KR100897550B1 - Manufacturing method of ink-jet head - Google Patents
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Abstract
잉크젯 헤드의 제조방법이 개시된다. 일면에 멤브레인 및 잉크 유입구를 포함하는 잉크젯 헤드의 상기 멤브레인에 압전소자용 전극패드를 형성하는 방법으로서, 잉크젯 헤드의 일면에 멤브레인에 상응하는 부분이 천공된 마스크를 적용하여 잉크 유입구를 차폐하는 단계, 마스크가 적용된 상기 잉크젯 헤드의 일면에 도전물질을 커버하는 단계, 및 마스크를 제거하여 전극패드를 형성하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법은, 잉크젯 헤드의 제조공정 중에 발생할 수 있는 잉크젯 헤드 내부의 오염을 방지할 수 있고, 그에 의하여 잉크젯 헤드의 제조 수율을 증가시킬 수 있다.Disclosed is a method of manufacturing an inkjet head. A method of forming an electrode pad for a piezoelectric element on the membrane of the inkjet head including a membrane and an ink inlet on one surface, the method comprising: shielding the ink inlet by applying a mask having a portion corresponding to the membrane on one surface of the inkjet head; An inkjet head manufacturing method comprising covering a conductive material on one surface of the inkjet head to which a mask is applied, and forming an electrode pad by removing the mask, contamination of an inkjet head that may occur during the manufacturing process of the inkjet head. Can be prevented, thereby increasing the production yield of the inkjet head.
잉크젯, 헤드, 전극패드, 마스크 Inkjet, head, electrode pad, mask
Description
도 1은 종래기술에 의한 잉크젯 헤드의 전극패드형성을 나타내는 공정도.1 is a process chart showing the electrode pad formation of the inkjet head according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타내는 순서도.2 is a flow chart showing a method of manufacturing an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타내는 공정도.Figure 3 is a process chart showing the inkjet head manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
310 : 잉크젯 헤드 311 : 상부기판310: inkjet head 311: upper substrate
312 : 중간기판 313 : 하부기판312: intermediate substrate 313: lower substrate
314 : 잉크 유입구 315 : 멤브레인314: ink inlet 315: membrane
316 : 노즐 320 : 마스크316: nozzle 320: mask
330 : 전극패드 331 : 하부 전극패드330: electrode pad 331: lower electrode pad
332 : 상부 전극패드 340 : 전도성 수지332: upper electrode pad 340: conductive resin
350 : 압전소자 351 : 압전성 물질350: piezoelectric element 351: piezoelectric material
352 : 상부 전극 353 : 하부 전극352: upper electrode 353: lower electrode
본 발명은 잉크젯 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet head.
잉크젯 헤드는 열전사 방식과 압전 방식으로 분류될 수 있다. 열전사 방식의 잉크젯 헤드는 저항소자를 장착하여 온도변화에 의한 기포발생 현상을 이용하여 잉크를 토출한다. 압전 방식 잉크젯 헤드는 구동전압의 인가에 따라 압전소자가 멤브레인을 구동하여 잉크 챔버의 체적을 변화시킴으로써 잉크를 토출한다. 잉크가 토출되는 노즐의 크기는 매우 작으므로 미세한 불순물에 의하여서도 노즐 막힘이 발생하여 인쇄품질의 저하를 초래한다. Inkjet heads can be classified into thermal transfer methods and piezoelectric methods. The thermal transfer inkjet head is equipped with a resistance element and discharges ink by using a bubble generation phenomenon caused by temperature change. In the piezoelectric inkjet head, the piezoelectric element drives the membrane to change the volume of the ink chamber according to the application of the driving voltage, thereby discharging ink. Since the size of the nozzle from which ink is discharged is very small, nozzle clogging occurs even with fine impurities, resulting in deterioration of print quality.
도 1은 종래기술에 의한 잉크젯 헤드의 제작방법의 공정도이다. 기판들(111,112,113)을 결합하여 개구부가 포함된 프린터 헤드 챔버부(110)를 형성하고 금속박막(120)을 챔버부의 일면에 적층한다. 포토 레지스트(photo resist)를 금속박막(130)에 도포하고 그 이후 노광 공정과 식각 공정을 거침으로서 멤브레인에 대응하는 위치의 포토 레지스트(131) 및 금속박막(121)만을 남긴 다음 포토 레지스트를 제거하여 전극패드(121)를 형성한다. 이 경우 식각공정 등의 습식 고정을 사용하므로 잉크젯 헤드 내부가 이물질에 의하여 오염될 가능성이 높아진다. 또한 잉크젯 헤드 내부의 표면상태를 균일하게 유지하기 어려우므로 잉크 프라이밍(priming)시에 기포 발생의 가능성이 높아 잉크 토출불량을 초래하는 원인이 된다.1 is a process chart of the manufacturing method of the ink jet head according to the prior art. The
본 발명은 마스크를 적용하여 잉크젯 헤드 내부로의 불순물 유입을 방지하는 하부 전극 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a method of manufacturing a lower electrode that prevents the introduction of impurities into the inkjet head by applying a mask.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일면에 멤브레인 및 잉크 유입구를 포함하는 잉크젯 헤드의 상기 멤브레인에 압전소자용 전극패드를 형성하는 방법으로서, 잉크젯 헤드의 일면에 멤브레인에 상응하는 부분이 천공된 마스크를 적용하여 잉크 유입구를 차폐하는 단계, 마스크가 적용된 상기 잉크젯 헤드의 일면에 도전물질을 커버하는 단계, 및 마스크를 제거하여 전극패드를 형성하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a method for forming an electrode pad for a piezoelectric element in the membrane of the inkjet head including a membrane and an ink inlet on one surface, applying a mask having a portion corresponding to the membrane on one surface of the inkjet head Thereby shielding the ink inlet, covering a conductive material on one surface of the inkjet head to which the mask is applied, and removing the mask to form the electrode pad.
잉크젯 헤드 제조방법은 전극패드의 형성 이후에 전극패드와 전기적으로 연결되는 압전소자를 결합하여 수행될 수 있다. 압전소자를 결합하는 단계는 전극패드에 전도성 수지를 도포하고 압전소자를 전도성 수지에 접착하는 것으로서 수행될 수 있다.The inkjet head manufacturing method may be performed by combining a piezoelectric element electrically connected to the electrode pad after formation of the electrode pad. Coupling the piezoelectric element may be performed by applying a conductive resin to the electrode pad and adhering the piezoelectric element to the conductive resin.
도전물질 커버 단계는, 마스크의 개구부에 상응하는 위치에 도전물질을 증착하는 단계를 포함할 수 있으며, 또한, 스크린 프린팅에 의해 마스크의 천공된 부분에 도전물질을 충전하는 단계, 및 도전물질을 소결하는 단계를 포함할 수 있다.The conductive material covering step may include depositing a conductive material at a position corresponding to the opening of the mask, and also filling the perforated portion of the mask by screen printing, and sintering the conductive material. It may include the step.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드 제조방법의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대 응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of an inkjet head manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and Duplicate explanations will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타내는 공정도이다. 도 3을 참조하면, 잉크젯 헤드(310), 기판(311, 312, 313), 잉크 유입구(314), 멤브레인(315), 노즐(316), 마스크(320), 전극패드(330), 하부 전극패드(331), 상부 전극패드(332), 전도성 수지(340), 압전소자(350), 압전성 물질(351), 상부 전극(352), 하부 전극(353)이 도시되어 있다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 3 is a process chart showing the inkjet head manufacturing method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the
본 실시예는 잉크젯 헤드 제조공정 중에 잉크 유입구를 차폐한 상태에서 전극패드 형성단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.The present embodiment is characterized in that the electrode pad forming step is performed while the ink inlet is shielded during the inkjet head manufacturing process.
마스크를 사용하여 잉크 유입구를 차폐하는 단계(S210)는 잉크젯 헤드의 일면에 형성된 잉크 유입구를 마스크를 사용하여 차폐하는 단계로 도 3의 (a) 내지 (c)를 참조하여 설명된다.Shielding the ink inlet by using a mask (S210) is a step of shielding the ink inlet formed on one surface of the inkjet head by using a mask, which will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.
잉크젯 헤드(310)는 잉크가 토출되는 노즐(316)과 토출되기 전의 잉크가 저장되는 공간인 챔버를 포함한다. 이와 같은 잉크젯 헤드(310)는 도 3의 (a)에 도시된 것과 같이, 둘 이상의 기판에 필요한 구조를 형성한 후, 각 기판을 서로 결합하여 형성할 수 있다. 상부기판(311)에는 잉크 유입구(314) 및 멤브레인(315)이 형성되어 있다.The
도 3의 (b)를 참조할 때, 상부기판에 형성되어 있는 멤브레인(315)은 압전소자에 의해 변형되어 잉크젯 헤드(310)의 챔버의 체적을 변화시킬 수 있다. 중간기 판(312)은 상부기판(311)과 하부기판(313)을 연결하는 역할을 하며, 하부기판(313)에는 잉크가 토출되는 통로인 노즐(316)이 천공되어 있다.Referring to FIG. 3B, the
이와 같이, 잉크젯 헤드를 구성하는 각 기판(311, 312, 313)은 같은 재질의 웨이퍼를 가공하여 형성될 수 있으며, 다른 재질로 이루어 질 수도 있다. 잉크젯 헤드(310)를 이루는 기판간의 결합방법은, 실리콘 기판끼리의 경우에는 실리콘 다이렉트 본딩, 실리콘-글래스 기판의 경우에는 어노딕 본딩 등 기판을 이루고 있는 물질에 따라서 다양하게 선택할 수 있음은 물론이다.As such, each
본 실시예에 따라 잉크젯 헤드를 제조하기 위해서는, 먼저 도 3의 (c)에 도시된 것과 같이, 마스크(320)를 사용하여 잉크 유입구(314)를 차폐한다. 마스크는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 후속되는 전극패드 형성단계(S230)에서 사용되는 공정에 적합한 물질이라면 마스크(320)를 구성할 수 있으며, 일 예로 석영유리 또는 금속으로 이루어질 수 있다.In order to manufacture the inkjet head according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 3C, a
마스크(320)는 잉크 유입구(314)가 위치하는 상부기판(311)에 접하여 위치하며, 잉크젯 헤드의 제작 공정 중에 잉크 유입구(314)를 통해 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 잉크 유입구(314)를 차폐하는 마스크(320)에는 멤브레인 부분이 천공되어 있다.The
상부기판에 접해 있는 마스크에 도전물질을 커버하는 단계(S220)는, 잉크젯 헤드의 일면에 위치한 잉크 유입구를 차폐하도록 마스크가 적용, 즉 마스크를 잉크젯 헤드에 올려 놓거나 부착한 상태에서 잉크젯 헤드의 일면과 그 적용된 마스크상에 도전물질을 증착하는 단계이다.Covering the conductive material to the mask in contact with the upper substrate (S220), the mask is applied so as to shield the ink inlet located on one side of the inkjet head, that is, with the surface of the inkjet head and the mask on or attached to the inkjet head Depositing a conductive material on the applied mask.
본 실시예에서 '마스크를 적용'한다는 것은, 마스크에 의해 후술하는 도전물질이 잉크젯 헤드의 일면에 선택적으로 증착되도록 마스킹하는 경우를 포함하는 개념이다.In the present embodiment, 'applying a mask' is a concept including a case in which a conductive material, which will be described later, is selectively masked on one surface of an inkjet head by a mask.
도전물질 커버단계(S220)는 도 3의 (d)를 참조하여 설명된다. 마스크(320)는 멤브레인(315)의 위치에 천공된 개구부를 가지고 있으므로, 마스크(320)가 잉크젯 헤드에 적용되어 잉크 유입구(314)를 차폐하고 있는 경우에도 멤브레인(315)의 위치에 상응하는 잉크젯 헤드의 일면은 노출되어 있다. 따라서 기상증착, 스퍼터링 등의 공정을 통하여 노출된 잉크젯 헤드의 일면에 전도성 물질을 결합시킬 수 있다.The conductive material covering step S220 is described with reference to FIG. Since the
한편, 스크린 프린팅 기법을 사용하여 마스크의 천공된 패턴에 대응하는 형상을 가지도록 전도물질을 적층할 수 있다.Meanwhile, screen printing may be used to stack conductive materials to have a shape corresponding to the perforated pattern of the mask.
마스크를 제거하여 전극패드를 형성하는 단계(S230)는 잉크젯 헤드의 일면에 전극패드를 형성하는 단계이다. 전극패드를 형성하는 단계(S230)는 도 3의 (e)를 참조하여 설명된다. 본 실시예에서 전도물질이 증착된 후 마스크(320)를 제거하면 마스크의 천공 패턴에 대응하는 현상의 전도물질이 잉크젯 헤드의 일면에 잔존하게 되고, 이것이 전극패드(330)을 형성하게 된다.Removing the mask to form the electrode pad (S230) is a step of forming the electrode pad on one surface of the inkjet head. Forming an electrode pad (S230) will be described with reference to FIG. In this embodiment, when the
형성된 전극패드(330)는 하부 전극패드(331)과 상부 전극패드(332)로 이루어진다. 하부 전극 패드는 압전식 잉크젯 헤드에서 공통 전극의 역할을 하며, 상부 전극패드는 압전소자의 상부 전극에 전원을 인가하는 통로 역할을 할 수 있다. 전극 패드는 압전소자의 전극의 위치나 형태 등에 따라 다른 위치에 다양한 형태로 설계될 수 있음은 물론이다.The formed
한편, 스크린 프린팅 기법이 사용된 경우, 페이스트(paste) 형태의 전도물질은 고온의 소결과정을 거쳐 경화되면서 전극패드(330)를 형성하게 된다.On the other hand, when the screen printing technique is used, the conductive material in the form of a paste is cured through a high temperature sintering process to form the
압전소자를 결합하는 단계(S240)는 잉크젯 헤드의 일면에 형성된 전극패드에 전기적으로 연결되도록 압전소자를 결합하는 단계이다. 압전소자를 결합하는 단계는 도 3의 (f) 및 (g)를 참조하여 설명된다.Joining the piezoelectric elements (S240) is a step of coupling the piezoelectric elements to be electrically connected to the electrode pads formed on one surface of the inkjet head. Coupling the piezoelectric elements is described with reference to FIGS. 3F and 3G.
전도성 수지(340)를 전극패드(330)에 도포한다. 본 실시예에서 압전소자(350)는 하부 전극패드(331)에 결합되므로 하부 전극패드와의 전기적 연결을 위해 전도성 수지가 하부 전극패드 상에 도포된다. 압전소자(350)는 압전성 물질(351)의 양면에 전극(352, 353)이 형성된 구조를 가지며, 상부 전극(352)와 하부 전극(353)은 각각 상부 전극패드(332) 및 하부 전극패드(331)에 전기적으로 연결될 수 있다. 압전소자(350)는 전도성 수지(340)에 의하여 하부 전극패드(331)에 접착된다.The
전도성 수지(340)로서, 전도성 필러(filler)가 배합된 종류의 수지가 사용될 수 있다. 일 예로, 전도성 필러가 배합되는 수지로는 에폭시, 폴리이미드, 아크릴 수지 등이 사용될 수 있으며. 전도성 필러로 사용되는 물질로는 금, 은, 구리, 팔라듐, 탄소 등이 있다. 또한, 그 물성자체에서 전도성을 가지는 전도성 유기 고분자(ICP, intrinsically conductive polymer)가 전도성 수지(340)로 사용될 수 있다.As the
도 3에 직접적으로 나타나 있지는 않으나, 상부 전극(352)과 상부 전극패 드(332)를 전기적으로 연결하기 위해 와이어 본딩 공정 또는 별도의 전도물질을 적층하는 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.Although not directly shown in FIG. 3, a wire bonding process or a process of stacking a separate conductive material may be additionally performed to electrically connect the
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 잉크젯 헤드의 제조공정 중에 발생할 수 있는 잉크젯 헤드 내부의 오염을 방지할 수 있고, 그에 의하여 잉크젯 헤드의 제조 수율을 증가시킬 수 있다.As described above, according to the preferred embodiment of the present invention, it is possible to prevent contamination inside the inkjet head which may occur during the manufacturing process of the inkjet head, thereby increasing the manufacturing yield of the inkjet head.
또한, 압전성 물질에 상하부 전극이 형성된 벌크(bulk)상태의 압전소자를 전도성 수지층을 활용하여 부착하는 공정을 통해 프린터 헤드를 형성함으로써 고온소결 공정을 통하지 않고도 프린터 헤드를 제조할 수 있다. 이는 하부 전극이 고온소결 공정을 견딜 수 있는 페이스트 타입(paste type)으로 제한되지 않도록 한다. In addition, the printer head may be manufactured without a high temperature sintering process by forming a print head by attaching a piezoelectric element in a bulk state in which upper and lower electrodes are formed on the piezoelectric material by using a conductive resin layer. This ensures that the lower electrode is not limited to a paste type that can withstand the high temperature sintering process.
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- 2007-04-30 KR KR1020070041954A patent/KR100897550B1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20120409 Year of fee payment: 4 |
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FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130403 Year of fee payment: 5 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |