KR100546920B1 - 박막프린트헤드 - Google Patents

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알리 엠암조메
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마이클 제이 레건
헤럴드 리 반 나이스
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Abstract

본 발명은 복수개의 박막층을 갖는 박막 기판과, 상기 복수개의 박막층에 형성되는 복수개의 잉크 발사 히터 저항기와, 폴리머 유동체 배리어층과, 상기 복수개의 박막층상에 배치되며, 상기 폴리머 유체 배리어층을 상기 박막 기판에 결합하기 위한 탄소 풍부한 층을 포함하는 잉크-젯 프린트헤드를 제공한다.

Description

박막 프린트헤드{IMPROVED INK-JET PRINTHEAD AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 잉크-젯 프린터용 프린트헤드에 관한 것으로, 특히 기판과 배리어층(barrier layer) 사이의 접착을 향상시킨 프린트헤드에 관한 것이다.
잉크-젯 인쇄술은 비교적 널리 발전되었다. 컴퓨터 프린터, 그래픽 플롯터, 및 팩스밀리 장치와 같은 상용 제품들은 인쇄된 매체를 생성하는데 잉크-젯 기술을 사용하였다. 잉크-젯 기술에 대한 휴렛-팩카드 컴파니의 공헌이, 예를 들면, 본 명세서에서 모두 참고로 인용된 휴렛-팩카드 저널(Hewlett-Packard Journal), Vol.36, No.5(1985년 5월); Vol.39, No.5(1988년 10월); Vol.43, No.4(1992년 8월); Vol.43, No.6(1992년 12월); 및 Vol.45, No.1(1994년 2월)의 다양한 논문에 개시되어 있다.
일반적으로 잉크-젯 화상은, "프린트헤드"로서 알려진 방울-생성 장치(drop-generating device)로부터 인쇄 매체상에 정밀한 도트 패턴이 분출될 때에 형성된다. 전형적으로는, 잉크-젯 프린트헤드는 인쇄 매체의 표면상을 횡단하는 가동형 캐리지상에 지지되고 마이크로컴퓨터 또는 다른 제어기의 명령에 따라 적당한 시기에 잉크 방울을 분출하도록 제어되며, 잉크 방울의 제공 타이밍이 인쇄중의 화상의 화소의 패턴에 대응하도록 의도된다.
전형적인 휴렛-팩카드 잉크-젯 프린트헤드는 오리피스판내에 정밀하게 형성된 노즐의 어레이를 포함하며, 이 노즐 어레이는 잉크를 발사하는 히터 저항기(ink firing heater resistor) 및 이 히터 저항기를 작동시키는 장치를 실시하는 박막 기판에 부착되어 있다. 잉크 배리어층은 관련 잉크 발사 히터 저항기상에 배치된 잉크 챔버를 갖는 잉크 채널을 규정하며, 오리피스판의 노즐이 관련 잉크 챔버와 정렬되어 있다. 잉크 챔버와, 잉크 챔버에 인접한 오리피스판과, 박막 기판의 일부에 의해서 잉크 방울 발생기 영역이 형성된다.
박막 기판은 전형적으로는 실리콘과 같은 기판으로 이루어지며, 이 기판상에 박막 잉크 발사 히터 저항기, 이 히터 저항기를 작동시키는 장치 및 프린트헤드와 전기적 외부 접속을 제공하는 접합 패드에 대한 상호접속부를 형성하는 다양한 박막층이 형성된다. 박막 기판은, 보다 상세하게는 열동력적(thermomechanical) 페시베이션(passivation)층으로서 잉크 발사 히터 저항기상에 배치된 상부의 탄탈륨 박막층을 특히 구비한다.
잉크 배리어층은 전형적으로 건식막으로서 박막 기판에 적층되는 폴리머 물질이며, 광에 의해 규정가능하거나 UV 및 열적으로 경화가능하도록 설계된다.
오리피스판, 잉크 배리어층 및 박막 기판의 물리적 배치의 예가, 위에서 인용된 1994년 2월의 휴렛트-패카드 저널의 44페이지에 나타나 있다. 잉크-젯 프린트헤드의 다른 예는 본 명세서에서 모두 참고로 인용된 미국 특허 제 4,719,477 호와 미국 특허 제 5,317,346 호에 개시되어 있다.
상술한 잉크-젯 프린트헤드 구성에서의 고려사항은, 잉크 배리어층으로부터 오리피스판의 박리 및 박막 기판으로부터 잉크 배리어층의 박리가 포함된다. 박리는 주로 주변의 수분과, 방울 발생기 영역에서 박막 기판/배리어 계면과 배리어/오리피스판 계면의 에지와 연속적으로 접촉하는 잉크 자신에 의해 생긴다.
탄탈륨으로의 배리어 접착력(탄탈륨층에 형성되는 배리어층과 탄탈륨층에 형성된 산화층 사이에 일어나는 접착력)은 일회용 잉크-젯 카트리지에 결합되는 프리트헤드용으로 충분한 것으로 여겨지지만, 탄탈륨으로의 배리어 접착력은 자주 교환하지 않는 반영구적인 잉크-젯 프린트헤드에 대해서는 충분히 강력하지 못하다. 게다가, 잉크 화학적 성질에 있어서의 새로운 발전에 의해 박막 기판과 배리어층 사이의 계면 뿐만 아니라 배리어층과 오리피스판 사이의 계면을 보다 공격적으로 분리하는 제제(formulation)가 나타났다.
특히, 잉크로부터의 물과 같은 용제가 배리어 벌크층을 통한 침투, 배리어를 따른 침투, 및 폴리머 오리피스판인 경우에는 폴리머 오리피스판의 벌크를 통한 침투에 의해 박막 기판/배리어 계면 및 배리어/오리피스판에 들어가는 것에 의해, 가수분해와 같은 화학 메카니즘을 통해 계면이 분리된다.
결합 표면으로서의 탄탈륨의 문제는, 우선 스퍼터링 장치에서 탄탈륨층이 형성될 때는 순수 탄탈륨이지만, 탄탈륨층이 산소를 함유하는 대기중에 노출되자마자 산화 탄탈륨층이 형성된다는데 있다. 물은 원래의 폴리머를 산화물 결합으로 치환하거나 대체하는 산화물과의 수소 결합을 형성하기 때문에 산화막과 폴리머막 사이의 화학적 결합은 물에 의해서 쉽게 열화되는 경향이 있으므로 잉크 제제, 특히 보다 적극적인 것에 대해 금속 산화물과 폴리머 배리어 사이의 계면을 분리한다.
따라서, 박막 기판과 잉크 배리어층 사이의 접착력이 향상된 개량된 잉크-젯 프린트헤드를 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 발명에 따르면, 다수의 박막층으로 구성된 박막 기판과, 상기 다수의 박막층에 형성되는 다수의 잉크 발사 히터 저항기와, 폴리머 유동체 배리어층, 및 상기 다수의 박막층상에 배치되며, 상기 폴리머 유동체 배리어층을 상기 박막 기판에 결합하기 위한 탄소 풍부한 층을 포함하는 잉크-젯 프린트헤드가 제공된다.
도 1을 참조하면, 본 발명을 채용할 수 있고, 일반적으로 (a) 예를 들어 실리콘 기판으로 구성되고 그 위에 다양한 박막층이 형성된 박막 기판 또는 다이(11), (b) 박막 기판(11)상에 배치된 잉크 배리어층(12), 및 (c) 잉크 배리어층(12)의 상부에 부착된 오리피스 또는 노즐판(13)을 포함하는 잉크젯 프린트헤드(100)의 개략적인 사시도가 개시되어 있다.
박막 기판(11)은 집적 회로 제조 기술에 따라 형성되며, 그 내부에 형성된 박막 잉크 발사 히터 저항기(56)를 포함한다. 예시적인 실시예로서, 박막 잉크 발사 히터 저항기(56)가 박막 기판의 종방향 에지를 따라 열로 배치된다.
잉크 배리어층(12)은 박막 기판(11)에 열 및 압력으로 적층되어 있는 건식막 또는 균일한 두께가 되도록 방사되고 과다 용매를 제거함으로써 건조되는 습성 조합 유동체(wet dispensed liquid)의 캐스트 필름으로 구성되어 있다. 배리어층(12)은, 박막 기판(11)상에 대략 중앙에 배치된 금층(62)(도 2)의 양측에 있는 저항기 영역위에 배치된 잉크 채널(19)과 잉크 채널(29)을 그 내부에 형성하도록 광 규정되어 있다. 외부 전기 연결로 결합가능한 금 접합 패드(71)는 박막 기판(11)의 단부에 배치되어 있으며, 잉크 배리어층(12)에 의해서 덮여져 있지 않다. 예시적인 실시예에 있어서, 배리어층 물질은 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이 아이 드퐁 드 네모아 앤드 컴파니(E.I. duPont de Nemours and Company)로부터 입수가능한 파라드 브랜드 광폴리머 건식막과 같은 아크릴계 광폴리머를 포함한다. 유사한 건식막으로는 리스톤(Riston) 브랜드 건식막과 같은 다른 드퐁사 제품과 다른 화학 제조자에 의해서 제조된 건식막을 들 수 있다. 오리피스판(13)은, 예를 들어 폴리머 물질로 이루어진 평탄한 기판을 포함하며, 상기 오리피스는 예를 들어, 본 명세서에서 참조용으로 인용된 미국 특허 제 5,469,199 호에 개시된 바와 같이 레이저 제거에 의해서 형성된다. 오리피스판은 또한 다른 실시예로서 니켈과 같은 도금 금속도 포함할 수도 있다.
잉크 배리어층(12)내의 잉크 챔버(19)는 보다 상세하게는 각각의 잉크 발사 히터 저항기(56)상에 배치되어 있으며, 각각의 잉크 챔버(19)는 배리어층(12)내에 형성된 챔버 개구부의 에지 또는 벽에 의해 규정되어 있다. 잉크 채널(29)은 배리어층(12)내에 형성된 다른 개구부에 의해서 규정되고, 각각의 잉크 발사 챔버(19)와 일체적으로 결합된다. 예시적인 실시예에 있어서, 도 1은 외연 공급 구성(outer edge fed configuration)을 도시한 것으로, 본 명세서에서 참고용으로 인용된 미국 특허 제 5,278,584 호에 특히 개시된 바와 같이, 잉크 채널(29)이 박막 기판(11)의 외주에 의해서 형성된 외연을 향하여 개방되며 잉크가 박막 기판의 외연 주변의 잉크 채널(29)와 잉크 챔버(19)에 공급된다. 본 발명은 상기 미국 특허 제 5,317,346 호에 이미 개시된 바와 같이 중앙연 공급(center edge fed) 잉크젯 프린트헤드에도 이용될 수도 있으며, 잉크 채널은 박막 기판의 중앙에서 슬롯에 의해서 형성된 에지를 향해 개방된다.
오리피스판(13)은 잉크 발사 히터 저항기(56), 관련 잉크 챔버(19) 및 관련 오리피스(21)가 정렬되도록 각각의 잉크 챔버(19)상에 배치된 오리피스(21)를 가진다. 잉크 방울 발생기 영역은 각 잉크 챔버(19)와, 박막 기판(11)의 일부 및 잉크 챔버(19)에 인접한 오리피스판(13)에 의해서 형성된다.
도 2를 참조하면, 박막 기판(11)의 일반적인 레이아웃의 평면도가 도시되어 있다. 잉크 발사 히터 저항기(56)는 박막 기판(11)의 종방향 에지에 인접한 저항기 영역에 형성되어 있다. 금 트레이스로 이루어진 패턴화된 금층(62)은 저항기 영역 사이의 박막 기판(11)의 중앙에 일반적으로 배치되고 박막 기판(11)의 단부 사이로 연장되는 금층 영역(62)에 박막 구조체의 상층을 형성한다. 외부 연결용 접합 패드(71)는 예를 들어 박막 기판(11)의 단부에 인접한 패턴화된 금층(62)내에 형성된다. 잉크 배리어층(12)은 접합 패드(71)를 제외한 패턴화된 금층(62) 전체를 덮고, 또한 잉크 챔버 및 관련 잉크 채널을 형성하는 각각의 개구부 사이의 영역을 덮도록 규정된다. 실시예에 따라, 하나 또는 그 이상의 박막층이 패턴화된 금층(62)상에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수개의 대표적인 잉크 발사 히터 저항기(56), 잉크 챔버(19) 및 관련 잉크 채널(29)의 구성을 도시하는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 잉크 발사 히터 저항기(56)는 다각형(예를 들면, 직사각형)이고 예를 들어 다변을 가질 수 있는 잉크 챔버(19)의 벽에 의해서 그의 적어도 2개의 측부상에서 둘러싸인다. 잉크 채널(29)은 관련 잉크 챔버(19)로부터 멀어지는 방향으로 연장되고 잉크 챔버(19)로부터 일정 거리만큼 더 넓혀져 있을 수 있다. 잉크 챔버(19)와 관련 잉크 채널(29)은 박막 기판(11)의 잉크 배리어층(12)의 중앙부로부터 공급 에지를 향해 연장된 나란한 배리어 팁(12a)의 어레이에 의해서 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 박막 기판(11)은 탄소가 풍부한 층(63), 보다 상세하게는 다이아몬드상 탄소(DLC)층(도 4)을 구비하는데, 이 층은 패턴화될 수 있어, 잉크 배리어층(12)에 대한 부착층으로서 기능을 한다. DLC층(63)은 접합 패드(71) 이외의 전체 패턴화된 금층(62)을 덮도록 규정된다.
도 4를 참조하면, 대표적인 잉크 방울 발생기 영역과 중앙에 배치된 금층 영역(62)의 일부를 절단한 도 1의 잉크젯 프린트헤드의 개략적인 단면도로서, 박막 기판(11)의 특정 실시예를 도시한 것이다. 도 4의 잉크젯 프린트헤드의 박막 기판(11)은, 특히 실리콘 기판(51), 상기 실리콘 기판(51)상에 부착된 전기장 산화층(53) 및 상기 전기장 산화층(53)상에 배치된 패턴화된 인 도핑한 산화층(54)을 구비한다. 티탄늄 알루미늄을 포함하는 저항층은 인 산화층(54)상에 형성되고, 잉크 발사 히터 저항기(56)를 구비하는 박막 저항기가 잉크 챔버(19) 아래에 형성되는 영역상으로 연장된다. 예를 들면, 소량의 구리 및/또는 실리콘으로 도핑된 알루미늄을 포함하는 패턴화된 금속화층(57)이 저항층(55)상에 배치되어 있다.
금속화층(57)은 적당한 마스킹과 에칭에 의해서 형성된 금속화 트레이스를 포함한다. 금속화층(57)의 마스킹과 에칭은 또한 저항기 영역을 규정한다. 특히, 저항기가 형성되는 영역에서 금속화층(57)의 트레이스의 일부가 제거되는 것을 제외하고, 저항층(55)과 금속화층(57)은 서로 거의 정합한다. 저항기 영역은 저항기 영역의 주변의 상이한 위치에서 끝나는 제 1 및 제 2 금속 트레이스를 제공함으로써 규정된다. 제 1 및 제 2 트레이스는 제 1 및 제 2 트레이스의 말단 사이에 있는 저항층의 일부를 효과적으로 포함하는 저항기의 단자 또는 리드선을 포함한다. 이러한 저항기의 형성 기술에 따라, 저항층(55)과 금속화층(57)은 동시에 서로 일치하는 패턴화층을 형성하도록 에칭될 수 있다. 다음에, 개구부가 금속화층(57)내에 에칭되어 저항기를 규정한다. 따라서, 잉크 발사 히터 저항기(56)는 금속화층(57)내의 트레이스에 따라 저항층(55)내에 개별적으로 형성된다.
실리콘 질화물(Si3N4)의 층(59)과 실리콘 탄화물(SiC)의 층(60)을 포함한 금속화층(57), 저항층(55)의 노출 부분 및 산화층(53)의 노출 부분위에 부착된다. 탄탈륨 페시베이션층(61)은 잉크 발사 히터 저항기(56)위의 복합 페시베이션층(59, 60)상에 부착된다. 또한, 탄탈륨 페시베이션층(61)은, 그 페시베이션층(61)상에 복합 페시베이션층(59, 60)에 형성된 전도성 비아(58)에 의해 금속화층(57)으로의 외부 전기적 연결용으로 페턴화된 금층(62)이 형성된다. 다이아몬드상 탄소(DLC)층(63)은 패턴화된 금층(62)과, 탄탈륨층(61)상과, 잉크 발사 히터 저항기(56)와 금 접촉 패드(71)가 형성되어 있는 이 영역에서 DLC층(63)의 일부가 제거되는 것을 제외하고 복합 페시베이션층(59, 60)의 노출부상에 부착되며, 배리어층(12)과 접촉하는 영역내의 접착층으로서의 기능을 한다. 따라서, 잉크 챔버와 잉크 채널 근처에서 배리어 접착력에 대해서 DLC가 요구되는 범위에서, 다이아몬드상 탄소층(63)과 배리어(12) 사이의 계면이 적어도 잉크 발사 히터 저항기(56) 사이의 영역으로부터 배리어 팁(12a)의 단부로 연장될 수 있다. 금 접합 패드(71)(도 1)내의 DLC의 저항이 증가되는 것이 적합하지 않은 범위에서, DLC는 금 접합 패드(71)로부터 에칭될 수 있다.
도 5를 참조하면, 박막 기판(11)의 다른 실시예를 도시하는 것으로서, 중앙에 배치된 금층 영역(62)의 일부와 대표적인 잉크 방울 발생기 영역의 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 단면도가 도시되어 있다. 도 5의 잉크-젯 프린트헤드는 도 4의 잉크-젯 프린트헤드와 실질적으로 유사하지만 다음과 같은 예외가 있다. DLC층(63)은 패턴화된 금층(62), 탄탈륨층(61)상과, 저항기가 형성된 영역을 갖는 복합 페시베이션층(59, 60)의 노출 부분상에 배치되어 있다. 이러한 실시예는 저항기 영역의 저항을 잉크에 대해 개선시키며, 게다가 제조 공정에서 포토마스킹 단계와 에칭 단계를 제거한다. 금 접합 패드(71)(도 1)의 DLC의 저항율이 증가하는 것이 적합하지 않은 정도로, DLC는 금 접합 패드(71)로부터 에칭될 수 있다.
도 6을 참조하면, 박막 기판(11)의 또 다른 실시예를 도시하는 것으로서, 중앙에 배치된 금층 영역(62)의 일부와 대표적인 잉크 방울 발생기 영역의 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 단면도가 도시되어 있다. 도 6의 잉크-젯 프린트헤드는 도 4의 잉크-젯 프린트헤드와 실질적으로 유사하지만 다음과 같은 예외가 있다. 금층(62)과 DLC층(63)을 접합하기 위해서 접착 촉진제층(48)이 패턴화 금층(62)과 DLC층(63) 사이에 배치되어 있다. 통상 사용되는 금 접착 촉진제의 예가 미국 특허 제 4,497,890 호와 같은 특허에 인용되어 있으며, 이것에 제한되지는 않지만 2-(디페닐포스피노)에틸트리스옥시실란, 트리메틸실릴레이스타미드, 비스[3-(트리스옥시실릴)프로필]테트라설파이드, 및 3-메르캡토프로필트리스옥시실란을 들 수 있다.
도 7을 참조하면, 박막 기판(11)의 다른 실시예를 도시하는 것으로서, 대표적인 잉크 방울 발생기 영역과 중앙에 배치된 금층 영역(62)의 일부의 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 단면도가 도시되어 있다. 도 7의 잉크-젯 프린트헤드는 도 5의 잉크-젯 프린트헤드와 실질적으로 유사하지만 다음과 같은 예외가 있다. 금층(62)과 DLC층(63)을 접합하기 위한 접착 촉진제층(68)이 패턴화된 금층(62)과 DLC층(63) 사이에 배치된다. 통상 사용되는 금 접착 촉진제의 예가 미국 특허 제 4,497,890 호와 같은 특허에 인용되어 있으며, 이것에 제한되지는 않지만 2-(디페닐포스피노)에틸트리스옥시실란, 트리메틸실릴레이스타미드, 비스[3-(트리스옥시실릴)프로필]테트라설파이드, 및 3-메르캡토프로필트리스옥시실란을 들 수 있다.
상술한 프린트헤드는, 예를 들어 참고로 본 명세서에서 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 4,719,477 호 및 미국 특허 제 5,317,346 호에 개시된 바와 같이 화학적 증착법, 포토레지스트 부착법, 마스킹, 현상 및 에칭을 포함하는 표준 박막 집적 회로 처리에 따라 용이하게 제조된다.
예시적인 실시예에 있어서, 전술한 구조는 이하와 같이 제조될 수 있다. 실리콘 기판(51)에서 시작하여 트랜지스터가 형성되는 임의의 활성 영역이 패턴화된 산화층과 질화층에 의해서 보호된다. 전기장 산화층(53)이 비보호 영역에 성장되고 산화층과 질화층이 제거된다. 다음에, 게이트 산화층이 활성 영역에서 성장되고, 폴리실리콘층이 기판 전체상에 부착된다. 게이트 산화물 및 폴리실리콘이 에칭되어 활성 영역위에 폴리실리콘 게이트를 형성한다. 그 결과로서 얻어진 박막 구조체는 인 예비 부착을 받고, 실리콘 기판의 비보호 영역내로 인이 도입된다. 인이 도핑된 옥사이드(54)의 층은 사전에 완전한 제조과정의 박막 구조체상에 걸쳐 부착되고, 인 도핑된 옥사이드 피복 구조체는 확산 드라이브-인(drive-in) 단계에 들어가 활성 영역에서 소망 깊이의 확산이 성취된다. 다음에, 인 도핑된 산화층은 마스킹되고 에칭되어 활성 장치로의 접촉이 개방된다.
탄탈륨 알루미늄 저항층(55)이 부착되고, 그 다음 알루미늄 금속화층(57)이 탄탈늄 알루미늄층(55)에 부착된다. 알루미늄층(57)과 탄탈륨 알루미늄층(55)은 함께 에칭되어 소망의 전도성 패턴을 형성한다. 그 다음, 결과로서 형성된 패턴화 알루미늄층은 에칭되어 저항기 영역을 개구한다.
실리콘 질화물 페시베이션층(59)과 SiC 페시베이션층(60)이 각각 부착된다. 실리콘 질화물과 실리콘 탄화물층(59, 60)에 비아를 규정하는 포토레지스트 패턴이 실리콘 카바이드층(60)상에 부착되고, 박막 구조체가 오버에칭되어, 실리콘 질화물과 실리콘 산화물로 이루어진 복합 페시베이션층을 통해서 알루미늄 금속화층으로 연결되는 비아를 개구한다.
도 4와 도 5의 실시예에 관해서, 탄탈늄층(61)이 부착되고, 금속화 금층(62)이 순차적으로 그 위에 부착된다. 금층(62)과 탄탈늄층(61)은 함께 에칭되어 소망 전도성 패턴을 형성한다. 그 다음, 결과로서 얻어진 패턴 금층은 에칭되어 전도성 경로(58)를 형성한다.
DLC, 다이아몬드상 카본, 비결정질 카본, a-C, a-C:H와 같은 용어는 주로 카본과 수소로 이루어진 막의 종류를 지정하는데 사용된다. 이러한 막의 구조는 비결정질로 여겨지며, 즉 막은 장주기 원자 계수(long-range atomic order) 또는 동등하게는 2-3 나노미터 이상의 구조적 상관관계를 나타내지 않는다. 이러한 막에서 탄소 결합은 sp2와 sp3의 혼합된 것으로 통상 sp3의 결합이 우세하다.
본 발명의 탄소를 다량 함유한 층은 적어도 25%의 원소 탄소, 보다 바람직하게는 약 35% 내지 약 100%의 원소 탄소, 가장 바람직하게는 75% 내지 100%의 원소 탄소를 포함한다. 본 발명의 DLC층은 통상 sp2대 sp3의 비가 1:1.5 내지 약 1:9, 보다 바람직하게는 1:2.0 내지 1:2.4, 가장 바람직하게는 약 1:2.2 내지 약 1:2.3이다.
DLC층(63)은 본 명세서에서 참고로 인용하고 있는 J.Robertson, "Surface and Coatings Tech., Vol.50(1992),page 185;M.Weiler et al, Physical Review B Vol.53, Number 3, page 1594; Tamor et al, Applied Physics Letters, Vol.58,no.6 page 592; 및 Shroder et al, Physical Review B,Vol.41,number 6,page 3738(1990)과 같은 문헌에 상세히 개시된 몇 개의 일반화된 기술중 하나에 의해서 형성된다. 이러한 기술은 개시 재료로서 탄화수소 또는 탄소를 사용하는, 마이크로파 플라즈마, 무선 주파수(r.f.) 및 글로우 방전, 고온 필라멘트, 이온 스퍼터링, 이온 빔 부착 및 레이저 제거를 포함한다. DLC 막은 또한 플라즈마 화학증착법(PECVD)에 의해서 부착될 수 있다. PECVD법은 통상 원료 물질로서 고체형의 탄소를 사용하지 않으며, 글로우 방전("플라즈마")에서 분해되는 가스 또는 증기(메탄과 아세틸렌과 같음)를 함유하는 탄소를 사용한다.
예시적인 실시예에 있어서, 전술한 DLC층(63)은 아래와 같이 제조될 수 있다. 기판(11)은 PECVD 챔버에 삽입된다. 그 후, 챔버는 비워지고 아르곤과 같은 가스와, 메탄과 같은 탄소를 함유한 가스가 소망의 유동율과 부분압을 달성할 양으로 챔버속에 도입된다. 전력이 파워 전극으로 이송된다. 전력은 소정 시간 유지되어, 기판(11)상에 부착된다. 부착이 종료한 후, 전력이 커지고 챔버내의 가스는 배기된다. 다음에, 챔버는 아르곤 또는 질소와 같은 가스로 통풍되고, 부착된 DLC층을 갖는 기판이 챔버로부터 제거된다. DLC층(63)의 부착용으로 사용된 공정의 특정 실시예에 있어서, PECVD 평행판 반응로[영국, 웨일즈, 켄트주, 뉴포트시의 서피스 테크놀로지 시스템즈(Surface Technology Systems)사로부터 입수됨]가 사용되었다. 이 시스템은 접지된 전극으로 구성되며, 이 전극에 실리콘 웨이퍼가 제 2 파워 전극(직경 300㎜)으로부터 50㎜ 분리된 상태로 부착되었다. 기판(11)과 다음에 부착된 배리어층(12) 사이의 소망 접착 특성을 효과적이게 하기 위해서, RF 전력과, 부착 시간 및 메탄 및 아르곤 가스의 부분압이 변경되어 다양한 물리적 특성을 갖는 DLC막을 얻었다. 소망 특성은, 완성된 펜을 온도를 상승시킨 환경내에 배치하고 DLC로의 배리어의 접착을 관찰함으로써, 또는 DLC 및 배리어막의 시편을 취하고, 상승된 온도 및 습도에서 잉크 용액내에 배치하고 계면 결합의 접착 강도를 관측함으로써 측정될 수 있다. 전술의 어떠한 부착 기술도 DLC막을 얻기에 적합하며, 이론적으로 이용할 수 있다는 것을 주의하여야 한다. 더욱이, 본 명세서에 대략적으로 나타낸 PECVD 공정은 메탄과 아르곤의 혼합 기체 또는 평행판 반응로에 한정되지 않는다. 비대칭판 또는 DLC를 형성할 수 있는 ECR(Electron Cyclotrone Resonance) 챔버와 같은 어떠한 PECVD 반응로내의 탄소 함유한 가스 혼합물도 사용될 수 있다.
DLC층(63)을 형성한 후, 예를 들면 본 명세서에 참고로 인용되고 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 4,719,477 호와 미국 특허 제 5,317,346 호에 개시된 바와 같은 표준 전자 제조 기술을 사용하여 배리어층(12)이 첨가된다. 선택적으로, 배리어층(12)에 의해서 보호되지 않는 영역으로부터 제거하기 위한 마스크로서 배리어층(12)을 사용하여 DLC층(63)을 산소 플라즈마 에칭할 수 있다. 변형예로서, DLC층(63)의 부착 후, DLC층(63)이 표준 포토레지스트 공정을 사용하여 마스킹된다. 그 후, 층의 불필요한 영역이 에칭된 후, 포토레지스트가 제거되고 최종적으로 배리어층(12)이 첨가된다.
도 6 및 도 7의 접착 촉진제층(68)의 실시예에 관하여, 이는 몇 개의 통상적인 기술중 하나에 의해서 달성될 수 있다. 이런 기술의 예로서 상기 촉진제를 함유한 액체내에 부품을 침지하고, 순수 또는 희석된 형태로 상기 촉진제로 부품을 스프레이-코팅하고, 상기 촉진제를 증기-프리밍(priming)하는 것을 포함한다.
배리어층(12)과, DLC층(63)을 포함하는 기판(11) 사이의 접착의 적정성은, 잉크에 노출시키는 것과 같은 촉진된 작업 조건에 프린트헤드(100)를 노출하고, 그 후 표준 분석 기술을 사용하여 배리어층(12)과 기판(11) 사이의 접착력을 측정함으로써 시험되었다. DLC층(63)을 갖는 프린트헤드는 DLC층(63)이 없는 것과 비교하여 강화된 접착력을 나타내는 것을 알 수 있었다.
DLC층의 존재의 결정
DLC층의 존재의 결정은 이하 기술중 하나 또는 둘 다를 사용하여 달성될 수 있다.
1. DLC로 추정되는 표면의 RAMAN 분석이 특정 탄소 상태 정보를 제공할 것이다.
2. 이하의 기술을 사용하여 박막 구조를 중첩하는 화학 침식의 관찰한다.
a) XPS 또는 유사한 수단을 사용하여 샘플을 측정하여 샘플의 표면상에 탄소가 풍부한 층(DLC로 추정됨)이 샘플의 표면상에 있는지를 결정한다.
b) DLC로 추정된 층을 갖는 샘플을 황산과 과산화수소의 혼합물(피라나)에 넣는다. 전형적인 혼합물은 대략 70%의 황산과 30%의 과산화수소일 것이다. 이것은 샘플의 표면으로부터 모든 DLC 탄소를 제거할 것이다.
c) 다음에, 아래의 박막 표면(예를 들면, 탄탈륨 또는 금)을 통상 공격할 수 있는 에칭액에 샘플을 넣는다.
d) DLC가 표면상에 있는 경우, 박막 재료에 대한 침식이 거의 관찰되지 않을 것이다. 아래 박막의 침식이 관찰되지 않으면, 연속한 DLC층이 있다. 약간의 침식이 있는 경우, 불연속한 DLC층이 있다. 아래의 박막 물질이 모두 제거되면, DLC가 존재하지 않는다.
실시예
상술의 기술을 이용하여, 아래의 박막 표면상에, DLC층의 존재여부에 상관없이 웨이퍼가 준비되었다. 박막 기판과 웨이퍼의 잉크 배리어층 사이의 계면 결합의 접착 강도는 균일한 표면 조성(예를들어, 블랭킷-피복)을 갖는 부품을 잉크에 침지하고 117℃, 1.2 기압의 오토클래브(autoclave)내에 넣은 후, 배리어층을 기판으로부터 떨어져 박리하여 반정량적 척도로 접착력을 측정함으로써 시험되었다. 표 1의 데이터는 이 테스트 방법을 사용한 접착력이 경시 변화의 전형적인 결과를 나타낸다.
표 1
잉크에 담겨있는 시간
아래의박막 표면 2 4 8 16 24 63
접착 강도
Ta 제어 정상 무 무 무 무 무
CH4플라즈마처리된 Ta 우수 우수 우수 우수 우수 양호
Au제어 무 - - - - -
CH4플라즈마처리된 Au - - - - 정상 무
표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, DLC을 포함하는 박막은 DLC층을 갖지 않는 것에 비해 배리어와 박막 기판 사이에 우수한 접착 강도를 나타냈다.
본 발명의 특정예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 형태 및 그들의 조합에 한정되지 않는다는 것이 이해되어져야 한다. 본 발명은 청구범위에 의해서만 제한된다.
본 발명은 다수의 박막층으로 구성된 박막 기판과, 상기 다수의 박막층에 형성된 다수의 잉크 발사 히터 저항기와, 폴리머 유동체 배리어층과, 상기 다수의 박막층상에 배치되며, 상기 폴리머 유동체 배리어층을 상기 박막 기판에 결합하기 위한 탄소가 풍부한 층을 포함하는 잉크-젯 프린트헤드가 제공되어 박막 기판과 잉크 배리어층 사이의 접착을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크-젯 프린트헤드를 부분적으로 절단한 개략적인 사시도,
도 2는 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 박막 기판의 일반적인 레이아웃을 도시하는 개략적인 평면도,
도 3은 복수의 대표적인 잉크 발사 히터 저항기, 잉크 챔버 및 관련 잉크 채널의 구성을 도시한 개략적인 평면도,
도 4는 도 1의 프린트헤드의 실시예로서 대표적인 잉크 방울 발생기 영역을 횡방향으로 절단한 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 개략적인 단면도,
도 5는 도 1의 프린트헤드의 다른 실시예로서 대표적인 잉크 방울 발생기 영역을 횡방향으로 절단한 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 개략적인 단면도,
도 6은 도 4의 실시예와 유사하며 접착 촉진제층을 추가한 도 1의 프린트헤드의 실시예로서, 대표적인 잉크 방울 발생기 영역을 횡방향으로 절단한 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 개략적인 단면도,
도 7은 도 5의 실시예와 유사하며 접착 촉진제층을 추가한 도 1의 프린트헤드의 실시예로서, 대표적인 잉크 방울 발생기 영역을 횡방향으로 절단한 도 1의 잉크-젯 프린트헤드의 개략적인 단면도,
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11, 51, 71 : 박막 기판 12 : 잉크 배리어층
13 : 노즐판 19, 29 : 잉크 챔버
56 : 박막 잉크 발사 히터 저항기 63 : DLC층
68 : 접착 촉진제층 100 : 프린트헤드

Claims (14)

  1. 박막 프린트헤드에 있어서,
    복수개의 박막층을 포함하는 박막 기판과,
    상기 복수개의 박막층에 규정된 복수개의 잉크 발사 히터 저항기와,
    폴리머 유동체의 배리어층과,
    상기 폴리머 유동체 배리어층을 상기 박막 기판에 접합하기 위해 상기 복수개의 박막층상에 배치되는 다이아몬드상 탄소층을 포함하는
    박막 프린트헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 상기 잉크 발사 히터 저항기가 형성되어 있는 박막층의 영역에서 제거되는
    박막 프린트헤드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층과 상기 복수개의 박막층 사이의 접착층을 더 포함하는
    박막 프린트헤드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 적어도 25%의 원소 탄소를 포함하는
    박막 프린트헤드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 약 35% 내지 100% 원소 탄소를 포함하는
    박막 프린트헤드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 약 75% 내지 약 100% 원소 탄소를 포함하는
    박막 프린트헤드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 sp2 대 sp3의 비가 약 1:1.5 내지 약 1:9인 탄소를 함유하는
    박막 프린트헤드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 sp2 대 sp3의 비가 약 1:2.0 내지 약 1:2.4인 탄소를 함유하는
    박막 프린트헤드.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 sp2 대 sp3의 비가 약 1:2.2 내지 약 1:2.3인 탄소를 함유하는
    박막 프린트헤드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 상기 기판상에 탄소 함유 가스를 통과시킴으로써 형성되어, 상기 기판상에 상기 다이아몬드상 탄소층을 형성하는
    박막 프린트헤드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 탄소 함유 가스는 메탄인
    박막 프린트헤드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다이아몬드상 탄소층은 플라즈마 화학 증착법에 의해서 형성되는
    박막 프린트헤드.
  13. 박막 프린트헤드에 있어서,
    복수개의 박막층을 포함하는 박막 기판과,
    상기 복수개의 박막층내에 규정된 복수개의 잉크 발사 히터 저항기와,
    폴리머 유동체 배리어층과,
    상기 폴리머 유동체 배리어층을 상기 박막 기판에 접합하기 위해 상기 복수개의 박막층상에 배치되는 다이아몬드상 탄소층을 포함하며,
    상기 다이아몬드상 탄소층은, 상기 기판을 플라즈마 화학 증착 챔버내에 삽입하고, 챔버를 배기하고, 희가스와 탄소 함유 가스를 챔버내에 도입하고, 전력을 챔버에 전달하고, 상기 다이아몬드상 탄소층을 상기 기판상에 형성하기에 충분한 특정 시간동안 전력을 유지하고, 챔버를 배기하고, 챔버를 희가스로 배기하고, 상기 다이아몬드상 탄소층이 부착된 상기 기판을 상기 챔버로부터 제거함으로써 형성되는
    박막 프린트헤드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 플라즈마 화학 증착 챔버는 평행판 챔버인
    박막 프린트헤드.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6336713B1 (en) 1999-07-29 2002-01-08 Hewlett-Packard Company High efficiency printhead containing a novel nitride-based resistor system
US6637866B1 (en) * 2002-06-07 2003-10-28 Lexmark International, Inc. Energy efficient heater stack using DLC island
GB2416519B (en) * 2002-06-07 2006-06-21 Lexmark Int Inc Energy efficient heater stack using dlc island
US7148079B1 (en) * 2002-11-01 2006-12-12 Advanced Micro Devices, Inc. Diamond like carbon silicon on insulator substrates and methods of fabrication thereof
US6805431B2 (en) 2002-12-30 2004-10-19 Lexmark International, Inc. Heater chip with doped diamond-like carbon layer and overlying cavitation layer
CA2532281A1 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Oce Technologies B.V. A meltable ink suitable for use in an inkjet printer provided with a carbon duct plate
KR100543176B1 (ko) 2003-11-06 2006-01-20 한국기계연구원 나노 패터닝용 프린팅헤드 장치
JP4208794B2 (ja) * 2004-08-16 2009-01-14 キヤノン株式会社 インクジェットヘッド用基板、該基板の製造方法および前記基板を用いるインクジェットヘッド
JP4182035B2 (ja) * 2004-08-16 2008-11-19 キヤノン株式会社 インクジェットヘッド用基板、該基板の製造方法および前記基板を用いるインクジェットヘッド
JP4137027B2 (ja) 2004-08-16 2008-08-20 キヤノン株式会社 インクジェットヘッド用基板、該基板の製造方法および前記基板を用いるインクジェットヘッド
JP4208793B2 (ja) 2004-08-16 2009-01-14 キヤノン株式会社 インクジェットヘッド用基板、該基板の製造方法および前記基板を用いるインクジェットヘッド
EP2086766B1 (en) * 2006-10-17 2012-09-12 OLIVETTI S.p.A. Ink jet printing head
EP2894185B1 (en) 2012-09-07 2017-11-29 Japan Science and Technology Agency Organic polymer thin film, and method for producing same
CN105939857B (zh) 2014-01-29 2017-09-26 惠普发展公司，有限责任合伙企业 热喷墨打印头
JP6942537B2 (ja) 2017-06-29 2021-09-29 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4497890A (en) 1983-04-08 1985-02-05 Motorola, Inc. Process for improving adhesion of resist to gold
JPS60221395A (ja) 1984-04-19 1985-11-06 Yoshio Imai ダイヤモンド薄膜の製造方法
US4663640A (en) 1984-07-20 1987-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Recording head
US4719477A (en) 1986-01-17 1988-01-12 Hewlett-Packard Company Integrated thermal ink jet printhead and method of manufacture
US4678529A (en) * 1986-07-02 1987-07-07 Xerox Corporation Selective application of adhesive and bonding process for ink jet printheads
US4990939A (en) 1988-09-01 1991-02-05 Ricoh Company, Ltd. Bubble jet printer head with improved operational speed
US5073785A (en) 1990-04-30 1991-12-17 Xerox Corporation Coating processes for an ink jet printhead
US5469199A (en) 1990-08-16 1995-11-21 Hewlett-Packard Company Wide inkjet printhead
US5187500A (en) * 1990-09-05 1993-02-16 Hewlett-Packard Company Control of energy to thermal inkjet heating elements
US5317346A (en) 1992-03-04 1994-05-31 Hewlett-Packard Company Compound ink feed slot
US5255022A (en) * 1992-04-02 1993-10-19 Xerox Corporation Ink manifold having elastomer channel plate for ink jet printhead and process for making
US5278584A (en) 1992-04-02 1994-01-11 Hewlett-Packard Company Ink delivery system for an inkjet printhead
JP3115720B2 (ja) 1992-09-29 2000-12-11 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド、該記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置及び該記録ヘッドの製造方法
DE4235015C2 (de) 1992-10-16 1994-08-18 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung von Diamantschichten
JPH07243064A (ja) 1994-01-03 1995-09-19 Xerox Corp 基板清掃方法
US5474808A (en) * 1994-01-07 1995-12-12 Michigan State University Method of seeding diamond
US5731046A (en) 1994-01-18 1998-03-24 Qqc, Inc. Fabrication of diamond and diamond-like carbon coatings
US5516500A (en) 1994-08-09 1996-05-14 Qqc, Inc. Formation of diamond materials by rapid-heating and rapid-quenching of carbon-containing materials
US5464667A (en) * 1994-08-16 1995-11-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Jet plasma process and apparatus
JP3361916B2 (ja) * 1995-06-28 2003-01-07 シャープ株式会社 微小構造の形成方法
US5812158A (en) * 1996-01-18 1998-09-22 Lexmark International, Inc. Coated nozzle plate for ink jet printing
US6126276A (en) * 1998-03-02 2000-10-03 Hewlett-Packard Company Fluid jet printhead with integrated heat-sink
US6561632B2 (en) * 2001-06-06 2003-05-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printhead with high nozzle packing density

Also Published As

Publication number Publication date
US7048359B2 (en) 2006-05-23
KR19990023939A (ko) 1999-03-25
EP0906828A3 (en) 2000-01-19
EP0906828A2 (en) 1999-04-07
DE69809014D1 (de) 2002-12-05
DE69809014T2 (de) 2003-06-26
US20030210302A1 (en) 2003-11-13
US6659596B1 (en) 2003-12-09
EP0906828B1 (en) 2002-10-30

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