと、を含むことができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法において上記切断部を形成するステップは、上記ウェーハの両側面に形成することを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法において上記エッチング工程は、上記ウェーハの結晶面に沿って異方性エッチングを行うことを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージにおいて、本発明によるプリントヘッドの製造方法は、複数のインクチャンバと上記インクチャンバにそれぞれ連結される複数のノズルとを備える胴体部と、上記インクチャンバと上記ノズルとがインクヘッドの単位に切断されるよう、上記胴体部に切断部が形成されるチッピング防止部と、を含み、上記切断部は、上記ノズルが形成される面より低い高さに形成されることを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージにおいて上記胴体部は、インクが貯蔵される複数のインクチャンバを備える流路ウェーハと、上記流路ウェーハと接着され、上記インクチャンバに連結されて外部に上記インクを吐出させるためのノズルを備えるノズルウェーハと、を含むことを特徴とすることができる。

また、本発明によるインクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージは、上記流路ウェーハと上記ノズルウェーハとの間に配置され、上記インクチャンバと上記ノズルを連結するためのダンパを備える中間ウェーハをさらに含むことを特徴とすることができる。

本発明によるインクジェットプリントヘッド、インクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージ、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記インクヘッドの切断部が、ノズルが形成される面より低い高さに形成されるチッピング防止部を含むため、切断時に発生し得るチッピングが外側に突出せず、ノズルを汚染させたり、その形状を変化させることを防止することができる。

本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な分解斜視図である。 図１のインクジェットプリントヘッドを説明するための断面図である。 図２のインクジェットプリントヘッドを製造するためのウェーハレベルパッケージを説明するための斜視図である。 本発明の他の実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるインクジェットプリントヘッドにおいてアダプタ部を説明するための斜視図である。 本発明のさらに他の実施例によるインクジェットプリントヘッドにおいてアダプタ部を説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための断面図である。

本発明によるインクジェットプリントヘッド、インクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージ、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関して、図１から図９を参照しさらに具体的に説明する。以下では図面を参照し本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。

但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一の思想の範囲内において他の構成要素を追加、変更、削除等を通じ、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができるが、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。

また、各実施例の図面に示す同一の思想の範囲内で機能が同一の構成要素は同一の参照符号を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な分解斜視図であり、図２は、図１のインクジェットプリントヘッドを説明するための断面図であり、図３は、図２のインクジェットプリントヘッドを製造するためのウェーハレベルパッケージを説明するための斜視図である。

図１から図３を参照すると、インクジェットプリントヘッド１００は、インクヘッド１１０と、チッピング防止部１２０とを含むことができる。

インクヘッド１１０は、一面に装着される圧電アクチュエータ５２の駆動により内部のインクを外部に吐出する。

インクヘッド１１０は、１つの胴体を成すことができ、アダプタ部１３０とインク貯蔵部１４０と連結されることができる。この際、インクヘッド１１０には、インクを外部に吐出するためのノズル５４と、ノズル５４にそれぞれ連結されるインクチャンバ４２とを備えることができる。

チッピング防止部１２０は上記インクヘッド１１０の切断部１２２を含み、上記切断部１２２はノズル５４のインクヘッド１１０の一面側の高さより低い高さに形成されることができる。本実施例において、上記切断部１２２は、上記ノズル５４を備えるノズルプレート３０の両側面にテーパー状に形成されることができる。

ここで、切断部１２２をテーパー状に形成する方法はエッチング工程により行われることができ、チッピング防止部１２０は、ウェーハの結晶面に沿って異方性エッチングを行うことで自然にテーパー状に形成されるようになる。

一般的に、チッピング防止部１２０が無いウェーハをチップサイズに切断する時は、インクヘッド１１０の切断部分が不要に外側に突出するチッピングが発生することがある。このようなチッピングにより、分離されたインクジェットプリントヘッドのノズル面を拭き取ったりアダプタに装着する時に、ノズル５４が汚染されたりノズル５４の形状が変形するという問題点が発生する虞がある。

しかし、本実施例によるインクジェットプリントヘッド１００は、チッピング防止部１２０、即ちノズル５４の高さより低い高さに形成される切断部１２２を含むため、切断時に発生し得るチッピングが外側に突出せず、ノズル５４を汚染させたり、その形状が変化することを防止することができる。

図３を参照すると、インクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージは、胴体部２１０とチッピング防止部２２０とを含むことができる。

胴体部２１０は、円形のウェーハ状に形成され、複数のインクチャンバと、上記インクチャンバにそれぞれ連結される複数のノズルと、を備えるようになる。これにより、胴体部２１０を切断し、１つのインクジェットプリントヘッド単位に製造することが可能となる。

上記胴体部２１０は、インクが貯蔵される複数のインクチャンバを備える流路ウェーハと、上記流路ウェーハと接着され、上記インクチャンバに連結されて外部に上記インクを吐出させるためのノズル５４を備えるノズルウェーハと、を含むことができる。

また、上記流路ウェーハと上記ノズルウェーハとの間に配置され、上記インクチャンバと上記ノズル５４を連結するためのダンパ４６を備える中間ウェーハをさらに含むことができる。

また、チッピング防止部２２０は、インクチャンバと上記ノズルとがインクジェットプリントヘッド単位に切断されるよう、上記胴体部２１０に切断部が形成され、上記切断部は、上記ノズルの高さより低い高さに形成されることができる。

以下では、図１及び図２に示した構成について詳しく説明する。

インクヘッド１１０は、流路プレート１０と、中間プレート２０と、ノズルプレート３０とを含むことができる。

流路プレート１０には、複数のインクチャンバ４２が形成され、インクが流入されるための少なくとも１つのインクインレット５０が設けられることができる。この際、インクインレット５０は、リザーバ４４と連結されるように提供され、リザーバ４４は、レストリクタ４８を通じてインクをインクチャンバ４２に供給する役割をする。

また、インクチャンバ４２は、圧電アクチュエータ５２が装着される位置の下部に設けられる。この際、流路プレート１０のうち、インクチャンバ４２の天井を成す部分は振動板の役割をする。

従って、インクを吐出するために圧電アクチュエータ５２に駆動信号を印加すると、圧電アクチュエータ５２と共にその下の振動板が変形しながらインクチャンバ４２の内部体積が変化するようになる。

これにより、インクチャンバ４２内の圧力が増加し、インクチャンバ４２内のインクはダンパ４６とノズル５４を介して外部に吐出される。

そして、圧電アクチュエータ５２には、上面及び下面に電気的に連結される電極が形成されることができ、圧電物質であるＰＺＴ（Ｌｅａｄ Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ Ｔｉｔａｎａｔｅ）セラミック材料からなることができる。しかし、アクチュエータはこれに限定されず、熱によって変形するアクチュエータのように多様な種類のアクチュエータに置換することも可能である。

中間プレート２０は、長さ方向に長く形成されるリザーバ４４と、ノズル５４とインクチャンバ４２を連結するダンパ４６と、を含むことができる。

リザーバ４４は、インクインレット５０からインクの供給を受け、インクチャンバ４２にインクを供給するが、リザーバ４４及びインクチャンバ４２はレストリクタ４８により互いに連結される。

そして、ダンパ４６は、インクチャンバ４２から圧電アクチュエータ５２により吐出されるインクの伝達を受け、ノズル５４を介して外部に吐出させる。

さらに、ダンパ４６は、多段状に形成されることができ、このような構造によってインクチャンバ４２から受け入れるインクの量と、ノズル５４に進行するインクの量とを調節することができるようになる。

また、インク貯蔵部１４０は、インクヘッド１１０にインクを供給するために、内部にインクを貯蔵する空間を形成する。よって、インク貯蔵部１４０からアダプタ部１３０を介してインクがインクヘッド１１０に流動されるようにする。

そして、アダプタ部１３０は、インク貯蔵部１４０と対応するサイズに形成されて、上記インクをインクヘッド１１０に伝達する役割をし、構造的に１つのモジュールになるようにする。よって、アダプタ部１３０は、上記インク貯蔵部１４０と上記インクヘッド１１０との間に介在されることができる。

図４は、本発明の他の実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な断面図である。

図４を参照すると、インクヘッド３１０は、その構成が前述した実施例と実質的に同様であるため、具体的な説明は省略することができる。

ここで、チッピング防止部３２０は、インクチャンバ４２と上記ノズル５４がインクジェットプリントヘッド単位に切断されるよう、上記インクヘッド３１０に切断部３２２が形成され、上記切断部３２２は、上記ノズル５４の高さより低い高さに形成されることができる。

この際、切断部３２２はインクチャンバ４２が形成される流路プレート１０の両側面に位置するように形成されることができ、上記切断部３２２は上記ノズル５４を備えるノズルプレート３０の両側面に位置するように形成されることができる。よって、切断部３２２は、インクヘッド３１０のノズル５４が形成されるノズルプレート３０と、アクチュエータ５２が装着される流路プレート１０の両端にそれぞれ形成されることができるものである。

従って、上述した構造により、本実施例では切断時に発生し得るチッピングが発生しないという効果がある。

図５は、本発明のさらに他の実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な断面図である。

図５を参照すると、インクヘッド４１０は、その構成が前述した実施例と実質的に同様であるため、具体的な説明は省略することができる。

ここで、チッピング防止部４２０は、インクチャンバ４１０の両端に形成されることができるが、切断部４２２は、一部がペーパ状になっており、その端部はインクチャンバ４１０の一面に水平に形成されることができる。よって、チッピング防止部４２０は階段状に形成されることができる。

この際、このようなチッピング防止部４２０の製造は、ウェーハの結晶面、即ちシリコンの場合、［１００］方向に沿って自然にエッチングすることにより、上記の形状に形成するものである。

図６及び図７は、本発明のさらに他の実施例によるインクジェットプリントヘッドにおいてアダプタ部を説明するための斜視図及び断面図である。

図６及び図７を参照すると、アダプタ部１３０は、インク貯蔵部と同じサイズに形成され、上記インクをインクヘッド１１０に伝達する役割をし、構造的に１つのモジュールになるようにする。

この際、アダプタ部１３０は、インクヘッド１１０を構造的に固定するための固定部１３２を含むことができる。

ここで、固定部１３２は、アダプタ部１３０の胴体と一体に形成され、上記胴体の一面に突出した形状に形成される。この際、インクヘッド１１０のチッピング防止部１２０と対応するよう、固定部１３２の内側面は、インクヘッドの一面に装着される装着面１３４と、上記装着面１３４から折り曲げられ、テーパー状に形成される側面部１３６とを含むことができる。上記構造のような固定部１３２によって、アダプタ部１３０は上記インクヘッド１１０を安定して収容することができる。

そして、インクジェットプリントヘッドは、上記アダプタ部１３０と上記インクヘッド１１０との間に装着されるシーリング部１５０をさらに含むことができる。この際、シーリング部１５０は、ゴム材質で形成され、インクジェットプリントヘッドの振動時にその振動力を吸収するように設計されることができる。しかし、本実施例においてシーリング部１５０は、設計者の意図によって省略して設計されることができ、その材質もより多様にすることができる。

図８は、本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための断面図である。

先ず、図８（ａ）を参照すると、インクジェットプリントヘッドの製造方法は、複数のインクヘッドが形成されるウェーハ１を提供するステップを含むことができる。

この際、ウェーハ１は、複数のインクチャンバと、上記インクチャンバにそれぞれ連結される複数のノズルと、を備える胴体部を含む。

また、図８（ｂ）を参照すると、それぞれの上記インクヘッドの単位に区分するために、上記ウェーハ１上にフォトレジスト層２を形成することができる。この際、フォトレジスト層２は、チッピング防止部３が形成される切断位置に形成される。

次に、図８（ｃ）を参照すると、エッチング工程で上記ウェーハ１をエッチングして切断部３ａを形成するようになる。

この際、切断部３ａは、ウェーハ１の結晶面に沿ってエッチングされるため、一側面がＶ字状に窪んで形成される。

そして、図８（ｄ）を参照すると、切断部３ａが形成されたウェーハ１からフォトレジスト層２を除去する。

最後に、図８（ｅ）に示したように、切断部３ａに沿って切断することによって、上記ウェーハ１からそれぞれのインクヘッドを製造することができる。

図９は、本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための断面図である。

先ず、図９（ａ）を参照すると、インクジェットプリントヘッドの製造方法は、複数のインクヘッドが形成されるウェーハ１'を提供するステップを含むことができる。

この際、ウェーハ１'は、複数のインクチャンバと、上記インクチャンバにそれぞれ連結される複数のノズルとを備えるようになる胴体部を含む。

また、図９（ｂ）を参照すると、それぞれの上記インクヘッドの単位に区分するために、上記ウェーハ１'の両側面にフォトレジスト層２'を形成することができる。この際、フォトレジスト層２'は、チッピング防止部３'が形成される切断位置に形成される。

次に、図９（ｃ）を参照すると、エッチング工程で上記ウェーハ１'をエッチングして切断部３ａ'を形成するようになる。

この際、切断部３ａ'は、ウェーハ１'の結晶面に沿ってエッチングされるため、両側面がＶ字状のテーパー構造に形成されるようになる。

そして、図９（ｄ）を参照すると、切断部３ａ'が形成されたウェーハ１'からフォトレジスト層２'を除去するようになる。

最後に、図９（ｅ）に示したように、切断部３ａ'に沿って切断することによって、上記ウェーハ１'からそれぞれのインクヘッドを製造することができる。

従って、本実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記ウェーハ１、１'の切断部３ａ、３ａ'が、ノズルが形成されるノズルプレート３０とアクチュエータが装着される流路プレート１０のうち少なくとも１つに形成され、上記ノズルの高さより低い高さに形成されるチッピング防止部３、３'を含むため、切断時に発生し得るチッピングが外側に突出しないという効果がある。

１０ 流路プレート
２０ 中間プレート
３０ ノズルプレート
４２ インクチャンバ
４４ リザーバ
４６ ダンパ
４８ レストリクタ
５０ インクインレット
５２ 圧電アクチュエータ
５４ ノズル
１１０ インクヘッド
１２０、２２０ チッピング防止部
１２２ 切断部
１３０ アダプタ部
１４０ インク貯蔵部
１５０ シーリング部
２１０ 胴体部
１ ウェーハ
２ フォトレジスト層
３ チッピング防止部

Claims (12)

1. 一面に装着される圧電アクチュエータの駆動により内部のインクを外部に吐出するためのノズルを備えるインクヘッドと、
   前記インクヘッドの側面に、前記ノズルの前記一面側の高さより低い高さにおいて切断されて形成される切断部を備えるチッピング防止部と、
   を含むインクジェットプリントヘッド。
2. 前記チッピング防止部は、
   前記切断部が、前記ノズルが形成されたプレートの両側面にテーパー状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
3. 前記チッピング防止部は、
   前記ノズルが形成されたプレートと前記圧電アクチュエータが装着されたプレートとにそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリントヘッド。
4. 前記インクヘッドにインクを供給するためのインク貯蔵部と、
   前記インク貯蔵部と前記インクヘッドとの間に介在され、前記インク貯蔵部と前記インクヘッドとを互いに連結させるアダプタ部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のインクジェットプリントヘッド。
5. 前記アダプタ部は、
   前記インクヘッドの一面に装着される装着面と、前記装着面から折り曲げられ、前記切断部に沿って形成される側面部と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリントヘッド。
6. 前記アダプタ部と前記切断部との間に装着されるシーリング部をさらに含むことを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェットプリントヘッド。
7. 複数のインクヘッドが一体に形成されるウェーハを提供するステップと、
   それぞれの前記インクヘッドの単位に区分するために前記ウェーハ上にフォトレジスト層を形成するステップと、
   エッチング工程で前記ウェーハをエッチングして切断部を形成するステップと、
   前記切断部に沿って切断し、前記ウェーハからそれぞれの前記インクヘッドを製造するステップと、
   を含むインクジェットプリントヘッドの製造方法。
8. 前記切断部を形成するステップは、
   前記ウェーハの両側面に形成することを特徴とする請求項７に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
9. 前記エッチング工程は、
   前記ウェーハの結晶面に沿って異方性エッチングを行うことを特徴とする請求項７または８に記載のプリントヘッドの製造方法。
10. 複数のインクチャンバと前記インクチャンバにそれぞれ連結される複数のノズルとを備えるウェーハ状の胴体部と、
    前記インクチャンバと前記ノズルとがインクヘッドの単位に切断されるように前記胴体部に形成される切断部を備えるチッピング防止部と、を含み、
    前記切断部は、前記ノズルが形成される面より低い高さに形成されることを特徴とするインクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージ。
11. 前記胴体部は、
    インクが貯蔵される複数のインクチャンバを備える流路ウェーハと、
    前記流路ウェーハと接着され、前記インクチャンバに連結されて外部に前記インクを吐出させるためのノズルを備えるノズルウェーハと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージ。
12. 前記流路ウェーハと前記ノズルウェーハとの間に配置され、前記インクチャンバと前記ノズルを連結するためのダンパを備える中間ウェーハをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットプリントヘッド用ウェーハレベルパッケージ。

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