KR100325525B1 - 유체 분사 장치의 제조 방법 - Google Patents

유체 분사 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

잉크젯 프린터(Inkjet printer)나 팩시밀리 등과 같은 출력 장치의 프린터 헤드에 사용되는 유체 분사 장치를 제조하기 위한 방법이다. 구동부, 멤버레인, 및 노즐부를 형성함으로써 이루어지는 유체 분사 장치의 제조 방법에 있어서, 노즐부가 구동부 및 멤버레인의 중간 조립체에 대하여 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다. 노즐부를 형성하는 단계는 멤버레인의 상측에 분사 유체 배리어층을 형성하는 단계; 분사 유체 배리어층에 분사 유체실을 형성하는 단계; 분사 유체 배리어층의 상측에 노즐판을 형성하는 단계; 및 노즐판에 노즐을 형성하는 단계를 포함한다. 분사 유체 배리어층을 형성하는 단계와 노즐판을 형성하는 단계는 드라이 필름의 라미네이션 공정에 의해 이루어진다. 분사 유체실을 형성하는 단계와 노즐을 형성하는 단계는 리소그래피 공정에 의해 이루어진다. 또한, 노즐부를 형성하는 단계는 노즐판 상측에 강성 보강을 위한 보강층을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이에 따르면, 작업 공정이 줄어들어 생산성이 크게 향상되는 동시에 수율도 크게 높아진다.

Description

유체 분사 장치의 제조 방법
본 발명은 잉크젯 프린터(Inkjet printer)나 팩시밀리 등의 출력 장치에 관한 것이다. 특히, 출력 장치의 프린터 헤드에 사용되는 유체 분사 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터(Inkjet printer)나 팩시밀리 등과 같은 출력 장치의 프린터 헤드에 사용되는 유체 분사 장치는 쳄버 내부의 유체에 물리적인 힘을 가하여 소정량의 유체를 외부로 분사시킨다. 이러한 유체 분사 장치는 유체에 물리력을 가하는 방식에 따라 가열 방식, 압전 방식, 및 열압축 방식 등으로 구분된다.
도 1은 이러한 유체 분사 장치의 일 예로서 열압축 방식 유체 분사 장치의 구조를 보인 것이다.
도시된 바와 같이 유체 분사 장치는 구동부(10)와, 멤버레인(20), 및 노즐부(30)를 포함하여 이루어져 있다. 구동부(10)에는 구동 유체가 채워진 구동 유체실(11)이 형성되어 있고, 구동 유체실(11)에는 구동 유체를 가열하는 발열체(13)가 설치되어 있다. 노즐부(30)에는 분사 유체실(31)과 노즐(32)이 형성되어 있다. 그리고, 구동 유체실(11)과 분사 유체실(31) 사이에 멤버레인(20)이 개재되어 있다.
전극(12)에 전원이 인가되면 발열체(13)에서 발생된 열에 의해 구동 유체가 열팽창된다. 구동 유체의 팽창 압력에 의해 멤버레인(20)이 상방으로 변형되고, 분사 유체실(31) 내의 분사 유체가 노즐(32)을 통해 외부로 분사된다. 도면에서 미설명 부호 16은 구동 유체 배리어이고, 33은 분사 유체 배리어, 34는 노즐판이다.
이러한 유체 분사 장치는 통상적으로 절연층(14)을 가지는 기판(15) 상에 다수의 박막층을 차례로 형성하면서 필요한 부분을 식각 등에 의해 형성하는 것에 의해 제조된다. 그런데, 상기된 바와 같이 둘 이상의 유체실(11, 31)을 가지는 유체 분사 장치의 경우 희생층 이용과 같은 통상적인 방법으로는 제조가 곤란하다. 따라서 지금까지는 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(10), 멤버레인(20), 및 노즐부(30)를 각각 별도의 기판 상에서 따로 제조한 다음 이들을 서로 접착하여 유체 분사 장치를 완성하였다. 이 경우, 우선 구동부(10)와 멤버레인(20)을 접착한 다음, 여기에 노즐부(30)를 접착하게 된다.
그러나, 상기와 같이 구동부와 노즐부를 각각 별도의 기판 상에서 제조하게 되면, 각각의 기판상에서 발생되는 불량품의 위치가 서로 다르기 때문에 노즐부를 구동부(보다 정확하게는 구동부 및 멤버레인 접착체)에 대하여 기판 대 기판으로 접착하게 되면 불량률이 크게 높아진다. 그 결과, 수율이 낮아지고 생산성이 저하되는 단점이 있다. 따라서, 수율을 높이기 위해 구동부와 멤버레인의 접착체와 노즐부를 각각 단위 부품으로 절단하여 불량품을 제거한 다음 구동부와 멤버레인의 접착체와 노즐부를 각 단위 부품별로 접착하고 있는 실정이다. 그러나. 이 경우에는 작업 속도가 크게 저하되기 때문에 종래의 유체 분사 장치 제조 방법에 있어서 생산성의 저하는 피할 수 없는 문제였다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 노즐부를 구동부와 멤버레인의 접착체에 대하여 일체로 형성함으로써 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 유체 분사 장치 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 열압축식 유체 분사 장치를 도시한 단면도.
도 2는 종래의 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 ; 구동부 111 ; 구동 유체실
112 ; 전극 113 ; 발열체
114 ; 절연층 115 ; 기판
116 ; 구동 유체 배리어 117 ; 구동 유체 통로
120 ; 멤버레인 130 ; 노즐부
131 ; 분사 유체실 132 ; 노즐
133' ; 분사 유체 배리어층 133 ; 분사 유체 배리어
134 ; 노즐판 135 ; 분사 유체 통로
136 ; 보강층
상기와 같은 목적은, 구동부, 멤버레인, 및 노즐부를 형성함으로써 이루어지는 유체 분사 장치의 제조 방법에 있어서, 노즐부가 구동부 및 멤버레인의 중간 조립체에 대하여 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법에 의해 달성된다.
노즐부를 형성하는 단계는 멤버레인의 상측에 분사 유체 배리어층을 형성하는 단계; 분사 유체 배리어층에 분사 유체실을 형성하는 단계; 분사 유체 배리어층의 상측에 노즐판을 형성하는 단계; 및 노즐판에 노즐을 형성하는 단계를 포함한다.
분사 유체 배리어층을 형성하는 단계와 노즐판을 형성하는 단계는 드라이 필름의 라미네이션 공정에 의해 이루어진다.
분사 유체실을 형성하는 단계와 노즐을 형성하는 단계는 리소그래피 공정에 의해 이루어진다.
또한, 노즐부를 형성하는 단계는 노즐판 상측에 강성 보강을 위한 보강층을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법은 크게 구동부(110)를 형성하는 단계, 멤버레인(120)을 형성하는 단계, 및 노즐부(130)를 형성하는 단계롤 포함하여 이루어진다. 이중에서 구동부(110)를 형성하는 단계와, 멤버레인(120)을 형성하는 단계는 종래의 통상적인 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 따라서, 이에 대한 설명은 간략하게 언급하고, 본 발명의 주요 특징인 노즐부(130)를 형성하는 단계에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 절연층(114)을 가지는 기판(115) 상에 금속막을 형성하고 식각하여 전극(112)과 발열체(113)를 형성한 다음, 그 위에 구동 유체층을 형성하고 구동 유체실(111) 및 구동 유체 통로(117)를 식각에 의해 형성한다. 이로써, 구동부(110)가 형성된다. 그리고, 멤버레인(120)을 별도의 기판 상에서 형성하여 구동 유체 배리어(116)에 접착하거나, 희생층을 이용하는 등의 방법으로 구동 유체 배리어(116) 상에 직접 형성한다.
다음으로, 멤버레인(120) 상에 분사 유체 배리어층(133')을 드라이 필름(dry film)의 라미네이션(lamination) 공정을 통해 형성한다. 형성된 분사 유체 배리어층(133')에 리소그래피 공정을 통하여 분사 유체 배리어(133)에 둘러싸인 분사 유체실(131) 및 분사 유체 통로(135)를 각각 형성한다. 여기서, 리소그래피 공정 중의 식각 공정은 필요에 따라 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching)을 사용할 수 있다.
이렇게 분사 유체실(131) 및 분사 유체 통로(135)가 형성된 분사 유체 배리어(133) 위에 노즐판134을 역시 드라이 필름의 라미네이션(lamination) 공정을 통해 형성한다. 필요에 따라, 노즐판(134) 위에 노즐판(134)의 강성을 보강하기 위한 금속 재질의 보강층(136)을 형성할 수도 있다. 그리고 나서, 리소그래피 공정을 통해 노즐판(및 보강층)에 노즐(132)을 형성한다. 여기서, 노즐판(134) 위에 보강층(136)을 형성하는 경우에는 보강층(136)을 형성하기 전에 노즐판(134)에 노즐 패턴 형성을 위한 마스킹(masking) 및 노광 작업을 실시할 수도 있다. 또한, 노즐(132)의 형성시 리소그래피 공정 중의 식각 공정은 필요에 따라 건식 또는 습식 식각을 이용할 수 있다.
마지막으로 완성된 기판 형태의 유체 분사 장치를 각각의 단위 부품들로 절단한다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따르면, 드라이 필름의 라미네이션 공정을 적용함으로써 노즐부를 멤버레인의 상측에 일체로 직접 형성할 수 있다. 따라서, 종래아 같이 멤버레인을 포함한 구동부와 노즐부를 각각 단위 부품들로 절단한 다음 이들을 일일이 조립하지 않고, 유체 분사 장치가 완성된 다음 단위 부품들로 절단할 수 있기 때문에, 작업 공정이 줄어들어 생산성이 크게 향상되는 동시에 수율도 크게 향상되는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (8)

  1. 구동부, 멤버레인, 및 노즐부를 형성함으로써 이루어지는 유체 분사 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 노즐부가 상기 구동부 및 멤버레인의 중간 조립체에 대하여 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는
    상기 멤버레인의 상측에 분사 유체 배리어층을 형성하는 단계;
    상기 분사 유체 배리어층에 분사 유체실을 형성하는 단계;
    상기 분사 유체 배리어층의 상측에 노즐판을 형성하는 단계; 및
    상기 노즐판에 노즐을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 분사 유체 배리어층을 형성하는 단계는 드라이 필름의 라미네이션 공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 분사 유체실을 형성하는 단계는 리소그래피 공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 노즐판을 형성하는 단계는 드라이 필름의 라미네이션 공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 노즐을 형성하는 단계는 리소그래피 공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는 노즐판 상측에 보강층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  8. 구동부와, 멤버레인, 및 노즐부를 형성하여 이루어지는 유체 분사 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는
    드라이 필름의 라미네이션 공정을 통해 상기 멤버레인의 상측에 분사 유체 배리어층을 형성하는 단계;
    리소그래피 공정을 통해 상기 분사 배리어층에 분사 유체실을 형성하는 단계;
    드라이 필름의 라미네이션 공정을 통해 상기 분사 배리어층의 상측에 노즐판을 형성하는 단계; 및
    리소그래피 공정을 통해 상기 노즐판에 노즐을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
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