KR100444582B1 - 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 잉크젯 프린트 헤드 제조방법은 공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 웨이퍼를 고정하는 단계, 및 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 웨이퍼에 잉크 공급구를 필요한 깊이로 가공하는 단계로 구성된 최소한 한 번 이상의 잉크공급구 형성 공정을 포함한다. 또한, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드 제조방법은 웨이퍼를 칩형태로 절삭하기 위하여, 공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 복수의 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 고정하는 단계, 및 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 웨이퍼을 다이싱하는 단계로 구성된 다이싱 공정을 포함한다. 본 발명에 따르면, 프린트 헤드의 잉크 공급구를 형성할 때, 및/또는 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 다이싱할 때 레이저와 마이크로 리퀴드젯을 결합한 리퀴드젯 가이드형 레이저를 사용함으로써, 프린트 헤드의 열 손상 방지, 프로세스 코스트 절감 및 프로세스 시간 감축 등의 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저와 마이크로 리퀴드젯(Micro liquid-jet)을 결합한 리퀴드젯(Liquid-jet) 가이드형 레이저를 이용하여 웨이퍼(Wafer)에 프린트 헤드의 잉크 공급구를 형성하거나 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 다이싱(Dicing)하는 잉크젯 프린트 헤드 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 잉크젯 프린터는 소음이 작고 해상도가 우수할 뿐 아니라 저가로 칼라 구현이 가능하기 때문에, 소비자의 수요가 급속하게 신장되고 있다.
또한, 반도체 기술의 발전과 더불어, 잉크젯 프린터의 핵심 부품인 프린터 헤드의 제조 기술도 지난 10년 동안 비약적으로 발전하였다. 그 결과, 현재 약 300개의 분사 노즐을 구비하며 1200dpi의 해상도를 제공할 수 있는 프린트 헤드가 사용후 폐기 가능한 형태의 잉크 카트리지에 장착되어 사용되고 있다.
이러한 프린트 헤드는 노즐과 연결된 잉크 쳄버에 잉크를 공급하는 잉크 비아(Via) 또는 잉크 공급구를 형성하는 위치에 따라, 잉크 공급구가 중앙에 위치한 중앙 피드 방식(Common or central feed type) 식, 양쪽 끝에 위치한 에지 피드 방식(Edge feed type), 및 각각의 쳄버에 위치한 개별 피드 방식(Individual feed type)으로 나누어 진다.
도 1을 참조하면, 일반적인 중앙 피드 방식 잉크젯 프린터용 프린트 헤드(10)가 개략적으로 예시되어 있다.
통상적으로, 잉크는 프린트 헤드(10)의 웨이퍼(1) 뒷면으로부터 잉크 공급구를 구성하는 잉크 비아 또는 제 1 잉크 공급로(2)를 통하여 웨이퍼(1)의 전면에 공급된다.
제 1 잉크 공급로(2)를 통해서 공급되는 잉크는 쳄버 플레이트(8)와 노즐 플레이트(9)에 의해 형성된 제 2 잉크 공급로(3)를 따라서 잉크 쳄버(4)에 도달한다. 잉크 쳄버(4)에 일시적으로 정체된 잉크는 보호층(5) 아래에 있는 히터(6)로부터 발생된 열에 의해서 순간적으로 가열된다.
이 때, 잉크는 폭발성 버블을 발생하고, 이에 따라 잉크 쳄버(4)내의 잉크 중 일부가 발생된 버블에 의해 잉크 쳄버(4) 위에 형성된 노즐(7)을 통하여 프린트 헤드(10) 밖으로 토출된다.
이러한 프린트 헤드(10)에서, 쳄버 플레이트(8)와 노즐 플레이트(9)는 잉크의 흐름, 잉크의 분사 모양, 및 분사 주파수 특성에 영향을 주는 중요한 요소이다. 따라서, 쳄버 플레이트(8)와 노즐 플레이트(9)의 재질, 형상 및 제조방법 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
쳄버 플레이트 및 노즐 플레이트와 관련한 프린트 헤드의 제조방법으로 현재 사용되고 있는 방법중 일반적인 방법은 포토리소그래피 공정을 사용하는 모노리식(Monolithic) 방식이다.
모노리식 방식에 따른 일반적인 프린트 헤드(10'; 도 2e)의 제조과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 전면에 히터(6)와 보호층(5)이 형성된 실리콘 웨이퍼(1)의 뒷면에 잉크 공급구를 구성하는 제 1 잉크 공급로(2)를 형성하기 위한 예비 제 1 잉크 공급로(2')가 형성된다.
이 때, 웨이퍼(1)는 예비 제 1 잉크 공급로(2')에서 완전히 관통되지 않고 일정 두께가 남겨진다.
그 다음, 웨이퍼(1)의 보호층(5) 위쪽에 포지티브 포토 레지스트가 형성되고, 포지티브 포토레지스트는 포토 마스크(도시하지 않음)를 사용하는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 패터닝되고, 그 결과 도 2b에 도시한 바와 같이, 보호층(5) 위에 희생층인 포지티브 포토레지스트 몰드(photoresist mold)(3')가 형성된다. 포지티브 포토레지스트 몰드(3')는 추후 에칭으로 제거되어 제 2 잉크 공급로(3), 잉크 쳄버(4) 등의 유로구조를 제공한다. 포지티브 포토 레지스트 몰드(3')의 두께는 약 30~40㎛로, 추후 형성될 제 2 잉크 공급로(3)와 잉크쳄버(4)의 높이가 된다.
보호층(5) 위에 포지티브 포토레지스트 몰드(3')가 형성된 후, 웨이퍼(1)의 전면에는 네가티브 포토 레지스트로써 감광성 에폭시 수지층이 코팅으로 형성된다.
그 다음, 감광성 에폭시 수지층은 노즐의 패턴이 형성된 포토 마스크(도시하지 않음)에 의해 노광된 후 마이크로펀칭(micro-punching) 또는 리소그래피 공정에 의해 패터닝되고, 그 결과 도 2c에 도시한 바와 같이, 노즐(7')이 형성된 쳄버/노즐 플레이트(9')가 형성된다.
쳄버/노즐 플레이트(9')가 형성된 후, 웨이퍼(1)의 뒷면에서 예비 제 1 잉크 공급로(2')를 형성한 웨이퍼(1)의 부분은 제거되며, 그 결과 제 1 잉크 공급로(2)가 형성된다.
그 후, 포토 레지스트 몰드(3')가 용매에 의해 용해되어 제거되면, 잉크 쳄버(4) 및 제 2 잉크 공급로(3)가 형성되고, 프린트 헤드(10')의 제조가 종료된다.
이러한 모노리식 방식에 따른 프린트 헤드(10')의 제조방법에서, 예비 제 1 잉크 공급로(2')와 제 1 잉크 공급로(2)를 형성하기 위한 공정은 화학적으로 웨이퍼(1)를 식각하는 습식 식각법, 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(1)를 식각하는 RIE(Reactive ion etching) 또는 DRIE(Deep reactive ion etching)와 같은 건식 식각법, 또는 아주 미세한 모래인 그릿(Grit)을 매우 빠른 속도로 웨이퍼(1)에 분사하여 웨이퍼(1)를 식각하는 그릿 블라스팅법이 널리 사용된다.
그러나, 습식 식각법은 웨이퍼(1)를 화학적으로 식각함으로, 프로세스 시간이 많이 걸리고 웨이퍼(1)에 아주 미세한 불순물이 있을 경우 스페이스 오차(Spacetolerance)를 정밀하게 제어하기 어려운 단점이 있었다.
플라즈마를 이용한 건식 식각법은 약 2-10㎛/min의 식각율(Etching rate)을 나타냄으로 프로세스 시간이 비교적 빠른 장점이 있으나, 프로세스 장비가 고가이고 운전비용이 비싸 프로세스 코스트가 높아질 뿐 아니라, 식각된 벽면의 각도가 거의 90°에 가깝게 등방성(Isotorpic)으로 식각되는 등 식각되는 벽면의 테이퍼 각도를 제어하기 어려운 단점이 있었다.
또한, 그릿 블라스팅법은 미세한 모래를 사용하기 때문에 공정중 모래가 MEMS(Micro Electromechanical System)를 구성하는 웨이퍼 구조에 들어가 오염을 발생하기 쉬울 뿐 아니라, 가공 정밀도가 떨어지고, 공정완료 후에는 모래를 제거하는 후공정을 필요로 하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 주된 목적은 열 손상 방지, 프로세스 코스트 절감 및 프로세스 시간 감축을 위해 리퀴드젯과 레이저를 결합한 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 프린트 헤드의 잉크 공급구를 형성하는 잉크젯 프린트 헤드 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열 손상 방지, 프로세스 코스트 절감 및 프로세스 시간 감축을 위해 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 다이싱하는 잉크젯 프린트 헤드 제조방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 프린트 헤드의 단면도.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d, 및 도 2e는 종래의 잉크젯 프린트 헤드 제조방법을 예시하는 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법에 사용되는 한 예의 리퀴드젯 가이드형 레이저의 동작을 예시하는 개략도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법에 따라 형성된 예비 제 1 잉크 공급로의 형상을 예시하는 사진.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 웨이퍼 2: 제 1 잉크공급로
2': 예비 제 1 잉크공급로 3: 제 2 잉크공급로
4: 잉크 쳄버 5: 보호층
6: 히터 8: 쳄버 플레이트
9': 노즐 플레이트 10, 10': 프린트 헤드
100: 리퀴드젯 가이드형 레이저 101: 리퀴드
102: 레이저 빔 103: 레이저 빔 가이드
105: 리퀴드 라인 110: 레이저 빔 조사렌즈부
111: 콜리메이팅 렌즈 113: 포커싱 렌즈
120: 노즐헤드 121: 리퀴드 공급 덕트
122: 기부 123: 윈도우
125: 노즐블록 126: 노즐블록 홀더
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시 양태에 따르면, 본 발명은 잉크젯 프린터 헤드를 구성하는 웨이퍼에 잉크 공급구를 형성하는 최소한 한번 이상의 잉크공급구 형성 공정을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법에 있어서, 상기 공정은 공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 웨이퍼를 고정하는 단계, 및 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 웨이퍼에 잉크 공급구를 필요한 깊이로 가공하는 단계를 포함하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법을 제공한다.
웨이퍼를 고정하는 단계는 웨이퍼를 로더에 로딩하는 것, 로더에 로딩된 웨이퍼를 쳄버의 스테이지로 이동하는 것, 웨이퍼를 스테이지의 정위치에 정렬한 후 고정하는 것으로 이루어 진다.
잉크 공급구를 가공하는 단계는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 통해 직경 10- 500㎛ 범위의 리퀴드젯에 가이드되는 레이저 빔을 조사하는 것, 및 웨이퍼를 고정한 스테이지를 잉크 공급구 패턴에 따라 이동시키는 것으로 이루어 진다.
리퀴드젯에 사용되는 액체는 1-7,000bar 범위의 압력을 갖는 액체상태의 물질이 사용되며, 레이저 빔은 다이오드-펌프형 고체 레이저 빔 및 가스 레이저 빔 중의 하나가 사용되는 것이 바람직하다.
선택적으로, 레이저 빔을 조사하는 것은 30- 50㎛ 범위의 리퀴드젯에 가이드되는 레이저 빔을 조사하는 것으로 이루어 질 수 있다.
또한, 잉크공급구 형성 공정은 잉크 공급구 형성시 웨이퍼의 표면에 유입된 유기물을 크리닝하는 단계, 및 크리닝된 웨이퍼을 건조하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드 제조방법은 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 다이싱하는 공정을 더 포함할 수 있다.
웨이퍼를 다이싱하는 공정은 공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 웨이퍼를 고정하는 단계, 및 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 웨이퍼를 다이싱하는 단계로 구성된다.
본 발명의 다른 실시 양태에 따르면, 본 발명은 복수의 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 다이싱하는 다이싱 공정을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드 제조방법에 있어서, 상기 공정은 공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 웨이퍼를 고정하는 단계, 및 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 웨이퍼를 다이싱하는 단계를 포함하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린터 헤드 제조방법을 제공한다.
양호한 실시예에 있어서, 웨이퍼를 고정하는 단계는 웨이퍼를 로더에 로딩하는 것, 로더에 로딩된 웨이퍼를 쳄버의 스테이지로 이동하는 것, 웨이퍼를 스테이지의 정위치에 정렬한 후 고정하는 것으로 이루어 진다.
웨이퍼를 다이싱하는 단계는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 통해 직경 30- 100㎛ 범위의 리퀴드젯에 가이드되는 레이저 빔을 조사하는 것, 및 웨이퍼를 고정한 스테이지를 다이싱 패턴에 따라 이동시키는 것으로 이루어 진다.
리퀴드젯에 사용되는 액체는 1-7,000bar 범위의 압력을 갖는 액체상태의 물질이 사용되며, 레이저 빔은 다이오드-펌프형 고체 레이저 빔 및 가스 레이저 빔 중의 하나가 사용된다.
또한, 다이싱 공정은 다이싱시 칩형태로 절삭된 프린트 헤드에 유입된 유기물을 크리닝하는 단계, 및 크리닝된 칩형태의 프린트 헤드를 건조하는 단계를 더포함한다.
이하, 본 발명에 따른 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법을 첨부도면에 관하여 상세히 서술하면 다음과 같다. 도면 및 설명에서 종래 기술과 동일한 구성부분은 동일한 참조부호로 예시 및 설명하기로 한다.
먼저, 도 2a에 도시한 종래의 프린트 헤드(10)의 제조시와 같이, 실리콘 웨이퍼(1)는 코팅공정, 이온주입 공정, 포토리소 그라피 공정 등을 수행하기 위한 쳄버(도시하지 않음)에서 전면에 히터(6)와 보호층(5)이 형성된 후, 뒷면에 잉크 비아 또는 잉크 공급구를 구성하는 제 1 잉크 공급로(2)를 형성하기 위한 예비 제 1 잉크 공급로(2')를 형성하는 공정이 진행된다.
즉, 웨이퍼(1)는 리퀴드젯 가이드형 레이저 가공을 위한 쳄버(도시하지 않음)로 이동하기 위해 뒷면이 위쪽을 향하도록 공지의 로더(도시하지 않음)에 로딩된다.
그 다음, 웨이퍼(1)는 로더에 의해 리퀴드젯 가이드형 레이저 가공을 위한 쳄버의 스테이지(도시하지 않음)로 이동하여, 고정위치에 정렬된 후 공지의 그리퍼(도시하지 않음)에 의해 고정된다.
웨이퍼(1)가 고정된 후, PC내부의 CAD 데이타에 따라 기준좌표가 설정되면, 웨이퍼(1)를 고정한 스테이지는 PC내부의 입력된 프로그램에 의해 전후 및 좌우로 예를 들면 약 100mm/s의 속도로 이동하게 된다.
이와 동시에, 소정 위치에 고정된 리퀴드젯 가이드형 레이저(100; 도3)는 노즐헤드(120)를 통해 리퀴드젯(101)과, 리퀴드젯(101)에 의해 가이드되는 레이저빔(102)을 조사하게 된다.
따라서, 웨이퍼(1)는 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 리퀴드젯(101)의 내벽을 따라 가이드되는 레이저 빔(102)에 의해 식각되어 소정 깊이의 트렌치 또는 예비 잉크 공급로(2')를 형성하게 된다.
이 때, 리퀴드젯 가이드형 레이저(100)의 노즐헤드(120)를 통해 조사되는 리퀴드젯(101)은 10-500㎛ 범위의 직경를 갖도록 설정된다.
즉, 프로세스 시간을 줄이기 위해서는 리퀴드젯(101)의 직경이 150㎛ 이상인 것이 바람직하지만, 필요에 따라서는 30- 50㎛ 범위의 직경을 갖는 리퀴드젯도 사용될 수 있다.
리퀴드젯(101)의 압력은 1-7,000bar 범위, 바람직하게는 약 70bar로 설정된다. 또한, 리퀴드젯(101)에 사용되는 액체는 모든 액체상태의 물질을 사용할 수 있다.
또한, 리퀴드젯 가이드형 레이저 가공을 위한 쳄버 내의 온도는 상온 상태로 유지된다.
리퀴드젯(101)과 레이저 빔(102)을 조사하기 위해 사용되는 리퀴드젯 가이드형 레이저(100)는 예를들면 도 3에 도시한 바와 같이, 레이저 빔 가이드(103) 통해 다이오드-펌프형 고체 레이저 소스 및 가스 레이저 소스와 같은 레이저 빔 소스(동시하지 않음)에 연결된 레이저 빔 조사렌즈부(110), 및 리퀴드 라인(105)을 통해 공급되는 리퀴드(101)와 레이저 빔 조사렌즈부(110)로부터 조사된 레이저 빔(102)을 동일축으로 합쳐서 분사 및 조사하는 노즐헤드(120)를 포함하는 리퀴드젯 가이드형 레이저가 사용될 수 있다.
레이저 빔 조사렌즈부(110)는 레이저 빔 가이드(103)로부터 전달된 레이저 빔(102)을 콜리메이팅하는 콜리메이터(111), 및 콜리메이팅된 레이저 빔(112)을 포커싱하여 노즐헤드(120)의 기부(122)의 원추형 공간부(124)를 통해 조사하는 포커싱 렌즈(113)로 구성된다.
노즐 헤드(120)는 포커싱 렌즈(113)를 통해 원추형 공간부(124)로 조사된 레이저 빔(102)을 통과시키는 윈도우(123), 리퀴드 라인(105)과 연결된 리퀴드 공급덕트(121), 각각 윈도우(123)와 리퀴드 공급덕트(121)를 통과한 레이저 빔(102)과 리퀴드(101)를 중앙 보어홀(127)을 통해 조사 및 분사시키는 노즐블록(125)으로 구성된다.
노즐블록(125)를 통해 웨이퍼(1)에 분사된 후 웨이퍼(1) 하부로 흘러내리는 리퀴드젯(101)은 쳄버 하부에 형성된 리퀴드 수집부(도시하지 않음)를 통해 회수되어 펌프(도시하지 않음) 등에 의해 다시 리퀴드 라인(105)를 통해 노즐 헤드(120)로 공급된다.
이와 같이, 웨이퍼(1)에 예비 제 1 잉크 공급로(2')가 형성된 후, 웨이퍼(1)는 크리닝 공정을 수행하기 위한 쳄버(도시하지 않음)로 이송된다.
크리닝을 수행하기 위한 쳄버로 이송된 웨이퍼(1)는 예비 잉크 공급로(2')를 형성할 때 웨이퍼(1)의 표면에 유입된 유기물을 크리닝한 후, 건조된다.
그 후, 웨이퍼(1)는 다시 포토리소그래피 공정 등을 수행하기 위한 쳄버로 이동된 다음, 도 2b 및 도 2c에 도시한 종래의 프린트 헤드(10)의 제조시와 같은방법으로 전면에 노즐(7')이 형성된 쳄버/노즐 플레이트(9')가 형성된다.
쳄버/노즐 플레이트(9')가 형성된 후, 웨이퍼(1)는 다시 로더에 의해 리퀴드젯 가이드형 레이저 가공을 위한 쳄버의 스테이지로 이동된 다음, 뒷면에 예비 제 1 잉크 공급로(2')를 형성한 웨이퍼(1)의 부분이 위에서 설명한 예비 제 1 잉크 공급로(2')를 형성하는 방법과 같은 방법으로 제거되며, 그 결과 제 1 잉크 공급로(2)가 형성된다.
그 후, 웨이퍼(1)는 다시 포토리소그래피 공정 등을 수행하기 위한 쳄버로 이동된 다음, 도 2e에 도시한 바와 같이, 포토 레지스트 몰드(3')가 용매에 의해 용해되어 제거되면, 잉크 쳄버(4) 및 제 2 잉크 공급로(3)가 형성된다.
그 결과, 웨이퍼(1)에는 복수의 프린트 헤드(10')가 격자 형태로 형성된다.
이와 같이, 복수의 프린트 헤드(10')가 형성된 웨이퍼(1)는 칩형태로 절삭하기 위한 다이싱 공정을 수행하기 위해 다시 리퀴드젯 가이드형 레이저 가공을 위한 쳄버로 이동된다.
웨이퍼(1)를 다이싱하는 다이싱 공정은 리퀴드젯 가이드형 레이저(100)를 통해 30-100㎛ 범위, 바람직하게는 50㎛ 의 직경을 갖는 리퀴드젯(101)과 리퀴드젯(101)에 가이드되는 레이저(102)를 분사 및 조사하는 것을 제외하고는 위에서 설명한 예비 제 1 잉크공급로(2'), 또는 제 1 잉크공급로(2) 형성 공정과 실질적으로 동일하게 수행된다.
즉, 웨이퍼(1)는 로더에 의해 로딩된 후, 리퀴드젯 가이드형 레이저 가공을 위한 쳄버의 스테이지로 이동된 다음, 웨이퍼(1)는 스테이지의 정위치에 정렬 및고정된다.
그 후, 웨이퍼(1)는 리퀴드젯 가이드형 레이저(100)를 통해 직경 30-100㎛ 범위의 리퀴드젯(101)에 가이드되는 레이저 빔(102)을 조사하면서 웨이퍼(1)를 고정한 스테이지를 다이싱 패턴에 따라 100mm/s의 속도로 이동시키는 것에 의해 다이싱되며, 그 결과 웨이퍼(1)에 형성된 각각의 프린트 헤드(10')는 칩형태로 절삭된다.
웨이퍼(1)를 다이싱한 후, 칩형태로 절삭된 각각의 프린트 헤드(10')에 유입된 유기물을 크리닝한 다음 건조하면, 모든 프린트 헤드(10')의 제조가 종료된다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명 하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능함을 이해해야 할 것이다.
예를들면, 위에서 설명한 본 발명의 프린트 헤드(10')를 형성하는 공정에서, 프린트 헤드(10')의 제 1 잉크 공급로(2)는 리퀴드젯 가이드형 레이저(100)를 사용하는 두 번의 공정으로 형성되는 것으로 설명하였지만, 프린트 헤드(10')를 형성하는 방법에 따라 한 번 또는 두번 이상의 공정으로 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드 제조방법은 프린트 헤드(10')를 형성하는 공정과 웨이퍼(1')를 다이싱하는 공정 모두에서 리퀴드젯 가이드형 레이저(100)가 사용되는 것으로 설명하였지만, 필요에 따라 두 공정 중 하나에서만 리퀴드젯가이드형 레이저(100)가 사용될 수도 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드 제조방법은 레이저와 리퀴드젯을 결합한 리퀴드젯 가이드형 레이저를 사용하여, 종래의 습식 또는 건식식각법에서 필수적으로 필요로 하는 마스크를 사용하지 않고 상온 상태에서 프린트 헤드의 잉크 공급구를 형성하거나 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 다이싱할 수 있음으로, 프린트 헤드의 열 손상이 방지되고 프로세스 코스트가 절감되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드 제조방법은 PC의 최적화 디자인 데이타에 의해 3차원적인 잉크 공급구 형상을 제어함으로, 잉크 공급구 형상을 보다 더 자유롭고 정밀하게 구현 할 수 있을 뿐 아니라, 프로세스 시간도 감축하는 효과를 제공한다. 실제로, 스테이지의 이동속도를 100mm/s로 하고, 리퀴드젯 가이드형 레이저의 레이저젯의 직경과 압력을 각각 약 150㎛와 약 70bar로 한 조건에서, 10mm x 5mm의 표면을 500㎛의 깊이로 가공한 실험에 따르면, 약 55초가 소요되었다.
Claims (14)
- 잉크젯 프린터 헤드를 구성하는 웨이퍼를 관통하는 잉크 공급구를 형성하는 잉크공급구 형성 공정을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법에 있어서,상기 잉크공급구 형성 공정은,공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 상기 웨이퍼를 고정하는 단계; 및리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 상기 웨이퍼에 상기 잉크 공급구를 필요한 깊이로 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 고정하는 상기 단계는,상기 웨이퍼를 로더에 로딩하는 것;상기 로더에 로딩된 상기 웨이퍼를 상기 쳄버의 상기 스테이지로 이동하는 것; 및상기 웨이퍼를 상기 스테이지의 정위치에 정렬한 후 고정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 잉크 공급구를 가공하는 상기 단계는,상기 리퀴드젯 가이드형 레이저를 통해 직경 10- 500㎛ 범위의 리퀴드젯에 가이드되는 레이저 빔을 조사하는 것; 및상기 웨이퍼를 고정한 상기 스테이지를 잉크 공급구 패턴에 따라 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 리퀴드젯에 사용되는 액체는 1-7,000bar 범위의 압력을 갖는 액체상태의 물질이 사용되는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 레이저 빔은 다이오드-펌프형 고체 레이저 빔 및 가스 레이저 빔 중의 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 잉크 공급구를 가공하는 상기 단계는,상기 리퀴드젯 가이드형 레이저를 통해 30-50㎛ 범위의 리퀴드젯에 가이드되는 레이저 빔을 조사하는 것; 및상기 웨이퍼를 고정한 상기 스테이지를 잉크 공급구 패턴에 따라 이동시키는 것을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 잉크공급구 형성 공정은,상기 잉크 공급구 형성시 상기 웨이퍼의 표면에 유입된 유기물을 크리닝하는 단계; 및크리닝된 상기 웨이퍼를 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,복수의 상기 프린트 헤드를 형성한 상기 웨이퍼를 다이싱하는 다이싱 공정을 더 포함하며;상기 다이싱 공정는 공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 상기 웨이퍼를 고정하는 단계, 및 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 상기 웨이퍼를 다이싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 복수의 프린트 헤드를 형성한 웨이퍼를 다이싱하는 다이싱 공정을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드 제조방법에 있어서,상기 다이싱 공정은,공정을 수행할 쳄버의 스테이지에 상기 웨이퍼를 고정하는 단계; 및리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용하여 상기 웨이퍼를 다이싱하는 단계를 포함하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린터 헤드 제조방법
- 제 9 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 고정하는 상기 단계는,상기 웨이퍼를 로더에 로딩하는 것;상기 로더에 로딩된 상기 웨이퍼를 상기 쳄버의 상기 스테이지로 이동하는 것;상기 웨이퍼를 상기 스테이지의 정위치에 정렬한 후 고정하는 것을 포함하는것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 9항에 있어서, 상기 웨이퍼를 다이싱하는 상기 단계는,상기 리퀴드젯 가이드형 레이저를 통해 직경 30-100㎛ 범위의 리퀴드젯에 가이드되는 레이저 빔을 조사하는 것; 및상기 웨이퍼를 고정한 상기 스테이지를 다이싱 패턴에 따라 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 리퀴드젯에 사용되는 액체는 1-7,000bar 범위의 압력을 갖는 액체상태의 물질이 사용되는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 레이저 빔은 다이오드-펌프형 고체 레이저 빔 및 가스 레이저 빔 중의 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 다이싱 공정은,다이싱시 칩형태로 절삭된 상기 프린트 헤드에 유입된 유기물을 크리닝하는단계; 및크리닝된 칩형태의 상기 프린트 헤드를 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드젯 가이드형 레이저를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 제조방법.
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