KR100205419B1 - 잉크젯 프린트헤드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크젯 프린트헤드의 발열체를 보호하는 보호막의 재료와 구조를 개선하여 응력에 의한 균열을 방지함과 동시에 잉크침투에 의한 발열체의 손상을 방지함으로써 높은 신뢰성을 가지는 잉크젯 프린트헤드를 제공함을 목적으로 하고 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크젯 프린트헤드는 기판상에 순차적으로 형성된 SiO2하지층과 발열체 및 전극을 가지며, 상기 발열체의 노출부와 전극위에 보호층을 구비하는 잉크젯 프린트헤드에 있어서, 상기 보호층은 서로 다른 유전체가 교대로 반복하여 성막된 다층막의 구조로 됨을 특징으로 하고 있다.
Description
제1도는 종래의 잉크젯 프린트헤드의 단면을 모식적으로 나타낸 단면도.
제2도는 본 발명의 잉크젯 프린트헤드의 단면을 모식적으로 나타낸 단면도.
제3도는 본 발명의 프린트헤드와 종래의 잉크젯 프린트헤드의 성능을 각각 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20 : 기판 11, 21 : SiO2막
12, 22 : 발열체 13, 23 : 전극
14, 24 : 보호막 15, 25 : 벽
16, 26 : 노즐판 17, 27 : 노즐공
본 발명은 개인용 프린트로서 널리 사용되고 있는 잉크젯 프린트헤드에 관한 것으로, 특히 프린트헤드의 발열체를 보호하는 보호막 재료 및 구조를 개선한 잉크젯 프린트헤드에 관한 것이다.
종래의 잉크젯 프린트헤드는 제1도에 도시되어 있는 바와 같이, Si 기판(10)과, 상기 Si 기판(10)상에 절연 및 열전도도를 제어하기 위해 형성된 SiO2막(11)과, 상기 SiO2막(11)위에 형성된 발열체(12)과, 상기 발열체(12)위에 이 발열체 (12)의 일부가 노출되게 창을 가지도록 형성되고 상기 발열체(12)로 전기를 인가하기 위한 전극(13)과, 상기 발열체(12)를 잉크로 부터 보호하기 위해 발열체(12)의 노출부분 및 전극(13)위에 형성되어 있는 보호막 (14)과, 상기 보호막(14)의 주변부위에 형성된 벽(barrier)(15)와, 중심부에 노즐공(17)이 형성되고 상기 벽(15)위에 형성된 노즐판(orifice)(16)로 구성되어 있다.
그리고 상기 보호막(14)은 통상 2-3층으로 구성되어 있으며, 발열체(12)의 바로 위에 스퍼터링 또는 PECVD법을 이용하여 SiO2,Si3N4또는 SiC 등을 증착한 막으로써, 전극(13)간을 절연시킴과 동시에 버블소멸에 따른 압력을 이겨내어 발열체(12)를 보호하며 또 적절한 열전도도와 내열특성을 가진다.
그리고 SiO2등의 유전체 보호층위에 Ta 등의 고온재료로서 피착되어 형성되는 또 하나의 보호층은 잉크방울 소멸시 발생되는 높은 압력을 견뎌내고 또한 잉크로 부터 화학적 반응을 억제시키고 잉크와의 젖음성을 개선하기 위한 역할을 한다.
그러나 종래의 잉크젯 프린트헤드는 최근의 고속, 고화질 잉크젯 프린트 환경에서의 충분한 신뢰도를 제공하는 데는 부족한 점이 많이 노출되고 있다.
즉, 보호막은 그 자체의 응력으로 클랙 등이 발생하거나 버블소멸시 발생되는 압력에 의해 보호막이 훼손되거나 또는 잉크 등의 침투에 의한 발열체의 손상 등이 큰 문제점으로 나타나고 있다.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 잉크젯 프린트헤드의 발열체를 보호하는 보호막의 재료와 구조를 개선하여 응력에 의한 균열을 방지함과 동시에 잉크침투에 의한 발열체의 손상을 방지함으로써 높은 신뢰성을 가지는 잉크젯 프린트헤드를 제공함을 목적으로 하고 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 잉크젯 프린트헤드는 기판상에 순차적으로 형성된 SiO2하지층과 발열체 및 전극을 가지며, 상기 발열체의 노출부와 전극위에 보호층을 구비하는 잉크젯 프린트헤드에 있어서, 상기 보호층은 서로 다른 유전체가 교대로 반복하여 성막된 다층막의 구조로 됨을 특징으로 하고 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면에 의거 설명한다.
제2도는 본 발명의 일실시예의 단면을 모식적으로 나타낸 것으로, 기판(20)상에 1-5㎛ 두께로 형성된 SiO2막(21)과, 상기 SiO2층(21)위에 TaA1을 스퍼터링하거나 코스퍼터링하여 증착한 0.05∼0.5㎛ 두께의 TaA1의 발열체(22)와, 상기 발열체(22)상에 A1을 0.1∼1㎛ 두께로 스퍼터링 또는 일렉트론 빔 건으로 증착시킨후 사진식각 기술을 이용 발열체(12)의 소정부위를 노출시키도록 형성된 자극(23)과, 상기 발열체(22)의 노출부 및 상기 전극위에 각각 10∼1000Å 범위내의 두께로Si3N4와 SiC 을 교대로 적층하여 전체 1-5㎛ 범위두께로 형성되고 최상단계는 약 1㎛ 두께로 Ta 금속으로 적층되어 형성된 다층막의 보호층(24)과, 상기 보호층(24)에 폴리머 필름을 사용하여 형성된 벽(barrier)(25)와, 상기 벽 (25)위에 노즐구멍(27)을 가지며 일렉트론 플레이팅에 의한 제조된 노즐판(orifice)(26)으로 구성되어 있다.
상기 실시예에서는 유전체 Si3N4와 SiC를 교대로 적층한 후 최상단에 Ta 금속을 적층하여 보호층(24)을 형성하였으나 Si3N4, SiO2, AIN, SiC, SiNxOy, SiNxOyHz, ZnS, ZnS-SiO2, A1OxNy, DLC, Ta2O5, TiN, WC, TaN중 적어도 2개 이상의 재료를 선택하여 교대로 성막하는 유전체/유전체 구조로 하거나, 또는 상기 유전체와 Ta, Ti, W, Zr, A1, Au, Mo, Pd, Pt, Hf, Nb, Si 중 적어도 하나 이상의 금속이 상호 교대로 선택하여 적층하여 형성되는 유전체/ 금속의 구조로 하여도 된다.
그리고 공정의 일예를들면 상기 보호층(15)은 상기 유전재료중 2개를 선택하고 이들을 타겟트로하여 스퍼터링하여 상호 교대로 적층시키며, 투입전력은 각각 250W이고, 스파터링 압력은 Si3N4,의 경우 7mTorr, SiC의 경우 10mTorr이며, N2가스와 CH4가스를 각각 3%씩 Ar 가스와 같이 흘려주어 제조한다.
상기 유전체막은 PECVD 등의 화학증착법을 사용하여 성막시킬수도 있다.
제3도는 본 발명의 프린트헤드와, 종래의 프린트헤드의 잉크분사에 대한 신뢰성 시험 결과를 나타낸 것으로, 종래의 프린트헤드는 사용하는 잉크내에서 약 60℃로 가열하면서 약 5주간 정도 담근후 잉크분사 시험을 한 결과 백만번이내에서 잉크분사가 되지 않을 정도로 신뢰성이 떨어지나, 본 발명의 프린트헤드는 상용하는 잉크내에서 약 60℃로 가열하면서 약 8주간 달군후에도 잉크분사 시험을 한결과 백만번 시험후에도 변화가 없음을 나타내고 있다.
이상과 같은 본 발명의 잉크젯 프린트헤드는 프린트헤드의 발열체를 보호하기 위한 보호막을 2종 이상의 유전체를 교호적으로 적층하여 형성한후 최상단에 금속막을 형성하여 이루어지는 다층막으로 구성함으로써 자체의 응력에 의한 균열이 발생하지 않을 뿐만 아니라 버블소멸시 발생되는 압력에 의해 보호막이 훼손되거나 또는 잉크 등의 침투에 의한 발열체의 손상이 생기지 않는다는 뛰어난 효과가 있다.
Claims (2)
- 기판상에 순차적으로 하지층과 발열체 및 상기 발열체상에 상기 발열체의 소정부위를 노출시키도록 형성된 전극과, 상기 발열체의 노출부 및 전극상에 형성된 보호층을 구비하는 잉크젯 프린트헤드에 있어서, 상기 보호층은 Si3N4, SiO2, AIN, SiC, SiNxOy, SiNxOyHz, ZnS, ZnS-SiO2, A1OxNy, DLC, Ta2O5, TiN, WC, TaN중에서 선택되는 2개 이상의 서로 다른 유전체가 교대로 반복하여서 성막된 다층막 구조로 형성됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 기판상에 순차적으로 형성된 하지층과 발열체 및 상기 발열체상에 상기 발열체의 소정부위를 노출시키도록 형성된 전극과, 상기 발열체의 노출부 및 전극상에 형성된 보호층을 구비하는 잉크젯 프린트헤드에 있어서, 상기 보호층은 유전체와 Ta, Ti, W, Zr, A1, Au, Mo, Pd, Pt, Nb, Si 금속중에서 각각 적어도 하나 이상이 선택되어 교대로 반복하여서 성막된 다층막 구조로 된것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
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Cited By (2)
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| KR100510124B1 (ko) * | 2002-06-17 | 2005-08-25 | 삼성전자주식회사 | 잉크제트 프린트 헤드의 제조 방법 |
| KR100544209B1 (ko) * | 2005-03-24 | 2006-01-23 | 삼성전자주식회사 | 잉크 제트 프린트 헤드 |
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1996
- 1996-06-29 KR KR1019960026105A patent/KR100205419B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR100510124B1 (ko) * | 2002-06-17 | 2005-08-25 | 삼성전자주식회사 | 잉크제트 프린트 헤드의 제조 방법 |
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| KR980000916A (ko) | 1998-03-30 |
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