KR100726118B1 - Nozzle Element Of Head Using Semiconductor Process And Manufacturing Method Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 반도체 공정을 이용한 헤드의 노즐부재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 프린트헤드의 판부재에 형성되는 노즐을 형성함에 있어, 노즐형성층 및 챔버형성층 사이에 깊이조절막을 적층하여 마스크 식각 공정을 통하여 노즐형성층 및 챔버형성층에 각각 잉크를 분사하는 노즐구멍과 잉크를 저장하는 챔버를 식각으로 노즐부재를 형성하고, 상기 노즐부재에 접착층, 보호막 및 코팅막을 적층한 후, 상기 노즐부재를 프린트헤드의 판부재의 끝단부분에 접착하므로 깊이조절막을 이용하여 노즐부재의 길이 편차를 줄여주어 정밀하게 제조하고, 접착층, 보호막 및 코팅막으로 유체에 대한 내저항성 및 내마모성을 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle member of a head using a semiconductor process and a method of manufacturing the same. In particular, in forming a nozzle formed on a plate member of a printhead, a mask is etched by stacking a depth control film between a nozzle forming layer and a chamber forming layer. Through the process, the nozzle member is formed by etching the nozzle hole for injecting ink and the chamber for storing ink into the nozzle forming layer and the chamber forming layer, and the adhesive member, the protective film and the coating film are laminated on the nozzle member, and then the nozzle member is printed. Since it adheres to the end of the plate member of the head, it is precisely manufactured by reducing the length variation of the nozzle member using the depth control film, and is very useful and effective invention to improve the resistance to the fluid and the wear resistance with the adhesive layer, the protective film and the coating film. It is about.

프린트헤드, 챔버형성층, 깊이조절막, 노즐형성층, 노즐구멍, 챔버 Print head, chamber forming layer, depth control film, nozzle forming layer, nozzle hole, chamber

Description

반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 및 그의 제조방법 { Nozzle Element Of Head Using Semiconductor Process And Manufacturing Method Thereof }Nozzle Element Of Head Using Semiconductor Process And Manufacturing Method Thereof}

도 1은 일반적인 잉크제트 프린팅헤드를 구성하는 판부재의 분해사시도 이고,1 is an exploded perspective view of a plate member constituting a general ink jet printing head,

도 2는 도 1의 조립 상태도 이고,Figure 2 is an assembled state of Figure 1,

도 3 내지 도 13은 본 발명에 따른 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법을 순차적으로 보인 도면이고,3 to 13 are views sequentially showing a nozzle member manufacturing method of a head using a semiconductor process according to the present invention,

도 14는 본 발명에 따른 공정으로 제조된 노즐부재의 부분 절개사시도 이고,14 is a partial cutaway perspective view of a nozzle member manufactured by a process according to the present invention,

도 15는 본 발명에 따른 노즐부재를 헤드용 판부재에 부착하여 사용하는 상태를 보인 도면이다.15 is a view showing a state in which the nozzle member according to the present invention is attached to the head plate member for use.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

2 : 챔버형성층 4 : 깊이조절막2: chamber forming layer 4: depth control film

6 : 노즐형성층 8 : 제1감광막6: nozzle forming layer 8: first photosensitive film

10 : 제1마스크 12 : 패터닝10: first mask 12: patterning

14 : 노즐구멍 16 : 제2감광막14 nozzle hole 16 second photosensitive film

18 : 제2마스크 20 : 패터닝18: second mask 20: patterning

22 : 챔버 24 : 접착층22 chamber 24 adhesive layer

26 : 보호막 28 : 코팅막26: protective film 28: coating film

50 : 제1외측판부재 60 : 중심판부재50: first outer plate member 60: center plate member

70 : 제2외측판부재 A : 노즐부재70: second outer plate member A: nozzle member

본 발명은 디지털 프린팅 머신의 잉크제트 프린트헤드에 관한 것으로, 특히, 노즐형성층 및 챔버형성층 사이에 깊이조절막을 적층하여 마스크 식각 공정을 통하여 노즐형성층 및 챔버형성층에 각각 잉크를 분사하는 노즐구멍과 잉크를 저장하는 챔버를 식각으로 노즐부재를 형성하고, 상기 노즐부재에 접착층, 보호막 및 코팅막을 적층한 후, 상기 노즐부재를 프린트헤드의 판부재의 끝단부분에 접착하므로 깊이조절막을 이용하여 노즐부재의 식각에 따른 길이 편차를 줄여주어 챔버를 정밀하게 제조하고, 접착층, 보호막 및 코팅막으로 유체에 대한 내저항성 및 내마모성을 향상하도록 하는 반도체 공정을 이용한 헤드의 노즐부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inkjet printhead of a digital printing machine, and in particular, a nozzle hole and ink for spraying ink onto the nozzle forming layer and the chamber forming layer through a mask etching process by stacking a depth control film between the nozzle forming layer and the chamber forming layer. The nozzle member is formed by etching the chamber to be stored, the adhesive layer, the protective film, and the coating film are laminated on the nozzle member, and then the nozzle member is adhered to the end of the plate member of the print head. The present invention relates to a nozzle member of a head using a semiconductor process and a method of manufacturing the same, which reduce the length deviation according to the present invention and precisely manufacture the chamber, and improve resistance to fluid and wear resistance with an adhesive layer, a protective film, and a coating film.

일반적으로, 잉크 제트 프린트헤드는, 디지털 프린팅 머신에서 프린팅 용지인 메디아(Media)에 필요한 문자, 그림 등을 칼라로 인쇄하기 위하여 다양한 색상 의 잉크를 분사하도록 하는 잉크분사장치로서, 다수개의 판부재에 식각으로 챔버 및 노즐 등을 형성하여 서로 접착하여 제조하도록 한다.In general, an ink jet printhead is an ink ejection apparatus for ejecting ink of various colors in order to print characters, pictures, and the like required for media, which is printing paper, in a digital printing machine. Chambers and nozzles are formed by etching to bond to each other to produce them.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크제트 프린트헤드에서 잉크를 메디아에 직접 분사하는 판부재(40)에 관한 구성을 나타내고 있으며, 이 판부재(Plate Element)는, 글라스(Glass)와 같은 세라믹재질로 이루어지며, 표면이 식각되어져 잉크를 공급하는 제1판부재(50), 중심판부재(60) 및 제2판부재(70)가 서로 접합되어져서 구성된다.As shown in Fig. 1 and Fig. 2, there is shown a configuration of a plate member 40 for injecting ink directly into the media in the ink jet printhead, and the plate element is formed of glass, such as glass. The first plate member 50, the center plate member 60, and the second plate member 70, which are made of a ceramic material and are etched to supply ink, are bonded to each other.

상기 제1판부재(50)는, 잉크가 주입되도록 관통되는 잉크공급구멍(52)를 형성하고, 잉크가 일시적으로 흡입되어 저장되는 제1저장챔버(54)와, 잉크가 이동하는 제1유로(56)와, 상기 제1유로(56)로 이동한 잉크가 공급되기 전에 일시적으로 모여지는 제1공급챔버(58)를 일측면에 함몰 형성한다.The first plate member 50 forms an ink supply hole 52 through which ink is injected, a first storage chamber 54 through which ink is temporarily sucked and stored, and a first flow path through which ink moves. And a first supply chamber 58 temporarily gathered before supplying the ink moved to the first flow passage 56 on one side.

그리고, 상기 중심판부재(60)는, 상기 제1판부재(50)의 일측면에 본드에 의하여 접착되어지고, 상기 제1판부재(50)의 잉크공급구멍(52)으로 공급되는 잉크를 반대측으로 이동시키는 잉크통과구멍(62)과, 상기 제1판부재(50)의 제1공급챔버(58)에 저장되는 잉크가 이동하는 중심구멍(64)을 관통 형성하고, 상기 중심구멍(62)의 잉크를 메디아 직접 분사하는 노즐홈부(66)를 일측면에 함몰 형성한다.The center plate member 60 is bonded to one side of the first plate member 50 by a bond and supplies ink supplied to the ink supply hole 52 of the first plate member 50. An ink through hole 62 moving to the opposite side and a center hole 64 through which ink stored in the first supply chamber 58 of the first plate member 50 moves; The nozzle groove 66 for directly spraying the media of ink) is recessed on one side.

그리고, 상기 제2판부재(60)는, 상기 중심판부재(60)의 반대측에 접착되어지고 상기 중심판부재(60)의 잉크통과구멍(62)으로 통과된 잉크가 일시적으로 흡입되어 저장되는 제2저장챔버(72)와, 잉크가 이동하는 제2유로(74)와, 상기 제2유로(74)로 이동한 잉크가 공급되기 전에 일시적으로 모여지는 제2공급챔버(76)를 일측 면에 함몰 형성한다.In addition, the second plate member 60 is bonded to the opposite side of the center plate member 60 and the ink passed through the ink through hole 62 of the center plate member 60 is temporarily sucked in and stored. One side of the second storage chamber 72, the second flow path 74 through which ink moves, and the second supply chamber 76 temporarily gathered before the ink moved to the second flow path 74 is supplied. To form a depression.

이와 같이, 상기 판부재(40)의 구성요소인 제1판부재(50), 중심판부재(60) 및 제2판부재(70)에 일정 깊이, 폭 및 너비를 갖는 여러 가지 홈부를 산으로 이루어진 식각용액을 이용하여 식각하여 형성한 후, 접합하여 구성하게 된다.As such, various grooves having a predetermined depth, width, and width in the first plate member 50, the center plate member 60, and the second plate member 70, which are components of the plate member 40, are picked up. It is formed by etching using the formed etching solution, and then bonded.

그리고, 상기 판부재(40)의 제1판부재(50), 중심판부재(60) 및 제2판부재(70)를 접합한 상태에서 끝단부분을 절단하여서 중심판부재(60)의 노즐홈부(66)를 개방하여서 잉크가 분사되도록 하여 사용한다.In addition, the nozzle groove of the center plate member 60 may be cut by cutting the end portion in a state in which the first plate member 50, the center plate member 60, and the second plate member 70 of the plate member 40 are bonded to each other. Open (66) so that ink is ejected and used.

그런데, 상기한 바와 같이, 상기 판부재(40)는, 주로 글래스와 같은 세라믹 재질을 사용하여 제조하는 것으로서, 그의 구성요소인 제1판부재(50), 중심판부재(60) 및 제2판부재(70)에서 여러 홈부를 형성하기 위하여서는 정확한 깊이, 폭 및 너비를 mm단위 혹은 ㎛단위로 정밀하고 균일하게 식각공정을 진행하여야 하지만 식각용액의 산성도와 판부재(40)의 재질의 균일성이 보장되지 않으므로 정밀하지 못한 식각이 종종 이루어져 수십 ㎛단위의 깊이 편차가 발생하여 가공정밀도가 저하되어 그로 인하여 프린트헤드의 잉크공급에 불량을 초래하는 문제점을 지닌다.However, as described above, the plate member 40 is mainly manufactured using a ceramic material such as glass, and the first plate member 50, the center plate member 60, and the second plate, which are components thereof. In order to form various grooves in the member 70, the etching process must be performed precisely and uniformly with the accurate depth, width and width in mm or μm, but the acidity of the etching solution and the uniformity of the material of the plate member 40 are required. Since this is not guaranteed, inaccurate etching is often performed, resulting in a depth deviation of several tens of micrometers, which lowers the processing accuracy, thereby causing a problem in the ink supply of the printhead.

즉, 상기 판부재(40)에 형성되는 제1,제2저장챔버(54)(72), 제1,제2공급챔버(58) 및 제1,제2유로(56)(74)를 이동하는 잉크용액이 정밀하지 못한 식각부위로 인하여 마찰이 저항이 커서 정밀한 이동이 이루어지지 못할 뿐만 아니라 중심판재(60)의 중심구멍(64)을 거쳐 노즐홈부(66)로 분사되는 잉크의 분사가 정확한 방향과 분사범위를 유지하지 못하는 문제점을 지닌다.That is, the first and second storage chambers 54 and 72, the first and second supply chambers 58, and the first and second flow paths 56 and 74 formed in the plate member 40 are moved. Due to the inaccurate etching portion of the ink solution, friction is not so large that precise movement is not achieved, and the ink jetting through the center hole 64 of the center plate 60 to the nozzle groove 66 is accurate. There is a problem that can not maintain the direction and spray range.

본 발명은, 상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 프린트헤드의 판부재에 형성되는 노즐을 형성함에 있어, 노즐형성층 및 챔버형성층 사이에 깊이조절막을 적층하여 마스크 식각 공정을 통하여 노즐형성층 및 챔버형성층에 각각 잉크를 분사하는 노즐구멍과 잉크를 저장하는 챔버를 식각으로 노즐부재를 형성하고, 상기 노즐부재에 접착층, 보호막 및 코팅막을 적층한 후, 상기 노즐부재를 프린트헤드의 판부재의 끝단부분에 접착하므로 깊이조절막을 이용하여 노즐부재의 식각에 따른 길이 편차를 줄여주어 챔버를 정밀하게 제조하고, 접착층, 보호막 및 코팅막으로 유체에 대한 내저항성 및 내마모성을 향상하도록 하는 것이 목적이다.The present invention has been made in order to solve the above problems, in forming a nozzle formed on the plate member of the printhead, by depositing a depth control film between the nozzle forming layer and the chamber forming layer through a mask etching process through the nozzle forming layer and the chamber The nozzle member is formed by etching the nozzle hole for injecting ink and the chamber for storing ink in the forming layer, and the adhesive layer, the protective film, and the coating film are laminated on the nozzle member, and then the nozzle member is end of the plate member of the print head. The purpose of the present invention is to precisely manufacture the chamber by reducing the length deviation due to the etching of the nozzle member by using a depth adjusting film, and to improve the resistance to the fluid and the abrasion resistance with the adhesive layer, the protective film and the coating film.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1외측판부재, 중심판부재 및 제2외측판부재로 이루어지고 잉크를 공급하는 디지털 프린팅 머신 헤드의 판부재에 결합되어져 잉크를 분사하는 노즐부재에 있어서, 순차적으로 적층된 챔버형성층, 깊이조절막 및 노즐형성층과; 상기 노즐형성층에 마스킹 식각 공정으로 잉크를 분사하도록 형성된 다수의 노즐구멍과; 상기 챔버형성층에 상기 노즐구멍으로 잉크를 공급하도록 형성된 다수의 챔버로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재를 제공함으로써 달성된다.The present invention for achieving the above object is composed of a first outer plate member, a center plate member and a second outer plate member and coupled to the plate member of the digital printing machine head for supplying ink to a nozzle member for ejecting ink. A chamber forming layer, a depth control film, and a nozzle forming layer sequentially stacked; A plurality of nozzle holes formed to spray ink onto the nozzle forming layer by a masking etching process; It is achieved by providing a nozzle member of a head using a semiconductor process, characterized in that it comprises a plurality of chambers formed to supply ink to the nozzle hole to the chamber forming layer.

그리고, 상기 챔버형성층 및 노즐형성층은, 실리콘(Si)을 사용하는 것이 바람직하다.The chamber formation layer and the nozzle formation layer preferably use silicon (Si).

그리고, 상기 깊이조절막은, 산화실리콘(SiO2)을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use silicon oxide (SiO 2 ) as the depth control film.

또한, 상기 노즐부재의 내, 외벽면에 접착력을 향상시키도록 형성된 접착층과; 상기 접착층의 외측면에 연속하여 내마모성을 증대하도록 형성된 보호막과; 상기 노즐부재의 노즐구멍의 전면부에 잉크에 대하여 비 친수성을 갖도록 형성된 코팅막을 더 구비하여 이루어진다.In addition, the adhesive layer formed to improve the adhesion to the inner, outer wall surface of the nozzle member; A protective film formed to continuously increase the wear resistance on the outer surface of the adhesive layer; And a coating film formed on the front surface of the nozzle hole of the nozzle member so as to have a non-hydrophilic property against ink.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 제1외측판부재, 중심판부재 및 제2외측판부재로 이루어지고 잉크를 공급하는 디지털 프린팅 머신 헤드의 판부재에 결합되어져 잉크를 분사하는 노즐부재 제조방법에 있어서, 챔버형성층, 깊이조절막 및 노즐형성층을 순차적으로 적층한 후, 상기 노즐형성층 상에 제1감광막을 적층하는 단계와; 상기 단계 후에 상기 제1감광막에 제1마스크를 이용하여 패터닝을 형성하고, 상기 패터닝 부위를 통하여 식각공정으로 노즐형성층 및 깊이조절막까지 식각하여 다수의 노즐구멍을 형성하는 단계와; 상기 단계 후에 상기 제1감광막을 제거한 후, 상기 챔버형성층에 제2감광막을 적층한 후, 제2마스크를 이용하여 제2감광막에 패터닝을 형성하는 단계와; 상기 단계 후에 상기 제2감광막의 패터닝을 통하여 식각 공정으로 깊이조절막을 노출하도록 챔버형성층을 식각하여 다수의 챔버를 형성하고, 제2감광막을 제거하여 노즐부재를 제조하는 단계로 이루어진 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법을 제공함으로써 달성된다.Another object of the present invention is a nozzle member manufacturing method comprising a first outer plate member, a center plate member, and a second outer plate member, coupled to a plate member of a digital printing machine head for supplying ink, and spraying ink. The method of claim 1, further comprising: sequentially depositing a chamber forming layer, a depth control film, and a nozzle forming layer, and then stacking a first photosensitive film on the nozzle forming layer; After the step of forming a patterning on the first photoresist film using a first mask, and forming a plurality of nozzle holes by etching to the nozzle forming layer and the depth control film through an etching process through the patterning portion; Removing the first photoresist film after the step, laminating a second photoresist film on the chamber forming layer, and then forming a patterning on the second photoresist film using a second mask; After the step, through the patterning of the second photoresist film to form a plurality of chambers by etching the chamber forming layer to expose the depth control film in the etching process, and removing the second photoresist film to manufacture a nozzle member head By providing a method for producing a nozzle member.

그리고 상기 챔버형성층 및 노즐형성층은, 실리콘(Si)을 사용하고, 상기 깊이조절막은, 산화실리콘(SiO2)을 사용하는 것이 바람직하다.The chamber forming layer and the nozzle forming layer are preferably made of silicon (Si), and the depth adjusting film is made of silicon oxide (SiO 2 ).

또한, 상기 챔버형성층은, 상기 노즐형성층에 비하여 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the chamber forming layer is preferably formed thicker than the nozzle forming layer.

그리고, 상기 챔버형성층 및 노즐형성층에 각각 챔버와 노즐구멍을 식각 공정으로 형성할 때, 건식식각(Dry Etch)으로 진행하는 것이 바람직하다.In addition, when the chamber and the nozzle holes are formed in the chamber forming layer and the nozzle forming layer by an etching process, it is preferable to proceed with dry etching.

그리고, 상기 노즐부재를 제조한 후에, 상기 노즐부재의 내, 외벽면에 접착성을 증대하는 접착층을 증착하고, 상기 접착층의 외측에 연속하여 유체에 대하여 내마모성을 증대하는 보호막(Passivation Layer)을 적층하여 형성한 후, 상기 노즐부재의 노즐구멍의 전면부에 비 친수성(Hydrophobic)을 갖는 코팅막(Coating Layer)을 적층하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.After manufacturing the nozzle member, an adhesive layer for increasing adhesion is deposited on the inner and outer wall surfaces of the nozzle member, and a passivation layer for increasing abrasion resistance to the fluid is continuously formed outside the adhesive layer. After forming, it is preferable to further include a step of laminating a coating layer (Coating Layer) having a non-hydrophilic (Hydrophobic) on the front surface of the nozzle hole of the nozzle member.

그리고, 상기 접착층은, 산화실리콘막(SiO2)으로 형성하고, 상기 보호막은, 실리콘 나이트라이드막 또는 탄화실리콘막(SiC)으로 형성하는 것이 바람직하다.The adhesive layer is preferably formed of a silicon oxide film (SiO 2 ), and the protective film is formed of a silicon nitride film or a silicon carbide film (SiC).

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 내지 도 13은 본 발명에 따른 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법을 순차적으로 보인 도면이고, 도 14는 본 발명에 따른 공정으로 제조된 노즐부재의 부분 절개사시도 이고, 도 15는 본 발명에 따른 노즐부재를 헤드용 판부재에 부착하여 사용하는 상태를 보인 도면이다.3 to 13 are views sequentially showing a nozzle member manufacturing method of a head using a semiconductor process according to the present invention, Figure 14 is a partial cutaway perspective view of a nozzle member manufactured by the process according to the present invention, Figure 15 Figure showing a state in which the nozzle member according to the invention is attached to the head plate member for use.

본 발명에 따른 헤드의 노즐부재(A)의 구성은, 제1외측판부재(50), 중심판부재(60) 및 제2외측판부재(70)로 이루어지고 잉크를 공급하는 디지털 프린팅 머신 헤드의 판부재(40)에 결합되어져 잉크를 분사하는 노즐부재에 있어서, 순차적으로 형성된 챔버형성층(2), 깊이조절막(4) 및 노즐형성층(6)과, 상기 노즐형성층(6)에 마스킹 식각 공정으로 잉크를 분사하도록 형성된 다수의 노즐구멍(14)과, 상기 챔버형성층(2)에 상기 노즐구멍(14)으로 잉크를 공급하도록 형성된 다수의 챔버(22)로 이루어진 노즐부재(A)를 제조하고, 상기 판부재(40)의 끝단부분에 상기 노즐부재(A)를 접착하여 잉크를 공급 및 분사하도록 구성된다.The configuration of the nozzle member A of the head according to the present invention is composed of a first outer plate member 50, a center plate member 60 and a second outer plate member 70, and a digital printing machine head for supplying ink. In the nozzle member coupled to the plate member 40 of the ink ejecting ink, the chamber forming layer 2, the depth control film 4 and the nozzle forming layer 6, which are sequentially formed, are masked and etched on the nozzle forming layer 6, respectively. The nozzle member A which consists of the several nozzle hole 14 formed so that ink may be sprayed by the process, and the several chamber 22 formed so that ink may be supplied to the said nozzle hole 14 to the said chamber formation layer 2 is manufactured. The nozzle member A is attached to the end of the plate member 40 to supply and spray ink.

그리고, 상기 챔버형성층(2) 및 노즐형성층(6)은, 실리콘(Si)을 사용하도록 한다.The chamber forming layer 2 and the nozzle forming layer 6 are made of silicon (Si).

그리고, 상기 깊이조절막(4)은, 산화실리콘(SiO2)을 사용하도록 한다.In addition, the depth control film 4 is made of silicon oxide (SiO 2 ).

또한, 상기 노즐부재(A)의 내, 외벽면에 접착력을 향상시키도록 형성된 접착층(24)과, 상기 접착층(24)의 외측면에 연속하여 내마모성을 증대하도록 형성된 보호막(26)과, 상기 노즐부재(A)의 노즐구멍(14)의 전면부에 잉크에 대하여 비 친수성을 갖도록 형성된 코팅막(28)을 더 구비하여 이루어진다.In addition, the adhesive layer 24 formed to improve adhesion to the inner and outer wall surfaces of the nozzle member A, the protective film 26 formed to continuously increase the wear resistance on the outer surface of the adhesive layer 24, and the nozzle A coating film 28 formed to have a non-hydrophilic property with respect to ink is further provided in the front part of the nozzle hole 14 of the member A.

이하, 본 발명에 따른 작용 및 효과를 상세하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, the action and effect according to the present invention will be described in detail.

먼저, 도 3 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 헤드의 노즐부재(A)를 제조하는 공정을 살펴보도록 한다.First, as shown in Figures 3 to 13, look at the process of manufacturing the nozzle member (A) of the head of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 챔버형성층(2), 깊이조절막(4) 및 노즐형성층(6)을 순차적으로 적층한 후, 상기 노즐형성층(6) 상에 제1감광막(8)을 적층하도록 한다.As shown in FIG. 3, the chamber forming layer 2, the depth control film 4 and the nozzle forming layer 6 are sequentially stacked, and then the first photosensitive film 8 is laminated on the nozzle forming layer 6. do.

이 때, 상기 챔버형성층(2) 및 노즐형성층(6)은, 실리콘(Si)을 사용하고, 상 기 깊이조절막(4)은, 산화실리콘(SiO2)을 사용하도록 한다.In this case, the chamber forming layer 2 and the nozzle forming layer 6 use silicon (Si), and the depth control film 4 uses silicon oxide (SiO 2 ).

그리고, 상기 챔버형성층(2)은, 상기 노즐형성층(6)에 비하여 두껍게 형성하도록 한다.The chamber forming layer 2 is formed thicker than the nozzle forming layer 6.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단계 후에 상기 제1감광막(8)에 제1마스크(10)를 이용하여 패터닝(12)을 형성하고, 상기 패터닝(12) 부위를 통하여 식각공정으로 노즐형성층(6) 및 깊이조절막(4)까지 식각하여 다수의 노즐구멍(14)을 형성하도록 한다.4 and 5, after the step, a patterning 12 is formed on the first photoresist film 8 using a first mask 10, and then, an etching process is performed through the patterning 12. The nozzle forming layer 6 and the depth control film 4 are etched to form a plurality of nozzle holes 14.

한편, 상기 노즐구멍(14)이 형성되는 노즐형성층(6)을 실리콘(Si)으로 사용하는 이유는, 산화실리콘(SiO2) 에 비하여 표면이 정밀하게 식각되는 것으로 알려져 있기 때문이다.On the other hand, the reason why the nozzle formation layer 6 in which the nozzle hole 14 is formed is used as silicon (Si) is because the surface is known to be precisely etched compared to silicon oxide (SiO 2 ).

그리고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 단계 후에 상기 제1감광막(8)을 제거하고, 상기 챔버형성층(2)에 제2감광막(16)을 적층한 후, 제2마스크(18)를 이용하여 제2감광막(16)에 패터닝(20)을 형성하도록 한다.6 and 7, the first photoresist film 8 is removed after the step, the second photoresist film 16 is laminated on the chamber forming layer 2, and then the second mask 18 is removed. ) To form the patterning 20 on the second photosensitive film 16.

그리고, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 단계 후에 상기 제2감광막(16)의 패터닝(20)을 통하여 식각 공정으로 깊이조절막(4)을 노출하도록 챔버형성층(2)을 식각하여 다수의 챔버(22)를 형성하고, 제2감광막(16)을 제거하여 노즐부재(A)를 제조하도록 한다.As shown in FIGS. 8 and 9, after the step, the chamber forming layer 2 is etched to expose the depth control film 4 by an etching process through the patterning 20 of the second photoresist film 16. A plurality of chambers 22 are formed, and the second photosensitive film 16 is removed to manufacture the nozzle member A.

상기 챔버(22)를 식각할 때, 상기 깊이조절막(4)은, 상기 챔버(22)의 깊이가 불필요하게 깊게 식각되는 것을 방지하도록 하는 식각방지막으로서 역할을 하게 되 는 것으로서, 상기 챔버형성층(2)의 챔버(22) 식각 깊이를 1㎛ 이내 길이편차로 조절할 수 있도록 하여 준다.When the chamber 22 is etched, the depth adjusting film 4 serves as an etch preventing film to prevent the depth of the chamber 22 from being etched deeply unnecessarily, and thus, the chamber forming layer ( Etch depth of the chamber 22 of 2) to be controlled by the length deviation within 1㎛.

즉, 상기 챔버형성층(2)의 실리콘(Si)에 대한 식각조건을 맞추어서 식각 장비로 챔버(22)의 식각을 진행하게 되면, 실리콘(SiO2)재질인 상기 깊이조절막(4)에 이르게 되는 순간, 챔버형성층(2)과 깊이조절막(4)과의 식각조건이 서로 다르므로 식각이 정지되면서 정확하게 챔버(22)가 형성되어진다.That is, when the etching condition of the chamber 22 is performed by etching equipment by adjusting the etching conditions for the silicon (Si) of the chamber forming layer (2), it reaches the depth control film (4) made of silicon (SiO 2 ) material. At the moment, since the etching conditions between the chamber forming layer 2 and the depth control film 4 are different from each other, the chamber 22 is accurately formed while the etching is stopped.

이와 같이, 종래에는 상기 챔버(22) 바닥면의 깊이가 정확하지 못한 식각으로 인하여 평탄하지 못하므로 잉크의 공급이 균일하지 못한 반면에, 본 발명의 노즐부재(A)의 챔버(22)를 형성하는 경우, 챔버(22)의 바닥면이 다른 재질인 깊이조절막(4)으로 인하여 식각이 방지되므로 챔버(22)의 깊이가 정밀하게 형성되어져서 잉크의 흐름이 균일하여 헤드의 잉크분사성능이 향상되어진다.As such, in the related art, since the depth of the bottom surface of the chamber 22 is not flat due to inaccurate etching, the supply of ink is not uniform, whereas the chamber 22 of the nozzle member A of the present invention is formed. In this case, since the bottom surface of the chamber 22 is prevented from etching due to the depth control film 4 of a different material, the depth of the chamber 22 is precisely formed so that the flow of ink is uniform, so that the ink spraying performance of the head is improved. It is improved.

한편, 상기 챔버형성층(2) 및 노즐형성층(6)에 각각 챔버(22)와 노즐구멍(14)을 식각 공정으로 형성할 때, 건식 식각(Dry Etch)으로 형성하도록 한다. 이 때, 상기 건식 식각 장비는 DRIE(Deep Reactive Ion Etcher)장비를 사용하는 것이 바람직하다.In the meantime, when the chamber 22 and the nozzle hole 14 are formed in the chamber forming layer 2 and the nozzle forming layer 6 by an etching process, dry etching may be performed. At this time, the dry etching equipment is preferably using a DRIE (Deep Reactive Ion Etcher) equipment.

그리고, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 노즐부재(A)를 제조한 후에, 상기 노즐부재(A)의 내, 외벽면에 접착성을 향상하도록 하는 접착층(24)을 접착하고, 상기 접착층(24) 외측에 유체(잉크)에 대한 내마모성(Erosion)을 증대하는 보호막(26)을 적층하여 형성하도록 한다.11 and 12, after the nozzle member A is manufactured, the adhesive layer 24 for adhering to the inner and outer wall surfaces of the nozzle member A is adhered thereto. On the outer side of the adhesive layer 24 to form a protective film 26 to increase the wear resistance (Erosion) to the fluid (ink).

그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 노즐부재(A)의 노즐구멍(14)의 전면부에 비 친수성을 갖는 코팅막(28)을 적층하도록 하여 분사되는 잉크가 노즐부재(A)의 전면부분에 점착되는 것을 최대한 방지하도록 한다.And, as shown in Fig. 13, the ink ejected by stacking the non-hydrophilic coating film 28 on the front surface of the nozzle hole 14 of the nozzle member (A) is the front portion of the nozzle member (A) Avoid sticking to it as much as possible.

그리고, 상기 접착층(24)은, 열산화공정 혹은 저압 기상 증착법(LPCVD)으로 산화실리콘막(SiO2)을 증착하여 형성하고, 상기 보호막(26)은, Si3N4, SiNx 등의 실리콘 나이트라이드막(SixNy) 또는 탄화실리콘막(SiC)을 증착하여 형성하도록 한다.The adhesive layer 24 is formed by depositing a silicon oxide film (SiO 2 ) by a thermal oxidation process or low pressure vapor deposition (LPCVD), and the protective film 26 is formed of silicon such as Si 3 N 4 , SiN x, or the like. A nitride film (Si x N y ) or a silicon carbide film (SiC) is deposited.

한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 노즐부재(A)의 일부분을 절개하여 보여주는 사시도로서, 상기 노즐구멍(14)은 작은 크기의 원형구멍으로 형성되고, 상기 챔버(22)는, 직사면체 형상의 공간으로서 잉크가 저장되도록 형성된다.On the other hand, as shown in Figure 14, a perspective view showing a portion of the nozzle member (A) by cutting, the nozzle hole 14 is formed in a circular hole of a small size, the chamber 22, a rectangular parallelepiped It is formed so that ink is stored as a space of a shape.

그리고, 상기 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 노즐부재(A)를 최종적으로 제조한 후에 상기 제1외측판부재(50), 중심판부재(60) 및 제2외측판부재(70)로 이루어진 헤드의 판부재(40)의 끝단부분에 노즐부재(A)를 열융착 혹은 접착제 등으로 접착하여 사용하도록 한다.As shown in FIG. 15, after the nozzle member A is finally manufactured, the first outer plate member 50, the center plate member 60, and the second outer plate member 70 are formed. The nozzle member A is attached to the end of the plate member 40 of the head by heat fusion or adhesive.

상기 노즐부재(A)의 챔버(22)는, 상기 판부재(40)의 내부 챔버들과 연계되도록 사이즈 및 위치 등을 적절하게 조절하여 구성하도록 한다.The chamber 22 of the nozzle member A is configured to appropriately adjust the size and position, etc. to be associated with the internal chambers of the plate member 40.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명의 반도체 공정을 이용한 헤드의 노즐부재 및 그 제조방법을 이용하게 되면, 프린트헤드의 판부재에 형성되는 노즐을 형성 함에 있어, 노즐형성층 및 챔버형성층 사이에 깊이조절막을 적층하여 마스크 식각 공정을 통하여 노즐형성층 및 챔버형성층에 각각 잉크를 분사하는 노즐구멍과 잉크를 저장하는 챔버를 식각으로 노즐부재를 형성하고, 상기 노즐부재에 접착층, 보호막 및 코팅막을 적층한 후, 상기 노즐부재를 프린트헤드의 판부재의 끝단부분에 접착하므로 깊이조절막을 이용하여 노즐부재의 식각에 따른 길이 편차를 줄여주어 챔버를 정밀하게 제조하고, 접착층, 보호막 및 코팅막으로 유체에 대한 내저항성 및 내마모성을 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.Therefore, as described above, when using the nozzle member and the manufacturing method of the head using the semiconductor process of the present invention, in forming a nozzle formed on the plate member of the printhead, the depth adjustment between the nozzle forming layer and the chamber forming layer After laminating the film to form a nozzle member by etching the nozzle hole for injecting ink into the nozzle forming layer and the chamber forming layer and the chamber for storing ink through a mask etching process, and laminating an adhesive layer, a protective film and a coating film on the nozzle member, Since the nozzle member is adhered to the end of the plate member of the printhead, the chamber is precisely manufactured by reducing the length deviation due to the etching of the nozzle member by using a depth control film, and the adhesive layer, the protective film, and the coating film are resistant to fluid and It is a very useful and effective invention for improving wear resistance.

Claims (10)

제1외측판부재, 중심판부재 및 제2외측판부재로 이루어지고 잉크를 공급하는 디지털 프린팅 머신 헤드의 판부재에 결합되어져 잉크를 분사하는 노즐부재에 있어서,A nozzle member comprising a first outer plate member, a center plate member, and a second outer plate member, coupled to a plate member of a digital printing machine head for supplying ink, for ejecting ink, 순차적으로 적층된 챔버형성층, 깊이조절막 및 노즐형성층과;A chamber forming layer, a depth control film, and a nozzle forming layer sequentially stacked; 상기 노즐형성층에 마스킹 식각 공정으로 잉크를 분사하도록 형성된 다수의 노즐구멍과;A plurality of nozzle holes formed to spray ink onto the nozzle forming layer by a masking etching process; 상기 챔버형성층에 상기 노즐구멍으로 잉크를 공급하도록 형성된 다수의 챔버로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재.The nozzle member of the head using a semiconductor process, characterized in that consisting of a plurality of chambers formed to supply ink to the nozzle hole to the chamber forming layer. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐형성층 및 챔버형성층은, 실리콘(Si)을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재.The nozzle member of a head using a semiconductor process according to claim 1, wherein the nozzle forming layer and the chamber forming layer use silicon (Si). 제 1 항에 있어서, 상기 깊이조절막은, 산화실리콘(SiO2)을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체공정으로 이용한 헤드의 노즐부재.The nozzle member of the head of claim 1, wherein the depth control film is formed of silicon oxide (SiO 2 ). 제 1 항에 있어서, 상기 노즐부재의 내, 외벽면에 접착력을 향상시키도록 형성된 접착층과; 상기 접착층의 외측면에 연속하여 내마모성을 증대하도록 형성된 보호막과; 상기 노즐부재의 노즐구멍의 전면부에 잉크에 대하여 비 친수성을 갖도록 형성된 코팅막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재.According to claim 1, An adhesive layer formed to improve the adhesion to the inner, outer wall surface of the nozzle member; A protective film formed to continuously increase the wear resistance on the outer surface of the adhesive layer; And a coating film formed on the front surface of the nozzle hole of the nozzle member so as to have a non-hydrophilic property with respect to ink. 제1외측판부재, 중심판부재 및 제2외측판부재로 이루어지고 잉크를 공급하는 디지털 프린팅 머신 헤드의 판부재에 결합되어져 잉크를 분사하는 노즐부재 제조방법에 있어서,A nozzle member manufacturing method comprising: a first outer plate member, a center plate member, and a second outer plate member, coupled to a plate member of a digital printing machine head for supplying ink, for ejecting ink; 챔버형성층, 깊이조절막 및 노즐형성층을 순차적으로 적층한 후, 상기 노즐형성층 상에 제1감광막을 적층하는 단계와;Stacking a chamber forming layer, a depth control film and a nozzle forming layer sequentially, and then laminating a first photosensitive film on the nozzle forming layer; 상기 단계 후에 상기 제1감광막에 제1마스크를 이용하여 패터닝을 형성하고, 상기 패터닝 부위를 통하여 식각공정으로 노즐형성층 및 깊이조절막까지 식각하여 다수의 노즐구멍을 형성하는 단계와;After the step of forming a patterning on the first photoresist film using a first mask, and forming a plurality of nozzle holes by etching to the nozzle forming layer and the depth control film through an etching process through the patterning portion; 상기 단계 후에 상기 제1감광막을 제거한 후, 상기 챔버형성층에 제2감광막을 적층한 후, 제2마스크를 이용하여 제2감광막에 패터닝을 형성하는 단계와;Removing the first photoresist film after the step, laminating a second photoresist film on the chamber forming layer, and then forming a patterning on the second photoresist film using a second mask; 상기 단계 후에 상기 제2감광막의 패터닝을 통하여 식각 공정으로 깊이조절막을 노출하도록 챔버형성층을 식각하여 다수의 챔버를 형성하고, 제2감광막을 제거하여 노즐부재를 제조하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법.After the step of forming a plurality of chambers by etching the chamber forming layer to expose the depth control film in the etching process through the patterning of the second photosensitive film, and removing the second photosensitive film to manufacture a nozzle member Nozzle member manufacturing method of the head using the process. 제 5 항에 있어서, 상기 챔버형성층 및 노즐형성층은, 실리콘(Si)을 사용하고, 상기 깊이조절막은, 산화실리콘(SiO2)을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체공정으로 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법.The method of claim 5, wherein the chamber forming layer and the nozzle forming layer use silicon (Si), and the depth control layer uses silicon oxide (SiO 2 ). . 제 5 항에 있어서, 상기 챔버형성층은, 상기 노즐형성층에 비하여 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체공정으로 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법.6. The method of claim 5, wherein the chamber forming layer is formed thicker than the nozzle forming layer. 제 5 항에 있어서, 상기 챔버형성층 및 노즐형성층에 각각 챔버와 노즐구멍을 식각 공정으로 형성할 때, 건식식각(Dry Etch)으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법The method of manufacturing a nozzle member of a head using a semiconductor process according to claim 5, wherein when the chamber and the nozzle hole are formed in the chamber forming layer and the nozzle forming layer, respectively, by an etching process, dry etching is performed. 제 5 항에 있어서, 상기 노즐부재를 제조한 후에, 상기 노즐부재의 내, 외벽면에 접착력을 향상시킨 접착층을 형성하고, 연속하여 내마모성을 증대하는 보호막 을 적층하여 형성한 후, 상기 노즐부재의 노즐구멍 전면부에 비 친수성을 갖는 코팅막을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법.The method according to claim 5, wherein after the nozzle member is manufactured, an adhesive layer having improved adhesive strength is formed on the inner and outer wall surfaces of the nozzle member, and a protective film for increasing abrasion resistance is successively formed. A method of manufacturing a nozzle member for a head using a semiconductor process, further comprising the step of laminating a non-hydrophilic coating film on the nozzle hole front surface. 제 9 항에 있어서, 상기 접착층은, 산화실리콘막(SiO2)으로 형성하고, 상기 보호막은, 실리콘 나이트라이드막 또는 탄화실리콘막(SiC)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체공정을 이용한 헤드의 노즐부재 제조방법.The nozzle of a head using a semiconductor process according to claim 9, wherein the adhesive layer is formed of a silicon oxide film (SiO 2 ), and the protective film is formed of a silicon nitride film or a silicon carbide film (SiC). Member manufacturing method.
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