KR100438711B1 - manufacturing method of Ink jet print head - Google Patents

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KR100438711B1
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Abstract

잉크젯 프린트 헤드의 제조방법에 관해 개시된다. 개시된 제조방법은: 기판의 상면에 히터가 포함된 노즐판을 형성하는 제1단계; 노즐판에 노즐을 형성하는 제2단계; 노즐판에 마련된 히터의 하방에 위치하며 그 상부에 노즐판의 내면이 위치하는 잉크 챔버를 기판에 형성하는 제3단계; 잉크 챔버의 바닥에 잉크가 통과하는 리스트릭터를 관통형성하는 제4단계; 리스트릭터의 내벽에와 잉크 챔버의 내벽과 잉크 챔버의 상방에 위치하는 노즐판의 내면에 원자층증착법에 의해 열전도층을 형성하는 제5단계;를 포함한다. 이러한 방법은 노즐판 및 잉크에 대한 열축적을 효과적으로 억제할 수 있고 그리고 잉크에 존재하는 염료(dye)의 흡착을 효과적으로 억제, 버블수축에 따른 챔버 주위의 구성요소를 보호할 수 있다.A method of manufacturing an inkjet print head is disclosed. The disclosed manufacturing method includes: a first step of forming a nozzle plate including a heater on an upper surface of a substrate; Forming a nozzle on the nozzle plate; A third step of forming an ink chamber on the substrate, the ink chamber being located below the heater provided in the nozzle plate and having an inner surface of the nozzle plate thereon; A fourth step of penetrating through the restrictor through which ink passes through the bottom of the ink chamber; And a fifth step of forming a thermally conductive layer on the inner wall of the restrictor, on the inner wall of the ink chamber, and on the inner surface of the nozzle plate located above the ink chamber by atomic layer deposition. This method can effectively suppress thermal accumulation on the nozzle plate and the ink, and effectively suppress the adsorption of dyes present in the ink, and can protect the components around the chamber due to the bubble shrinkage.

Description

잉크 젯 프린트 헤드의 제조방법{manufacturing method of Ink jet print head}Manufacturing method of Ink jet print head

본 발명은 잉크 젯 프린트 헤드(ink jet print head)의 제조방법에 관한 것으로, 상세히는 히터가 노즐판에 형성되는 구조에서 노즐판 및 잉크에서의 열축적, 잉크에 존재하는 염료(dye)의 흡착등을 효과적으로 억제할 수 있는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an ink jet print head, and more particularly, in a structure in which a heater is formed in a nozzle plate, heat accumulation in the nozzle plate and ink, and adsorption of dyes present in the ink. It relates to a method of manufacturing an ink jet printer head that can effectively suppress the back.

잉크 젯 프린터의 잉크 토출 방식으로는 열원을 이용하여 잉크에 기포(버블)를 발생시켜 이 힘으로 잉크를 토출시키는 전기-열 변환 방식(electro-thermal transducer, 버블 젯 방식)과, 압전체를 이용하여 압전체의 변형으로 인해 생기는 잉크의 체적 변화에 의해 잉크를 토출시키는 전기-기계 변환 방식(electro-mechanical transducer)이 있다.Ink jet printers use a heat source to generate bubbles (bubbles) in the ink and discharge the ink by this force, using an electro-thermal transducer (bubble jet method), and a piezoelectric material. There is an electro-mechanical transducer in which ink is ejected by a volume change of ink caused by deformation of the piezoelectric body.

전기-열 변환 방식(electro-thermal transducer, 버블젯 방식)에는 버블의 성장방향과 잉크 액적(液滴, droplet)의 토출 방향에 따라 탑-슈팅(top-shooting), 사이드-슈팅(side-shooting), 백-슈팅(back-shooting) 방식으로 분류된다. 여기서 탑-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 동일한 방식이고, 사이드 슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 직각을 이루는 방식이고 그리고 백-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 서로 반대인 잉크 토출 방식을 말한다.Electro-thermal transducers (bubble jet) have top-shooting and side-shooting depending on the direction of bubble growth and the direction of ejection of ink droplets. ) Is classified into a back-shooting method. Here, the top-shooting method is a bubble growth direction and the ink droplet ejection direction is the same, the side shooting method is a bubble growth direction and the ink droplet ejection direction is a right angle and the back-shooting method is a bubble growth The ink ejection method in which the direction and the ejection direction of the ink droplets are opposite to each other.

미국특허 5,760,804는 백-슈팅 방식의 기본적인 원리 및 이를 응용한 잉크 젯 헤드를 개시한다. 또한 미국 특허 4,847,630 및 6,019,457에는 보다 진보된 구조의 다양한 형태의 백-슈팅 방식이 제안된다.U. S. Patent 5,760, 804 discloses a basic principle of a back-shooting method and an ink jet head applying the same. U.S. Patents 4,847,630 and 6,019,457 also suggest various forms of back-shooting schemes of more advanced structure.

도 1은 미국특허 6,019,457호에 개시된 종래 잉크 젯 프린트 헤드들 중에서 하나를 개략적 보인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of one of the conventional ink jet print heads disclosed in US Pat. No. 6,019,457.

실리콘 등으로 된 기판(1)의 반구형의 챔버(1a)가 형성되고 그 하부 중앙에는 잉크 공급원(미도시)에 연결되는 잉크 입구(1b)가 형성되어 있다. 상기 챔버(1a)의 상방에는 잉크 액적(5a)이 토출되는 노즐(3)이 형성된 노즐판(2)이 위치한다.A hemispherical chamber 1a of the substrate 1 made of silicon or the like is formed, and an ink inlet 1b connected to an ink source (not shown) is formed in the lower center thereof. Above the chamber 1a, a nozzle plate 2 having a nozzle 3 through which the ink droplet 5a is discharged is located.

상기 노즐판(2)은 열적 절연층(thermal insulation layer, 2a)과 그 상부의 CVD 오버 코팅층(Chemical Vapor Deposition Over coat, 2b)을 포함한다. 이들 노즐판(2)의 절연층(2a)과 오버 코팅층(2b)은 실제 기판(1)의 한 부분에 해당된다.The nozzle plate 2 includes a thermal insulation layer 2a and a CVD chemical vapor deposition over coat 2b thereon. The insulating layer 2a and the overcoating layer 2b of these nozzle plates 2 correspond to one part of the actual substrate 1.

상기 노즐판(2)에서 노즐(3)에 인접하여 이를 에워싸는 히터(8)가 형성된다. 이 히터(8)는 절연층(2a)과 오버코팅층(2b)의 계면에 위치하며, 그 상부에는 히터(8)로 부터의 열을 챔버(1a) 내의 잉크(5)로 대부분 전달하고 잉여의 열은 절연층(2a)을 통해 기판(1)으로 전달하는 열적 션트(thermal shunt, 9)가 위치한다.In the nozzle plate 2, a heater 8 is formed adjacent to and surrounding the nozzle 3. This heater 8 is located at the interface between the insulating layer 2a and the overcoating layer 2b, and the upper part of the heater 8 transfers most of the heat from the heater 8 to the ink 5 in the chamber 1a. A thermal shunt 9 is located that transfers heat to the substrate 1 through the insulating layer 2a.

이와 같은 종래 잉크 젯 프린트 헤드에 있어서, 히터(8)에 전류 펄스가 인가되면, 히터(8)에서 열이 발생되고 이 히터(8)에 접해 있는 절연층(2a)의 내면으로 부터 버블(7)이 생성된다. 그 후, 히터(8)로부터의 발열이 지속되는 동안 계속 열을 공급받아 팽창하게 된다. 버블(7)의 팽창에 의해 챔버(1a) 내에 채워진 잉크(5)에 압력이 가해져 노즐(3) 부근에 있던 잉크(5)가 노즐(3)을 통해 외부로 잉크 액적(5a)의 형태로 토출된다. 그 다음에, 잉크 채널을 통해 잉크가 흡입되면서 잉크 챔버 내에 다시 잉크가 채워진다.In such a conventional ink jet print head, when a current pulse is applied to the heater 8, heat is generated in the heater 8 and bubbles 7 are generated from the inner surface of the insulating layer 2a in contact with the heater 8. ) Is generated. Thereafter, while the heat generation from the heater 8 is continued, it is continuously supplied with heat to expand. The expansion of the bubble 7 causes a pressure to be applied to the ink 5 filled in the chamber 1a so that the ink 5 near the nozzle 3 is discharged in the form of an ink droplet 5a to the outside through the nozzle 3. Discharged. Then, the ink is refilled in the ink chamber while the ink is sucked through the ink channel.

이러한 백-슈팅 방식의 잉크 젯 프린트 헤드에 있어서, 노즐판(2)의 노즐(3) 주위에 배치된 히터(8)는 전술한 바와 같이 노즐판(2)을 구성하는 절연층(2a)과 오버코팅층(2b)의 사이에 위치하며, 이 히터(8)는 전류를 인가하기 위한 전기선(electric line, 미도시)에 연결되어 있다. 이 전기선 역시 절연층(2a)과 오버코팅층(2b)의 사이에 위치한다.In such a back-shooting ink jet print head, the heaters 8 arranged around the nozzles 3 of the nozzle plate 2 are formed with the insulating layer 2a constituting the nozzle plate 2 as described above. Located between the overcoating layers 2b, this heater 8 is connected to an electric line (not shown) for applying a current. This electric wire is also located between the insulating layer 2a and the overcoating layer 2b.

히터(8)에 전류가 가해지면, 히터(8)로 부터 발생된 열이 챔버 내의 잉크로 전달되어 버블 발생에 대부분 기여하지만, 나머지 잉여의 열은 노즐판(2)에 그대로 축적될 수 있으나, 상기 열적 션트(9)에 의해 억제된다. 즉, 열적 션트(9)는 챔버(1a) 내의 잉크(5)로 전달되지 않은 잉여의 열을 기판(1)으로 전달함으로써 노즐판(2)에 대한 열축적, 즉 노즐판(2)의 온도 상승이 억제되도록 하고 있다. 노즐판(2)의 온도가 기준 이상의 온도로 상승하게 되면, 헤드의 수명단축 및 토출 성능의 저하 등을 문제를 야기시키게 된다. 이러한 열축적의 문제는 히터가 기판 상에 형성되는 구조에서는 발생되지 않고, 기판으로 부터 분리된 부분 예를 들어 상기와 같은 잉크 젯 프린트 헤드에서와 같이 열 전달 저항이 큰 멤브레인 형태의 노즐판에 형성되는 경우에 발생된다.When a current is applied to the heater 8, the heat generated from the heater 8 is transferred to the ink in the chamber to contribute most to the bubble generation, but the remaining excess heat can be accumulated in the nozzle plate 2 as it is, It is suppressed by the thermal shunt 9. That is, the thermal shunt 9 transfers the excess heat that is not transferred to the ink 5 in the chamber 1a to the substrate 1, thereby thermally accumulating the nozzle plate 2, that is, the temperature of the nozzle plate 2. The rise is suppressed. When the temperature of the nozzle plate 2 rises to a temperature higher than the reference, problems such as shortening of the life of the head and deterioration of the discharge performance are caused. This problem of thermal accumulation does not occur in the structure in which the heater is formed on the substrate, but is formed in the membrane plate nozzle plate having a large heat transfer resistance, such as in a portion separated from the substrate, for example, an ink jet print head as described above. Occurs when

이와 같이 노즐판에 히터가 형성되는 잉크 젯 헤드에서 상기와 같은 열 축적의 문제를 개선코자 열적 션트를 적용하고 있으나, 이러한 열전 션트 구조에 의해서는 충분한 열 전달 또는 방출이 다소 어려운 결점이 있다. 또한 상기 열적 션트는 알루니늄 등의 도전체로 형성되고 그리고 가열 소자의 상방에 까지 연장되어 이에 매우 인접하여 있기 때문에 사용 중 열적 션트와 그 상하 물질층 간의 열팽창계수 차이에 의한 열적 스트레스(thermal stress)에 의한 크랙의 발생이 우려된다.In this way, the thermal shunt is applied to improve the problem of heat accumulation in the ink jet head in which the heater is formed in the nozzle plate. However, the thermoelectric shunt structure has a disadvantage in that sufficient heat transfer or discharge is difficult. In addition, since the thermal shunt is formed of a conductor such as aluminum and extends upwardly to and close to the heating element, thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the thermal shunt and the upper and lower material layers during use. The generation of cracks may be a concern.

또한, 종래의 잉크제 프린트 헤드에는 실리콘옥사이드(SiOx) 또는 Si를 포함하는 절연층이 마련되는데 이러한 물질들은 대부분 친수성이기때문에 잉크 내에 존재하는 성분 특히 염료 등이 물리적 및/또는 화학적으로 흡착되는 현상(kogation)이 쉽게 발생될 수 있다. 이러한 흡착은 예를 들어 도 1에서 히터(8)를 지지하는절연층(2a)의 안쪽면에 발생되며, 결과적으로 히터(8)로 부터의 열이 잉크(5)로 전달되는 것을 방해하게 된다.In addition, a conventional ink print head is provided with an insulating layer containing silicon oxide (SiO x ) or Si. Since these materials are mostly hydrophilic, the constituents, particularly dyes, etc. present in the ink are physically and / or chemically absorbed. Kogation can easily occur. This adsorption occurs, for example, on the inner side of the insulating layer 2a supporting the heater 8 in FIG. 1, which in turn prevents heat from the heater 8 from being transferred to the ink 5. .

한편, 버블 발생 발생 후 소멸(또는 수축시) 발생되는 강한 부압에 의해 오리피스(노즐) 부근의 구조, 예를 들어 히터 하부에 있는 절연층(2a)에 물리적이 충격이 가해지고, 이로 인한 절연층(2a)에 크랙 발생될 수 있는데, 이는 결국 헤드를 더 이상 사용할 수 없는 결과를 초래한다.On the other hand, due to the strong negative pressure generated after the occurrence of bubble generation (or shrinkage), a physical impact is applied to the structure near the orifice (nozzle), for example, the insulating layer 2a under the heater, and thus the insulating layer Cracking may occur in (2a), which results in the head being no longer usable.

본 발명의 제1의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서 보다 효과적으로 노즐판 및 잉크에서의 열 축적을 억제할 수 있는 잉크 젯 프린트 헤드의 제조방법을 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to provide a method of manufacturing an ink jet print head which can more effectively suppress the heat accumulation in the nozzle plate and ink, to improve the conventional problems as described above.

본 발명의 제2의 목적은 챔버 중위 특히 노즐판 내면에서의 잉크 흡착을 효과적으로 방지할 수 있는 잉크 젯 프린트 헤드의 제조방법을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing an ink jet print head which can effectively prevent ink adsorption on the chamber middle, in particular, the nozzle plate inner surface.

본 발명의 제3의 목적은 버블 축소 및 소멸시 발생되는 노즐의 주위에서의 충격으로 부터 노즐 주위의 구조물을 효과적으로 보호할 수 있는 잉크 젯 프린트 헤드의 제조방법을 제공하는 것이다.It is a third object of the present invention to provide a method of manufacturing an ink jet print head, which can effectively protect a structure around a nozzle from an impact around the nozzle generated during bubble shrinkage and extinction.

도 1은 종래 잉크 젯 프린트 헤드의 한 예를 보인다.1 shows an example of a conventional ink jet print head.

도 2a는 본 발명의 잉크 젯 프린트 헤드의 제1실시예의 개략적 평면도이다.2A is a schematic plan view of a first embodiment of an ink jet print head of the present invention.

도 2b는 도 2a의 A- A 선 단면도로서 하나의 챔버와 이의 인접요소를 보이는 개략적 단면도이다.FIG. 2B is a cross sectional view taken along the line A-A of FIG. 2A showing a chamber and its adjacent elements.

도 3은 도 2a는 본 발명의 잉크 젯 프린트 헤드의 제2실시예의 개략적 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the ink jet print head of the present invention.

도 4a 내지 도 5b 는 본 발명에 따른 잉크 젯 프린트 헤드의 제조방법의 한 실시예를 보이는 공정도이다.4A to 5B are process drawings showing one embodiment of a method of manufacturing an ink jet print head according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,According to the present invention to achieve the above object,

기판의 상면에 히터가 포함된 노즐판을 형성하는 제1단계;Forming a nozzle plate including a heater on an upper surface of the substrate;

상기 노즐판에 노즐을 형성하는 제2단계;Forming a nozzle on the nozzle plate;

상기 노즐판에 마련된 히터의 하방에 위치하며 그 상부에 상기 노즐판의 내면이 위치하는 잉크 챔버를 상기 기판에 형성하는 제3단계;A third step of forming an ink chamber on the substrate, the ink chamber being positioned below the heater provided on the nozzle plate and on which an inner surface of the nozzle plate is located;

상기 잉크 챔버의 바닥에 잉크가 통과하는 리스트릭터를 관통형성하는 제4단계;A fourth step of penetrating through the restrictor through which ink passes through the bottom of the ink chamber;

상기 리스트릭터의 내벽에와 상기 잉크 챔버의 내벽과 잉크 챔버의 상방에 위치하는 노즐판의 내면에 원자층증착법에 의해 열전도층을 형성하는 제5단계;를포함하는 잉크 젯프린트헤드의 제조방법이 제공된다.And a fifth step of forming a thermally conductive layer on the inner wall of the restrictor, the inner wall of the ink chamber and the inner surface of the nozzle plate located above the ink chamber by atomic layer deposition. Is provided.

상기 본 발명의 제조방법의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제3단계와 제4단계의 사이에 상기 기판의 배면에 상기 잉크 챔버에 대응하는 잉크 공급 매니폴드를 형성하는 단계가 더 실시되며, 상기 제4단계에 의해 상기 리스트릭터는 상기 챔버와 매니폴드를 연결하는 형태로 형성되며, 그리고 상기 제5단계를 통해서 상기 열전도층은 상기 매니폴드의 내면에도 형성되게 된다.According to a preferred embodiment of the manufacturing method of the present invention, the step of forming an ink supply manifold corresponding to the ink chamber on the back of the substrate between the third step and the fourth step is further performed, In the fourth step, the restrictor is formed to connect the chamber and the manifold, and through the fifth step, the thermal conductive layer is formed on the inner surface of the manifold.

또한, 상기 본 발명의 제조방법의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 제2단계와 제3단계의 사이에 상기 노즐로 부터 상기 챔버로 소정 길이 연장되는 버블가이드 형성단계가 더 수행되며, 따라서 상기 제5단게를 통해서 상기 열전도층이 버블가이드의 표면에도 형성되게 된다.In addition, according to another preferred embodiment of the manufacturing method of the present invention, a bubble guide forming step of extending a predetermined length from the nozzle to the chamber between the second step and the third step is further performed, and thus The thermal conductive layer is formed on the surface of the bubble guide through step 5.

본 발명의 제조방법에 따르면, 상기 열전도층은 Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si3N4로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 상기 열전도층은 TiN으로 형성된다.According to the manufacturing method of the present invention, the thermal conductive layer is preferably formed of any one selected from the group consisting of Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si 3 N 4 , more preferably The thermal conductive layer is formed of TiN.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 잉크 젯 프린트 헤드의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the ink jet print head according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a는 본 발명에 따른 잉크 젯 프린트 헤드의 제 1 실시예의 개략적인 평면도이며, 도 2b는 도 2a의 A-A 선 단면도이다.FIG. 2A is a schematic plan view of a first embodiment of an ink jet print head according to the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2A.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프린트 헤드(100)에서, 다수의 기판(100)의 잉크 챔버(140)에 대응하는 노즐(180)이 복수열(본 실시예에서는 2열)로 노즐판(120)에 배치되어 있다. 노즐판(120)은 후술하는 기판(110)상에 형성되는멤브레인이다. 프린트 헤드(100)의 대향된 장변을 따라서 다수의 패드(100a)가 소정간격을 두고 일렬로 배치되어 있다. 상기 패드(100a)는 후술되는 히터(130)들에 대한 전기적 신호를 인가하기 위한 터미널로서 패드(100a)와 히터(130) 사이에는 전기적 선 및 어떠한 경우에는 히터에 대한 전기적 신호의 제어를 위한 트랜지스터와 같은 스위칭 소자가 존재할 수 있다. 여기에서 스위칭소자는 기판(110)과 노즐판(120)의 사이에 위치하며, 기판(110)에 대한 일반적인 반도체 제조 공정에 의해 형성된다. 이러한 스위칭 소자의 적용유무, 그리고 이의 위치나 구조 등은 일반적인 기술에 의해 용이하게 응용될 수 있고 또한 본 발명과 무관하므로 더 이상 깊이 설명되지 않는다.As shown in FIG. 2A, in the print head 100 according to the present invention, the nozzles 180 corresponding to the ink chambers 140 of the plurality of substrates 100 are arranged in a plurality of rows (two rows in this embodiment). It is arrange | positioned at the nozzle plate 120. The nozzle plate 120 is a membrane formed on the substrate 110 described later. A plurality of pads 100a are arranged in a line at predetermined intervals along opposite long sides of the print head 100. The pad 100a is a terminal for applying an electrical signal to the heaters 130 to be described later. A transistor for controlling an electrical line between the pad 100a and the heater 130 and in some cases, the electric signal for the heater. There may be a switching element such as. Herein, the switching element is positioned between the substrate 110 and the nozzle plate 120 and is formed by a general semiconductor manufacturing process for the substrate 110. The application of such a switching element, and its position or structure, etc. can be easily applied by a general technique, and because it is not related to the present invention will not be described further deeply.

도 2b를 참조하면, 기판(110)의 상면 중앙에 반구형의 챔버(140)가 형성되어 있다. 반구형 챔버(140)의 하부에는 사각 채널형 매니폴드(170)가 형성되어 있고, 잉크 챔버(140)의 바닥에 형성된 유로로서의 리스트릭터(160)를 통해 매니폴드(170)로 부터의 잉크가 상기 잉크 챔버(140)로 공급될 수 있다. 기판(110)의 상면에는, 배슈팅 방식의 구조적 특징에 따라 다층구조의 노즐판(120)이 마련되어 있다. 노즐판(120)은 기판(100)의 표면으로 부터 순차적으로 형성되는 적층들에 의해 형성되는 멤브레인이다. 상기 노즐판(120)에는 상기 챔버(140)의 정중앙에 위치하는 노즐(180)이 형성되어 있다.2B, a hemispherical chamber 140 is formed at the center of the upper surface of the substrate 110. A rectangular channel manifold 170 is formed at the bottom of the hemispherical chamber 140, and ink from the manifold 170 is discharged through the restrictor 160 as a flow path formed at the bottom of the ink chamber 140. It may be supplied to the ink chamber 140. On the upper surface of the substrate 110, a nozzle plate 120 of a multi-layer structure is provided according to the structural feature of the bathing method. The nozzle plate 120 is a membrane formed by stacks sequentially formed from the surface of the substrate 100. The nozzle plate 120 is formed with a nozzle 180 positioned at the center of the chamber 140.

상기 노즐판(120)은 제 1 절연층(120a), 제 2 절연층(120b) 및 제 3 절연층(120c)을 포함한다. 상기 제 1 절연층(120a)과 제 2 절연층(120b)의 사이에 상기 노즐(180)을 에워싸도록 형성하는 히터(130)를 포함한다. 상기 히터(130)는제1절연층(120a)과 제2절연층(120b)사이에서 노즐(180)에 인접하게 형성된다. 그리고 제 2 절연층(120b)과 제 3 절연층(120c)의 사이에는 상기 히터(130)에 연결되는 배선층(15)이 형성되어 있다. 상기와 같은 구조에서, 상기 상부 절연층(120c)는 단일층이 아닌 패시베이션층(passivation layer)을 포함하는 두개의 적층으로 구성되어 있고 이 위에는 상기 소수성 코팅막(190)이 형성되어 있다.The nozzle plate 120 includes a first insulating layer 120a, a second insulating layer 120b, and a third insulating layer 120c. And a heater 130 formed to surround the nozzle 180 between the first insulating layer 120a and the second insulating layer 120b. The heater 130 is formed adjacent to the nozzle 180 between the first insulating layer 120a and the second insulating layer 120b. The wiring layer 15 connected to the heater 130 is formed between the second insulating layer 120b and the third insulating layer 120c. In the above structure, the upper insulating layer 120c is composed of two stacks including a passivation layer instead of a single layer, and the hydrophobic coating layer 190 is formed thereon.

상기 구조에 더하여 본 발명을 특징지우는 열전도층(191)이 상기 노즐판의 상면을 제외한 모든 부분에 형성되어 있다. 즉, 열전도층(191)은 노즐(180)의 내면에와 잉크 챔버(140)의 내면 전체, 리스트릭터(160)의 내면, 매니폴드(170)의 내면 그리고 기판(110)의 저면에 형성되어 있다. 상기 열전도층(191)은 잉크가 접촉될 수 있는 모든 부분에 형성되어 있고, 전술한 바와 같이 노즐판(120)의 상면에는 형성되어 있지 않다.In addition to the above structure, a heat conductive layer 191, which characterizes the present invention, is formed in all parts except the upper surface of the nozzle plate. That is, the thermal conductive layer 191 is formed on the inner surface of the nozzle 180 and the entire inner surface of the ink chamber 140, the inner surface of the restrictor 160, the inner surface of the manifold 170, and the bottom surface of the substrate 110. have. The thermal conductive layer 191 is formed on all parts to which the ink can be contacted, and is not formed on the upper surface of the nozzle plate 120 as described above.

상기 열전도층은 Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si3N4로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 열전도층은 TiN으로 형성된다.The thermally conductive layer is preferably formed of any one selected from the group consisting of Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si 3 N 4 . According to a preferred embodiment of the present invention, the thermal conductive layer is formed of TiN.

이러한 열전도층(191)은 TiN, TaN, Si3N4와 같이 전기적으로 절연성인 경우 노즐판(120)의 상면에도 형성될 수 있고, Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt 과 같이 전기적 전도성을 가지는 경우 열전도층(191) 형성 과정 이후 노즐판(120)의 상면에 존재하는 부분을 제거하는 과정이 수행되어야 한다.The thermal conductive layer 191 may be formed on the upper surface of the nozzle plate 120 when electrically insulative, such as TiN, TaN, Si 3 N 4 , and electrically conductive such as Ta, W, Cu, Al, Cr, and Pt. In the case of having a thermal conductive layer 191 after the process of removing the portion existing on the upper surface of the nozzle plate 120 should be performed.

상기 열전도층(191)에 있어서 기판(110)의 저면에 형성되는 부분과,노즐(180)의 안쪽에 형성되는 부분은 선택적이 요소이다. 즉, 본 발명의 포괄적인 기술적범위는 열전도층(191)이 잉크 챔버(140)의 내면에와 리스트릭터(160)의 내면에 형성되는 것이다. 이러한 열전도층(191)은 본 발명에 따른 방법에 따라 원자층증착법에 의해 형성될 것이다. 원자층증착방법은 공급되는 원료간의 공간반응이 배제되도록 각 재료가 시분할적으로 공급되어 기판의 흡착된 상태에서만 원자층 단위로 반응하여 원자층단위의 박막을 형성하는 원리를 적용한다. 이러한 원자층 증착방법은 후에 좀더 구체적으로 설명된다.The portion of the thermal conductive layer 191 formed on the bottom surface of the substrate 110 and the portion formed inside the nozzle 180 are optional elements. That is, the comprehensive technical scope of the present invention is that the thermal conductive layer 191 is formed on the inner surface of the ink chamber 140 and on the inner surface of the restrictor 160. This thermal conductive layer 191 will be formed by atomic layer deposition according to the method according to the present invention. The atomic layer deposition method applies the principle of forming a thin film of atomic layer units by reacting in atomic layer units only in the adsorbed state of the substrate so that each material is time-divided so as to exclude the space reaction between the raw materials to be supplied. This atomic layer deposition method is described in more detail later.

도 3은 본 발명에 따른 잉크 젯 프린트 헤드의 제 2 실시예의 개략적 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of an ink jet print head according to the present invention.

도 3에 도시된 잉크 젯 프린트 헤드는 제 1 실시예의 구조에 노즐판(120)의 내면으로 부터 잉크 챔버(140)측으로 연장되는 버블가이드(180a)가 부가된 구조를 가진다. 상기 버블 가이드(180a)는 히터(130)로 부터의 열에 의해 노즐판(120)의 내면으로 부터 버블이 발생될 때에 이 버블이 잉크 챔버(140)의 하방으로 성장되도록 안내하는 수단이다. 본 제2실시예에 있어서는 본 발명을 특징지우는 열전도층(191)이 버블가이드(180a)의 내외면에 모두 형성되어 있다. 본 제2실시예에서의 필수적인 요건은 버블가이드(180a)의 내외면, 챔버(140)의 내면, 리스트릭터(160)의 내면에 상기 열전도층(191)이 형성된다는 점이며, 그 외에 매니폴드(170)의 내면, 기판(110)의 저면 등에는 선택적으로 각각 형성될 수 있다.The ink jet print head shown in FIG. 3 has a structure in which the bubble guide 180a extending from the inner surface of the nozzle plate 120 to the ink chamber 140 side is added to the structure of the first embodiment. The bubble guide 180a is a means for guiding the bubble to grow below the ink chamber 140 when bubbles are generated from the inner surface of the nozzle plate 120 by the heat from the heater 130. In the second embodiment, the heat conductive layer 191, which characterizes the present invention, is formed on both the inner and outer surfaces of the bubble guide 180a. An essential requirement in the second embodiment is that the heat conductive layer 191 is formed on the inner and outer surfaces of the bubble guide 180a, the inner surface of the chamber 140, and the inner surface of the restrictor 160. In addition, the manifold The inner surface of the 170, the bottom of the substrate 110, and the like may be selectively formed.

이상에서 설명된 제1실시예와 제2실시예에 있어서는 매니폴드(170)가 공히 존재하는 것으로 설명되었으나, 경우에 따라서는 매니폴드(170)가 기판(110) 자체에 형성되어 있지 않는 경우가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명의 잉크젯프린트 헤드에 있어서, 상기 매니폴드는 필수적인 구성요소가 아니다. 기판(110) 자체에 매이폴드가 마련되지 않는 경우 별도의 부재에 의해 제공될 수 있는데, 이 부분은 본발명의 기술적 범위를 벗어나는 것이므로 더 이상 설명되지 않는다.In the first and second embodiments described above, the manifold 170 is described as being present in some cases, but in some cases, the manifold 170 is not formed on the substrate 110 itself. There may be. Thus, in the inkjet printhead of the present invention, the manifold is not an essential component. If the substrate 110 itself is not provided with a fold may be provided by a separate member, this part is beyond the technical scope of the present invention will not be described any more.

상기한 바와 같은 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드에서 열전도층이 갖추는 물리적 성질은 높은 열전도성을 가지고 외부충격에 대해 기판을 구성하는 실리콘 또는 실리콘옥사이드에 비해 물리적으로 강한 소재이어야 한다. 또한 물리적으로 친수성이며, 잉크, 특히 잉크의 성분이 염료와 반응성이 없는 것이어야 한다. 이러한 열전도층의 요구조건은 전술한 물질들인 에 의해 비교적 만족되며 따라서 본발명은 이들의 물질을 바람직한 열전도층의 소재로서 Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si3N4등을 적용하며, 그 중에서 특히 TiN을 선호한다.The physical properties of the thermally conductive layer in the inkjet printhead of the present invention as described above should be a material that is physically stronger than silicon or silicon oxide constituting the substrate against external impact with high thermal conductivity. It must also be physically hydrophilic and the ink, especially the components of the ink, not reactive with the dye. The requirements of these thermally conductive layers are relatively satisfied by the above-mentioned materials, and therefore the present invention uses these materials as preferred materials for thermally conductive layers, such as Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si 3 N 4. And the like, in particular, TiN is preferred.

열전도층(191)의 높은 열전도성은 히터로 부터 공급된 잉크챔버 내에 수용된 잉크의 열을 기판의 저면을 통해 외부로 방출함으로써 잉크에 누적되는 열에 의한 잉크 토출성능저하를 효과적으로 방지한다.The high thermal conductivity of the thermal conductive layer 191 effectively prevents the ink discharge performance deterioration due to the heat accumulated in the ink by dissipating the heat of the ink contained in the ink chamber supplied from the heater to the outside through the bottom of the substrate.

또한, 외부 충격등에 대한 강한 물리적 특성은 급격한 버블 소멸 또는 축소시 발생되는 충격으로 부터 챔버의 내벽 및 그 주위의 구조물, 예를 들어 노즐판 등을 보호한다.In addition, the strong physical properties against external shocks protect the inner wall of the chamber and the structure around it, such as a nozzle plate, from shocks generated during sudden bubble dissipation or shrinkage.

그리고 친수성이면서 염료에 대한 무반응성은 잉크챔버내벽 및 노즐판의 안쪽면에 대한 염료의 흡착 등에 의한 열적 저항의 증가를 억제하는 것이다.In addition, hydrophilicity and non-reactivity with dyes suppress an increase in thermal resistance due to adsorption of dyes to the ink chamber inner wall and the inner surface of the nozzle plate.

이하 본 발명에 따른 잉크 젯 프린트 헤드의 제조방법의 실시예를 상세히 설명한다. 여기에서, 제작대상은 전술한 실시예 2의 잉크젯프린트 헤드이며, 본 발명의 제조방법에 응용되는 성막방법, 패터닝방법은 기존에 알려진 방법으로서 특정하게 명시되지 않는 한 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다.Hereinafter, an embodiment of a method of manufacturing an ink jet print head according to the present invention will be described in detail. Here, the object of manufacture is the inkjet print head of Example 2 described above, and the film forming method and the patterning method applied to the manufacturing method of the present invention do not limit the technical scope of the present invention unless specifically stated as a known method. Do not.

본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법은 아래와 같은 단계로 분류할 수 있다.The inkjet printhead manufacturing method according to the present invention may be classified into the following steps.

제1단계 : 기판의 상면에 히터가 포함된 노즐판을 형성하는 단계First step: forming a nozzle plate including a heater on the upper surface of the substrate

제2단계 : 상기 노즐판에 노즐을 형성하는 단계Second step: forming a nozzle on the nozzle plate

제3단게 : 상기 노즐판에 마련된 히터의 하방에 위치하며 그 상부에 상기 노즐판의 내면이 위치하는 잉크 챔버를 상기 기판에 형성하는 단계Third step: forming an ink chamber on the substrate, which is located below the heater provided in the nozzle plate and on which the inner surface of the nozzle plate is located.

제4단계 : 상기 잉크 챔버의 바닥에 잉크가 통과하는 리스트릭터를 관통형성하는 단계Step 4: penetrating through the restrictor through which ink passes to the bottom of the ink chamber

제5단계 : 상기 리스트릭터의 내벽에와 상기 잉크 챔버의 내벽과 잉크 챔버의 상방에 위치하는 노즐판의 내면에 원자층증착법에 의해 열전도층을 형성하는 단계Step 5: forming a thermal conductive layer on the inner wall of the restrictor, the inner surface of the ink chamber and the inner surface of the nozzle plate located above the ink chamber by atomic layer deposition.

그런데, 아래에서 설명된 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조방법의 실시예에서는:By the way, in the embodiment of the manufacturing method of the inkjet printhead according to the present invention described below:

상기 제3단계와 제4단계의 사이에 상기 기판의 배면에 상기 잉크 챔버에 대응하는 잉크 공급 채널을 형성하는 단계를 더 실시하며;Forming an ink supply channel corresponding to the ink chamber on the rear surface of the substrate between the third and fourth steps;

상기 제4단계에서는 상기 리스트릭터는 상기 챔버와 채널을 연결하는 형태로 형성하며;In the fourth step, the restrictor is formed to connect the chamber and the channel;

그리고 상기 제5단계를 통해서 상기 열전도층은 상기 매니폴드의 내면에도 형성하며;And the thermally conductive layer is formed on the inner surface of the manifold through the fifth step.

상기 제2단계와 제3단계의 사이에 상기 노즐로 부터 상기 챔버로 소정 길이 연장되는 버블가이드의 형성단계를 더 수행하는 것을;을 더 포함한다. 이러한 본 실시예에서의 추가적인 단계를 본 실시예에 국한되는 선택적인 사항이다.And further comprising forming a bubble guide extending from the nozzle to the chamber by a predetermined length between the second and third steps. Such additional steps in this embodiment are optional items limited to this embodiment.

도 4a에 도시된 바와 같이 Si 웨이퍼 등의 기판(110)의 표면에 PE-CVD 법등에 의해 실리콘 옥사이드 제1절연막(120a)를 형성한 후 그 위에 환형 또는 오메가형의 히터(130)를 형성한다. 상기 히터(130)는 노즐 형성 영역(A)의 중심축(Y - X)을 에워싸는 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 히터(130)는 폴리실리콘의 증착, 불순물 도핑 및 마스크 형성 및 RIE 등에 의한 패터닝 과정을 통해 형성된다.As shown in FIG. 4A, a silicon oxide first insulating film 120a is formed on a surface of a substrate 110 such as a Si wafer by PE-CVD, and then an annular or omega heater 130 is formed thereon. . The heater 130 may have various shapes surrounding the central axis (Y-X) of the nozzle formation region (A). The heater 130 is formed through polysilicon deposition, impurity doping and mask formation, and patterning by RIE.

도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(110)의 상면에 CVD 법 등에 의해 실리콘 나이트라이드 등의 제2절연층(120b)을 형성한다.As shown in FIG. 4B, a second insulating layer 120b such as silicon nitride is formed on the upper surface of the substrate 110 by CVD or the like.

도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 제2절연층(120b)에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 상기 히터(130)에 대한 전기적 접속을 위한 콘택홀(121b)를 형성한다.As shown in FIG. 4C, a contact hole 121b for electrical connection to the heater 130 is formed through a photolithography process on the second insulating layer 120b.

도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제2절연층(120b) 상에 배선층(150)을 형성한다. 배선층(150)의 형성과정은 스퍼터링 장치에 의한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 증착, 마스크 형성 및 식각 과정을 갖는 포토리소그래피 공정을 통한 패터닝 공정을 수반한다.As shown in FIG. 4D, a wiring layer 150 is formed on the second insulating layer 120b. The formation of the wiring layer 150 involves a patterning process through a photolithography process including deposition of aluminum or aluminum alloy by a sputtering apparatus, mask formation, and etching.

도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 적층 위에 제3절연층(120c)를 형성한다. 이때에는 제 3 절연층(120c)은 IMD(inter-metal dielectric)인 것이 바람직하다. 제3 절연층(120c)은 히터(130)를 보호하는 것이므로 소정의 두께를 가지는 것이 필요하다. 따라서 도 4F에 도시된 바와 같이, 제 3 절연층(120c) 상에 PE-CVD 를 통해 실리콘 옥사이드 제 4 절연층(120d)을 형성한다. 여기에서 제 4 절연층(120d)은 제 3 절연층(120c)의 확장된 한 부분으로 볼수 있다.As shown in FIG. 4E, a third insulating layer 120c is formed on the stack. In this case, the third insulating layer 120c is preferably an inter-metal dielectric (IMD). Since the third insulating layer 120c protects the heater 130, it is necessary to have a predetermined thickness. Therefore, as shown in FIG. 4F, the silicon oxide fourth insulating layer 120d is formed on the third insulating layer 120c through PE-CVD. Herein, the fourth insulating layer 120d may be viewed as an extended portion of the third insulating layer 120c.

도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 절연층(120d) 상에 노즐을 위한 우물영역(A')에 대응하는 윈도우(202)를 가지는 포토레지스트 마스크층(201)을 형성한 후 RIE 법 등에 의해 기판(110) 위의 절연층 부분을 제거한다.As shown in FIG. 4G, after forming the photoresist mask layer 201 having the window 202 corresponding to the well area A ′ for the nozzle, the photoresist mask layer 201 is formed on the fourth insulating layer 120d. By removing the portion of the insulating layer on the substrate 110.

도 4h에 도시된 바와 같이, ICP RIE 등을 이용해 우물영역(A')에 있는 기판(110) 부분을 소정 깊이 에칭한다. 이러한 과정을 통해 상기 절연층과 기판의 에칭부분에 의한 우물(203)이 형성된다. 우물(203)이 형성된 후에는 상기 마스크층(201)을 제거한다.As shown in FIG. 4H, a portion of the substrate 110 in the well region A 'is etched to a predetermined depth using an ICP RIE or the like. Through this process, the well 203 formed by the etching portion of the insulating layer and the substrate is formed. After the well 203 is formed, the mask layer 201 is removed.

도 4i에 도시된 바와 같이, 상기 기판(110) 상의 적층 위에 PE-CVD 법에 의해 TEOS(Tetraethoxysilane)를 증착하여 버블가이드 형성용 박막층(181a)을 형성한다. 이때에 박막층(181a)은 적층의 최상층과 상기 우물(203)의 내벽 및 바닥 전체에 소정 두께로 형성된다.As shown in FIG. 4I, TEOS (Tetraethoxysilane) is deposited on the stack on the substrate 110 by PE-CVD to form a thin film layer 181a for bubble guide formation. At this time, the thin film layer 181a is formed to a predetermined thickness on the uppermost layer of the stack and the inner wall and the bottom of the well 203.

도 4j에 도시된 바와 같이, RIE 등의 건식 에칭법에 의해 상기 우물(203)의 내벽을 제외한 나머지 부분의 TEOS 박막층(181a)을 제거하여 버블가이드(180a)를 완성한다.As illustrated in FIG. 4J, the bubble guide 180a is completed by removing the TEOS thin film layer 181a except for the inner wall of the well 203 by dry etching such as RIE.

도 4k에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 저면에 선행된 성막 공정을 통해 형성된 박막을 연마등에 의해 제거한 후 여기에 매니폴드 형성용 윈도우(205)를 가지는 마스크층(204)을 형성한다.As shown in FIG. 4K, the thin film formed on the bottom surface of the substrate 110 by a film forming process is removed by polishing or the like, and then a mask layer 204 having a manifold forming window 205 is formed thereon.

도 4l에 도시된 바와 같이, 상기 마스크층(204)의 윈도우(205)를 통해 노출된 기판 부분을 소정 깊이로 이방성 에칭을 행하여 매니폴드(170)를 형성한다.As shown in FIG. 4L, the portion of the substrate exposed through the window 205 of the mask layer 204 is anisotropically etched to a predetermined depth to form the manifold 170.

도 4m에 도시된 바와 같이 건식 에칭 장치 예를 들어 XeF2에칭장치에 의해 상기 우물(203)로 에칭가스를 공급하여 소정 깊이의 반구형 잉크챔버(140)를 형성한다.As shown in FIG. 4M, an etching gas is supplied to the well 203 by a dry etching apparatus such as an XeF 2 etching apparatus to form a hemispherical ink chamber 140 having a predetermined depth.

도 4n에 도시된 바와 같이, 상기 잉크챔버(140)의 바닥에 건식 에칭법에 의해 유로로서의 리스트릭터(160)를 형성한다.As shown in FIG. 4N, the restrictor 160 as a flow path is formed at the bottom of the ink chamber 140 by a dry etching method.

도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 저면이 상방을 향하도록 한 상태에서 시분할적인 원료가스의 또는 래디칼의 순차적 공급에 의한 원자층성막(ALD, Atomic Layer Deposition)을 실시하여 열전도층(191)을 성막한다. 본 실시예에서는 수직성장법이 적용되며, 따라서 기판(110)의 상방으로 부터 원료가스 또는 이의 플라즈마에 의한 래디칼이 공급된다. 이러한 ALD에 의하면, 기판(110) 및 노즐판(120)등의 전체 표면에 열전도층(191)이 형성된다.As shown in FIG. 5A, in a state in which the bottom surface of the substrate 110 faces upward, an atomic layer deposition (ALD) is performed by sequentially supplying source-divided source gas or radicals. 191). In this embodiment, the vertical growth method is applied, and thus radicals by the source gas or a plasma thereof are supplied from above the substrate 110. According to this ALD, the thermal conductive layer 191 is formed on the entire surface of the substrate 110, the nozzle plate 120, and the like.

도 5b에 도시된 바와 같이, RIE 등의 건식 식각법에 의해 노즐판(120)의 상면에 형성된 열전도층(191)을 제거하여, 노즐(180), 버블가이드(180a), 챔버(140), 리스트릭터(160), 매니폴드(170)의 내면, 그리고 기판(110)의 저면에 열전도층(191)이 잔류되게 한다. 그러나, 전술한 바와 같이 상기 열전도층(191)이 전기적 절연성을 가질 때에는 제거하지 않을 수 있다.As shown in FIG. 5B, the thermal conductive layer 191 formed on the upper surface of the nozzle plate 120 is removed by a dry etching method such as RIE, and the nozzle 180, the bubble guide 180a, the chamber 140, The thermal conductive layer 191 remains on the restrictor 160, the inner surface of the manifold 170, and the bottom surface of the substrate 110. However, as described above, when the thermal conductive layer 191 has electrical insulation, it may not be removed.

이하 상기 도 5a와 함께 설명된 ALD 공정의 조건 등에 대해 간략히 살펴본다.Hereinafter, the conditions of the ALD process described with reference to FIG. 5A will be briefly described.

성장막Growth film 공정fair 반응가스Reaction gas TiNTiN Thermal ALD또는PE-ALDThermal ALD or PE-ALD (TiCl4, NH3)(TiCl 4 , NH 3 ) TaNTaN PE-ALDPE-ALD (TaCl5, NH3) 또는(Ta유기금속(MO) 소스, NH3)(TaCl 5 , NH 3 ) or (Ta organic metal (MO) source, NH 3 ) Si3N4 Si 3 N 4 PE-ALDPE-ALD (SiH4, NH3)(SiH 4 , NH 3 ) TaTa PE-ALDPE-ALD (TaCl5, H2) 또는(Ta 유기금속 소스, H2)(TaCl 5 , H 2 ) or (Ta organometallic source, H 2 ) WW PE-ALDPE-ALD (WF6, H2)(WF 6 , H 2 ) Cu, Al, Cr 또는 PtCu, Al, Cr or Pt PE-ALDPE-ALD (유기금속 소스, H2)(Organic metal source, H 2 )

위의 표 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 형성되는 열전도층은 TiN, TaN, Si3N4, Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt 중의 어느 하나의 물질로 형성된다. 이들 물질의 특징은 공통적으로 높은 열전도율과 그리고 물리적으로 강한 내성을 가지며, 그리고 친수성 및 염료와의 비반응성을 가진다. 이러한 비반응성은 잉크 챔버 등과 같이 잉크가 접촉되는 모든 요소에서 잉크 중의 염료가 흡착되는 현상을 방지한다.As shown in Table 1, the heat conductive layer formed by the manufacturing method of the present invention is formed of any one of TiN, TaN, Si 3 N 4 , Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt. . These materials are commonly characterized by high thermal conductivity and physically strong resistance, and hydrophilicity and non-reactivity with dyes. This non-reactivity prevents the adsorption of the dye in the ink in all the elements with which the ink comes into contact, such as the ink chamber.

TiN 열전도층은 열적(thermal) ALD 또는 PE(plasma-enhanced) ALD 법에 의해 형성될 수 있다. 그리고 그 나머지의 열전도층은 모드 PE-ALD 법에 의해 형성된다. TaN, Ta, Cu, Al, Cr 또는 Pt 열전도층의 금속 공급원으로 유기금속 소스(metal organic source)가 사용될 수 있다. 이러한 열전도층의 두께는 수십 nm 정도로서 400도 이하의 저온에서 약 60분가량 실시된다. 이와 같은 온도의 제한은 이미 기판 및 노즐판에 형성된 구성요소의 보호를 위해서 불가피하다.The TiN thermal conductive layer may be formed by thermal ALD or plasma-enhanced ALD. The remaining thermal conductive layer is formed by a mode PE-ALD method. A metal organic source may be used as the metal source of the TaN, Ta, Cu, Al, Cr or Pt thermal conductive layer. The heat conductive layer has a thickness of about several tens of nm and is performed for about 60 minutes at a low temperature of 400 degrees or less. This limitation of temperature is inevitable for the protection of components already formed in the substrate and the nozzle plate.

본 발명에 따르면, 소위 백슈팅방식의 잉크 젯 프린트 헤드에서 잉크가 접촉되고 열의 집중이 발생될 수 있는 챔버의 내벽에와 리스트릭터, 바람직하게는 매니폴드 및 기판의 저면에 금속 또는 금속질화물로 된 열전도층이 형성된다. 이러한 구조적 특징에 의해 챔버 내의 잉크에 존재하는 열을 효과적으로 방출하고 잉크 내에 존재하는 염료의 흡착을 억제하여 히터로부터의 열이 효과적으로 챔버 내의 잉크에 버블을 발생시키는데 기여할 수 있게 되다. 또한 상기 열전도층의 물리적인 견고성에 의해 버블의 수축 및 소멸시에 발생되는 충격으로부터 챔버 주위의 구조물이 보호된다. 더욱이 상기 열전도층의 물리적 특성의 하나인 친수성은 잉크의 유동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하여 잉크 공급, 충전 등이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.According to the present invention, in the so-called back-shooting ink jet print head, a metal or metal nitride is formed on the inner wall of the chamber where ink can come into contact and heat concentration can occur and on the bottom of the restrictor, preferably the manifold and the substrate. A thermal conductive layer is formed. This structural feature effectively releases the heat present in the ink in the chamber and suppresses the adsorption of the dye present in the ink so that the heat from the heater can effectively contribute to the bubbles in the ink in the chamber. In addition, the physical rigidity of the thermally conductive layer protects the structure around the chamber from the impact generated when the bubble shrinks and disappears. Furthermore, hydrophilicity, which is one of the physical properties of the thermally conductive layer, allows the ink to flow more smoothly, thereby effectively supplying ink, filling, and the like.

본 기술분야에서 숙련된 자들에게, 본 발명의 정신을 이탈하지 않고 전술한 바람직한 실시예를 고려한 많은 변화와 수정은 용이하고 자명하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 보다 명확하게 지적된다. 본원의 기술내용이 개시 및 발표는 단지 예시에 불과하며, 첨부된 청구범위에 의해 보다 상세히 지적된 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.For those skilled in the art, many changes and modifications are easy and obvious in light of the above-described preferred embodiments without departing from the spirit of the invention and the scope of the invention is more clearly pointed out by the appended claims. . It is to be understood that the disclosure and disclosure herein are merely exemplary and should not be understood as limiting the scope of the invention, which is pointed out in more detail by the appended claims.

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판의 상면에 히터가 포함된 노즐판을 형성하는 제1단계;Forming a nozzle plate including a heater on an upper surface of the substrate; 상기 노즐판에 노즐을 형성하는 제2단계;Forming a nozzle on the nozzle plate; 상기 노즐판에 마련된 히터의 하방에 위치하며 그 상부에 상기 노즐판의 내면이 위치하는 잉크 챔버를 상기 기판에 형성하는 제3단계;A third step of forming an ink chamber on the substrate, the ink chamber being positioned below the heater provided on the nozzle plate and on which an inner surface of the nozzle plate is located; 상기 잉크 챔버의 바닥에 잉크가 통과하는 리스트릭터를 관통형성하는 제4단계;A fourth step of penetrating through the restrictor through which ink passes through the bottom of the ink chamber; 상기 리스트릭터의 내벽에와 상기 잉크 챔버의 내벽과 잉크 챔버의 상방에 위치하는 노즐판의 내면에 원자층증착법에 의해 열전도층을 형성하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.And a fifth step of forming a thermally conductive layer on the inner wall of the restrictor and on the inner wall of the ink chamber and the inner surface of the nozzle plate located above the ink chamber by atomic layer deposition. Manufacturing method. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제3단계와 제4단계의 사이에 상기 기판의 배면에 상기 잉크 챔버에 대응하는 잉크 공급 매니폴드를 형성하는 단계가 더 실시되며, 상기 제4단계에 의해 상기 리스트릭터는 상기 챔버와 매니폴드를 연결하는 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.A step of forming an ink supply manifold corresponding to the ink chamber on the back surface of the substrate is further performed between the third step and the fourth step. Manufacturing method of an inkjet print head, characterized in that formed in the form of connecting. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제5단계에서 상기 열전도층은 상기 매니폴드의 내면에 같이 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.And the thermally conductive layer is formed on an inner surface of the manifold in the fifth step. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 제2단계와 제3단계의 사이에 상기 노즐로 부터 상기 챔버로 소정 길이 연장되는 버블가이드 형성단계를 더 수행하며, 상기 제5단계에서 상기 열전도층을버블가이드의 표면 같이 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.And performing a bubble guide forming step extending from the nozzle to the chamber by a predetermined length between the second step and the third step, wherein the thermal conductive layer is formed like the surface of the bubble guide in the fifth step. A method of manufacturing an inkjet print head. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 열전도층은 Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si3N4로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.The thermal conductive layer is any one selected from the group consisting of Ta, W, Cu, Al, Cr, Pt, TiN, TaN, Si 3 N 4 The inkjet printhead manufacturing method.
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