KR100976204B1 - Ink-jet head and manufacturing method thereof - Google Patents

Ink-jet head and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100976204B1
KR100976204B1 KR1020080096235A KR20080096235A KR100976204B1 KR 100976204 B1 KR100976204 B1 KR 100976204B1 KR 1020080096235 A KR1020080096235 A KR 1020080096235A KR 20080096235 A KR20080096235 A KR 20080096235A KR 100976204 B1 KR100976204 B1 KR 100976204B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
reservoir
soi substrate
chamber
ink
Prior art date
Application number
KR1020080096235A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100036836A (en
Inventor
강필중
정재우
유영석
심원철
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020080096235A priority Critical patent/KR100976204B1/en
Publication of KR20100036836A publication Critical patent/KR20100036836A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100976204B1 publication Critical patent/KR100976204B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1607Production of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/161Production of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/1433Structure of nozzle plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1623Manufacturing processes bonding and adhesion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1626Manufacturing processes etching
    • B41J2/1628Manufacturing processes etching dry etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17513Inner structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

잉크젯 헤드 및 그 제조방법이 개시된다. 잉크를 저장하는 리저버, 상기 리저버에 잉크가 공급되는 유입구, 상기 리저버로부터 잉크를 공급 받는 챔버, 상기 리저버와 상기 챔버를 연결하는 리스트릭터, 잉크를 토출하는 노즐, 및 상기 챔버와 상기 노즐 사이에 개재되는 댐퍼부를 포함하는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서, 상기 노즐에 상응하도록, 제1 SOI기판의 일면을 가공하는 단계; 상기 댐퍼부에 상응하도록, 상기 제1 SOI기판의 타면을 가공하는 단계; 상기 챔버 및 상기 리스트릭터에 상응하도록, 제2 SOI기판의 일면을 가공하는 단계; 상기 유입구에 상응하도록, 상기 제2 SOI기판의 타면을 가공하는 단계; 상기 리저버 및 상기 댐퍼부에 상응하도록, 글래스 기판을 가공하는 단계; 및 상기 글래스 기판을 개재하여, 상기 제1 SOI기판과 상기 제2 SOI기판을 접합하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법은, 간단한 공정으로 노즐의 길이를 안정적으로 확보하고, 향상된 인쇄 품질을 기대할 수 있다.An inkjet head and a method of manufacturing the same are disclosed. A reservoir for storing ink, an inlet port through which ink is supplied to the reservoir, a chamber for receiving ink from the reservoir, a restrictor connecting the reservoir and the chamber, a nozzle for discharging ink, and an interposition between the chamber and the nozzle A method of manufacturing an inkjet head comprising a damper portion, the method comprising: machining one surface of a first SOI substrate to correspond to the nozzle; Machining the other surface of the first SOI substrate so as to correspond to the damper portion; Machining one surface of a second SOI substrate so as to correspond to the chamber and the restrictor; Processing the other surface of the second SOI substrate to correspond to the inlet; Processing a glass substrate so as to correspond to the reservoir and the damper portion; And bonding the first SOI substrate and the second SOI substrate through the glass substrate. The inkjet head manufacturing method may stably secure the length of the nozzle in a simple process and expect improved printing quality. have.

잉크젯, 헤드, SOI기판, 노즐 Inkjet, Head, SOI Board, Nozzle

Description

잉크젯 헤드 및 그 제조방법{Ink-jet head and manufacturing method thereof}Inkjet head and manufacturing method thereof

본 발명은 잉크젯 헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inkjet head and a method of manufacturing the same.

잉크젯 헤드는 전기신호를 물리적인 힘으로 변환하여 작은 노즐을 통하여 잉크가 액적의 형태로 토출되도록 하는 원리를 이용한 것이다. 이러한 잉크젯 헤드는 챔버, 리스트릭터, 노즐, 댐퍼 등의 다양한 부품을 각각의 층에 가공을 한 후, 가공된 각각의 층을 서로 접합하여 제작한다. 이러한 잉크젯 기술은 기존의 종이 및 섬유에 인쇄하는 그래픽 잉크젯 산업뿐만 아니라, 최근에는 프린트 기반, LCD 패널 등의 전자 부품 제작에도 잉크젯 기술의 사용이 확대되고 있다. The inkjet head uses a principle that converts an electrical signal into a physical force so that ink is ejected in the form of droplets through a small nozzle. The inkjet head is manufactured by processing various components such as a chamber, a restrictor, a nozzle, a damper, and the like on each layer, and then bonding the processed layers to each other. The inkjet technology is not only used in the graphic inkjet industry for printing on paper and textiles, but also recently, the use of inkjet technology has been expanded to manufacture electronic components such as print-based and LCD panels.

하지만 기존의 그래픽 프린팅에 비하여 기능성 잉크를 정확하고 정밀하게 토출 시켜야 하는 전자부품용 잉크젯 프린팅 기술에는, 기존의 잉크젯 헤드에서는 요구되지 않았던 기능들이 요구된다. 그 예로, 토출 액적의 크기 및 속도의 편차 등이 기본적으로 요구되고 있으며, 이외에도 생산량을 증가시키기 위하여 고 노즐밀 도와 고 주파수 특성이 요구되고 있다.However, the inkjet printing technology for electronic components, which requires accurate and precise ejection of functional inks compared to conventional graphic printing, requires functions not required in the conventional inkjet head. For example, variations in the size and speed of discharge droplets are basically required, and in addition, high nozzle density and high frequency characteristics are required to increase production.

기존의 잉크젯 헤드는 주로 스테인리스스틸(SUS)나 고온 세라믹 그리고 단결정 실리콘을 재료로 하여 만들어진다. SUS의 경우에는 금형을 이용한 제작이 필요하여 설계변경이 용이하지 않아 최근 단결정 실리콘 재질의 헤드가 주목을 받고 있다. 단결정 실리콘 웨이퍼를 이용한 제작 방식은 각각의 기능을 가지는 요소를 2장 혹은 3장의 웨이퍼에 개별 가공하여 접합하는 형태를 이루고 있다.Conventional inkjet heads are made mainly of stainless steel (SUS), high-temperature ceramics and single crystal silicon. In the case of SUS, it is necessary to manufacture using a mold, so design change is not easy, so the head of a single crystal silicon material is receiving attention recently. In the production method using single crystal silicon wafers, elements having respective functions are processed into two or three wafers separately and bonded.

이러한 실리콘 웨이퍼로 제작되는 잉크젯 헤드 노즐의 가공은 플라즈마를 이용한 드라이 에칭으로 제작된다. 즉, 먼저 댐퍼부분을 가공한 다음 노즐 부분을 가공하는 것이다. 이러한 가공법에 의하는 경우, 댐퍼 부분을 가공할 때 이미 노즐의 길이가 정해지게 될 뿐만 아닐, 플라즈마 밀도 분포에 따른 가공 속도가 다르기 때문에 가공 깊이의 편차가 나타나게 된다.Processing of the inkjet head nozzle made of such a silicon wafer is made by dry etching using plasma. That is, first, the damper part is processed and then the nozzle part is processed. According to such a processing method, not only the length of the nozzle is already determined when the damper portion is processed, but also the processing depth varies due to the different processing speed depending on the plasma density distribution.

상기와 같이 플라즈마 밀도가 불균형한 장비와 식각 조건에서 가공을 수행하게 되면 잉크젯 헤드에서 토출의 특성에 가장 큰 영향을 미치는 노즐의 길이에는 상당히 큰 편차가 나타나게 된다.As described above, when the processing is performed under an equipment with an unbalanced plasma density and etching conditions, there is a considerable variation in the length of the nozzle which has the greatest influence on the discharge characteristics in the inkjet head.

본 발명은 간단한 공정으로 노즐의 길이를 안정적으로 확보하고, 향상된 인쇄 품질을 기대할 수 있는 잉크젯 헤드 및 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention provides an inkjet head and a manufacturing method capable of stably securing the length of a nozzle in a simple process and expecting improved print quality.

본 발명의 일 측면에 따르면, 잉크를 저장하는 리저버, 상기 리저버에 잉크가 공급되는 유입구, 상기 리저버로부터 잉크를 공급 받는 챔버, 상기 리저버와 상기 챔버를 연결하는 리스트릭터, 잉크를 토출하는 노즐, 및 상기 챔버와 상기 노즐 사이에 개재되는 댐퍼부를 포함하는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서,According to an aspect of the present invention, a reservoir for storing ink, an inlet for supplying ink to the reservoir, a chamber for receiving ink from the reservoir, a restrictor for connecting the reservoir and the chamber, a nozzle for discharging ink, and A method of manufacturing an inkjet head comprising a damper portion interposed between the chamber and the nozzle,

상기 노즐에 상응하도록, 제1 SOI기판의 일면을 가공하는 단계; 상기 댐퍼부에 상응하도록, 상기 제1 SOI기판의 타면을 가공하는 단계; 상기 챔버 및 상기 리스트릭터에 상응하도록, 제2 SOI기판의 일면을 가공하는 단계; 상기 유입구에 상응하도록, 상기 제2 SOI기판의 타면을 가공하는 단계; 상기 리저버 및 상기 댐퍼부에 상응하도록, 글래스 기판을 가공하는 단계; 및 상기 글래스 기판을 개재하여, 상기 제1 SOI기판과 상기 제2 SOI기판을 접합하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법을 제공할 수 있다.Machining one surface of the first SOI substrate so as to correspond to the nozzle; Machining the other surface of the first SOI substrate so as to correspond to the damper portion; Machining one surface of a second SOI substrate so as to correspond to the chamber and the restrictor; Processing the other surface of the second SOI substrate to correspond to the inlet; Processing a glass substrate so as to correspond to the reservoir and the damper portion; And bonding the first SOI substrate and the second SOI substrate through the glass substrate.

상기 노즐은, 상기 댐퍼부와 연결되는 경사부, 및 상기 경사부와 연결되는 직진부를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 제1 SOI기판의 일면을 가공하는 단계는 DRIE(dry reactive ion etching) 공정에 의해 수행될 수 있다.The nozzle may include an inclined portion connected to the damper portion, and a straight portion connected to the inclined portion, and the processing of one surface of the first SOI substrate may be performed by a dry reactive ion etching (DRIE) process. Can be performed.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 잉크를 저장하는 리저버, 상기 리저버에 잉크가 공급되는 유입구, 상기 리저버로부터 잉크를 공급 받는 챔버, 상기 리저버와 상기 챔버를 연결하는 리스트릭터, 잉크를 토출하는 노즐, 및 상기 챔버와 상기 노즐 사이에 개재되는 댐퍼부를 포함하는 잉크젯 헤드로서,According to another aspect of the present invention, a reservoir for storing ink, an inlet port through which ink is supplied to the reservoir, a chamber for receiving ink from the reservoir, a restrictor for connecting the reservoir and the chamber, a nozzle for discharging ink, and An inkjet head comprising a damper portion interposed between the chamber and the nozzle.

하면에 상기 노즐이 형성되고, 상면에 상기 댐퍼부의 일부가 형성되는 제1 SOI기판; 상기 제1 SOI기판의 상면에 접합되며, 상기 댐퍼부의 일부 및 상기 리저 버가 형성되는 글래스 기판; 및 상기 글래스 기판의 상면에 접합되며, 하면에 상기 챔버 및 상기 리스트릭터가 형성되고, 상면에 상기 유입구가 형성되는 제2 SOI기판을 포함하는 잉크젯 헤드를 제공할 수 있다.A first SOI substrate having a nozzle formed on a lower surface thereof and a portion of the damper portion formed on an upper surface thereof; A glass substrate bonded to an upper surface of the first SOI substrate and having a portion of the damper portion and the reservoir formed thereon; And a second SOI substrate bonded to an upper surface of the glass substrate, on which a chamber and the restrictor are formed, and an inlet formed on an upper surface thereof.

이 때, 노즐은 상기 댐퍼부와 연결되는 경사부, 및 상기 경사부와 연결되는 직진부를 포함하여 이루어질 수 있다.In this case, the nozzle may include an inclined portion connected to the damper portion, and a straight portion connected to the inclined portion.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 간단한 공정으로 노즐의 길이를 안정적으로 확보하고, 향상된 인쇄 품질을 기대할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the length of the nozzle can be stably secured by a simple process, and improved printing quality can be expected.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나 의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of an inkjet head and a method of manufacturing the same 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 numbers Duplicate description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명의 일 측면에 따른 잉크젯 헤드 제조방법에 대해, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.First, an inkjet head manufacturing method according to an aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 잉크젯 헤드 제조방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이고, 도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 잉크젯 헤드 제조방법의 일 실시예를 나타내는 공정도이다. 도 2 내지 도 10을 참조하면, 제1 SOI기판(10), 실리콘층(11, 12), 절연층(13), 노즐(15), 경사부(15a), 직진부(15b), 마스크(20, 30), 개구부(22, 32), 댐퍼부(17, 44), 글래스 기판(40), 리저버(42), 제2 SOI기판(50), 챔버(52), 진동판(54), 유입구(56), 리스트릭터(58)가 도시되어 있다.1 is a flow chart showing an embodiment of an inkjet head manufacturing method according to an aspect of the present invention, Figures 2 to 9 is a process chart showing an embodiment of an inkjet head manufacturing method according to an aspect of the present invention. 2 to 10, the first SOI substrate 10, the silicon layers 11 and 12, the insulating layer 13, the nozzle 15, the inclined portion 15a, the straight portion 15b, and the mask ( 20, 30, openings 22, 32, dampers 17, 44, glass substrate 40, reservoir 42, second SOI substrate 50, chamber 52, diaphragm 54, inlet 56, the restrictor 58 is shown.

본 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법에 대해 구체적으로 설명하기에 앞서, 상술한 잉크젯 헤드의 구성요소들에 대해 도 10을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.Before describing the inkjet head manufacturing method according to the present embodiment in detail, the components of the above-described inkjet head will be briefly described with reference to FIG. 10.

챔버(52)는 잉크를 수용하며, 진동판(54)의 상면에 형성되는 액추에이터(미도시) 등에 의해 압력이 가해지면, 수용된 잉크를 노즐(15) 방향으로 이동시켜 잉 크가 토출 될 수 있도록 하는 수단이다.The chamber 52 accommodates ink, and when pressure is applied by an actuator (not shown) formed on the upper surface of the diaphragm 54, the contained ink moves in the direction of the nozzle 15 so that the ink can be discharged. Means.

리저버(42)는 유입구(56) 등을 통해 외부로부터 잉크를 공급 받아 이를 저장하고, 상술한 챔버(52)에 잉크를 공급해주는 수단이다.The reservoir 42 is a means for receiving ink from the outside through an inlet 56 or the like and storing the ink, and supplying ink to the chamber 52 described above.

리스트릭터(58)는 상술한 리저버(42)와 챔버(52)를 연통시키며, 리저버(42)와 챔버(52) 사이에서 발생하는 잉크의 흐름을 조절하는 기능을 수행하는 수단이다. 이러한 리스트릭터(58)는 리저버(42) 및 챔버(52)보다 작은 단면적을 갖도록 형성되며, 액추에이터(미도시)에 의해 진동판(54)이 진동하는 경우 리저버(42)로부터 챔버(52)로 공급되는 잉크의 양을 조절할 수 있다.The restrictor 58 communicates the reservoir 42 and the chamber 52 described above, and is a means for controlling the flow of ink generated between the reservoir 42 and the chamber 52. The restrictor 58 is formed to have a smaller cross-sectional area than the reservoir 42 and the chamber 52, and is supplied from the reservoir 42 to the chamber 52 when the diaphragm 54 vibrates by an actuator (not shown). The amount of ink to be adjusted can be adjusted.

노즐(15)은 챔버(52)와 연결되어 챔버(52)로부터 접착잉크를 공급받아 접착잉크를 분사하는 기능을 수행한다. 액추에이터에 의해 발생한 진동이 진동판(54)을 통하여 챔버(52)에 전달되면, 챔버(52)에는 압력이 가해지고, 이 압력에 의해 노즐(15)이 잉크를 분사할 수 있게 된다.The nozzle 15 is connected to the chamber 52 to receive the adhesive ink from the chamber 52 and to spray the adhesive ink. When the vibration generated by the actuator is transmitted to the chamber 52 through the diaphragm 54, pressure is applied to the chamber 52, and the nozzle 15 can eject ink by this pressure.

한편, 상술한 챔버(52)와 노즐(15) 사이에는 댐퍼부(17, 44)가 형성된다. 댐퍼부는 챔버(52)에서 발생된 에너지를 노즐(15) 측으로 집중시키고 급격한 압력 변화를 완충 하는 기능을 수행할 수 있다.Meanwhile, damper portions 17 and 44 are formed between the chamber 52 and the nozzle 15 described above. The damper unit may perform a function of concentrating energy generated in the chamber 52 toward the nozzle 15 and buffering a sudden pressure change.

이상에서 설명한 구성요소들을 형성하기 위하여, 본 실시예에서는 두 장의 SOI기판(10, 50)과 한 장의 글래스 기판(40)을 이용하는 방법을 제시한다. 즉, 상기한 구성요소들을 두 장의 SOI기판(10, 50)과 한 장의 글래스 기판(40)에 나누어 형성한 다음, 이들을 접합함으로써 잉크젯 헤드를 제조하는 것이다. 이하에서는, 이에 대해 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다.In order to form the above-described components, the present embodiment proposes a method using two SOI substrates 10 and 50 and one glass substrate 40. That is, the above-described components are formed by dividing the SOI substrates 10 and 50 and the glass substrate 40 into two sheets, and then bonding them to manufacture an inkjet head. Hereinafter, this will be described in more detail.

먼저, 노즐(15)에 상응하도록, 제1 SOI기판(10)의 일면을 가공한다(S110). 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘층(11, 12) 사이에 SiO2와 같은 절연층(13)이 개재되는 형태를 갖는 제1 SOI기판(10)을 준비한 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 실리콘층에 노즐(15)이 형성될 부분이 선택적으로 개방된(22) 마스크(20)를 배치한 후, 개방된 부분을 선택적으로 식각함으로써 노즐(15)을 형성하는 것이다. 이렇게 SOI기판(10)을 이용하여 노즐(15)을 형성하게 되면, 상하부 실리콘층(11, 12) 사이에 위치한 절연층(13)이 에칭장벽(etch stop)으로서의 기능을 수행할 수 있게 되어, 노즐(15)의 길이를 안정적으로 확보할 수 있게 된다.First, one surface of the first SOI substrate 10 is processed to correspond to the nozzle 15 (S110). That is, as shown in FIG. 2, a first SOI substrate 10 having a form in which an insulating layer 13 such as SiO 2 is interposed between the silicon layers 11 and 12 is prepared, and then shown in FIG. 3. As described above, the mask 15 is formed by arranging the mask 20 in which the portion on which the nozzle 15 is to be formed is selectively opened 22 on the lower silicon layer, and then selectively etching the open portion to form the nozzle 15. When the nozzle 15 is formed using the SOI substrate 10, the insulating layer 13 positioned between the upper and lower silicon layers 11 and 12 may function as an etch stop. The length of the nozzle 15 can be secured stably.

즉, 노즐(15)을 가공하는 공정의 환경과는 무관하게, 하부 실리콘층(11)의 두께에 따라 노즐(15)의 길이가 결정될 수 있으므로, 형성하고자 하는 노즐(15)의 길이에 상응하는 두께의 하부 실리콘층(11)을 구비한 SOI기판(10)을 준비함으로써, 다양한 공정 환경과 무관하게 안정적인 노즐(15)의 길이를 확보할 수 있게 되는 것이다.That is, regardless of the environment of the process of processing the nozzle 15, the length of the nozzle 15 can be determined according to the thickness of the lower silicon layer 11, corresponding to the length of the nozzle 15 to be formed By preparing the SOI substrate 10 having the lower silicon layer 11 having a thickness, it is possible to secure a stable length of the nozzle 15 regardless of various process environments.

이렇게 제1 SOI기판(10)의 하면을 가공하는 방법으로는 수직 형상제어에 유리한 DRIE(dry reactive ion etching) 공정을 이용할 수 있다. As such, a method of processing the lower surface of the first SOI substrate 10 may use a dry reactive ion etching (DRIE) process, which is advantageous for vertical shape control.

그리고 나서, 댐퍼부(17)에 상응하도록, 제1 SOI기판(10)의 타면을 가공한다(S120). 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 실리콘층(12)에 댐퍼부(17)에 상응하는 영역이 선택적으로 개방된(32) 마스크(30)를 배치한 다음, 개방된 부분을 식 각하는 것이다. 댐퍼부의 일부(17)와 노즐(15)이 연통되도록 상부 실리콘층(12)이 가공된 모습이 도 5에 도시되어 있다.Then, the other surface of the first SOI substrate 10 is processed to correspond to the damper portion 17 (S120). That is, as shown in FIG. 4, the mask 30 having the region corresponding to the damper portion 17 is selectively opened 32 is disposed on the upper silicon layer 12, and then the open portion is etched. will be. The upper silicon layer 12 is machined such that a portion 17 of the damper portion and the nozzle 15 communicate with each other.

한편, 하부 실리콘층(11)을 가공하여 형성되는 노즐(15)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 댐퍼부(17)와 연결되는 경사부(15a)와, 경사부(15a)와 연결되는 직진부(15b)로 이루어질 수 있다. 즉, 노즐(15)과 댐퍼부 사이의 경계면의 각도를 둔각으로 형성하는 것이다. 이러한 둔각 구조를 통하여, 노즐(15)과 댐퍼부(17) 사이의 경계면에서 마이크로 버블이 형성될 가능성을 낮출 수 있게 된다. 또한, 노즐(15)의 일부만을 경사면(15a)으로 형성하고 나머지 부분을 직진면(15b)으로 형성함으로써, 토출되는 잉크의 직진성 역시 확보할 수 있게 된다. 상기한 사항을 바탕으로, 인쇄의 품질이 향상되는 효과를 기대할 수 있게 된다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 6 and 7, the nozzle 15 formed by processing the lower silicon layer 11 includes an inclined portion 15a and an inclined portion 15a connected to the damper portion 17. It may be made of a straight portion 15b connected to. That is, the angle of the interface between the nozzle 15 and the damper portion is formed at an obtuse angle. Through such an obtuse structure, it is possible to reduce the possibility of microbubbles being formed at the interface between the nozzle 15 and the damper portion 17. Further, by forming only part of the nozzle 15 as the inclined surface 15a and forming the remaining part as the straight surface 15b, the straightness of the ejected ink can also be ensured. Based on the above, it is possible to expect the effect of improving the quality of printing.

상기한 경사부(15a)를 형성하기 위하여, DRIE(dry reactive ion etching) 공정 이용 시, SOI기판(10)의 절연층(13)에 이온이 충전(charge)되도록 하여, 실리콘층(11)의 단부에서 노치(notch)현상이 발생하도록 하는 방법을 이용할 수 있다. 즉, 노즐(15)의 직진영역의 가공이 완료된 이후에도 계속 DRIE(dry reactive ion etching) 공정을 수행함으로써, 절연층(13) 상에 충전된 전하와, 가공을 위해 공급되는 전하 사이의 반발이 발생하도록 하여, 실리콘층(11)의 단부에서 노치 현상이 발생하도록 하는 것이다. 이러한 원리가 도 8에 도시되어 있다. In order to form the inclined portion 15a, when the dry reactive ion etching (DRIE) process is used, ions are charged to the insulating layer 13 of the SOI substrate 10, and thus, the silicon layer 11 is removed. It is possible to use a method to cause notch phenomenon at the end. That is, even after the processing of the straight region of the nozzle 15 is completed, the dry reactive ion etching (DRIE) process is continuously performed, whereby repulsion occurs between the charges charged on the insulating layer 13 and the charges supplied for the processing. In this way, a notch phenomenon occurs at the end of the silicon layer 11. This principle is shown in FIG.

그리고 나서, 챔버(52) 및 리스트릭터(58)에 상응하도록, 제2 SOI기판(50)의 일면을 가공하고(S130), 유입구(56)에 상응하도록, 제2 SOI기판(50)의 타면을 가공한다(S140). 앞서 설명한 제1 SOI기판(10)을 가공한 것과 동일한 방법으로, 별도 의 제2 SOI기판(50)의 양면을 각각 가공함으로써 챔버(52)와 리스트릭터(58) 및 유입구(56)를 형성하는 것이다.Then, one surface of the second SOI substrate 50 is processed to correspond to the chamber 52 and the restrictor 58 (S130), and the other surface of the second SOI substrate 50 to correspond to the inlet 56. Process (S140). In the same manner as the above-described first SOI substrate 10, the two sides of the second SOI substrate 50 are processed respectively to form the chamber 52, the restrictor 58, and the inlet port 56. will be.

이와 별도로, 리저버(42) 및 댐퍼부(44)에 상응하도록, 글래스 기판(40)을 가공한다(S150).Separately, the glass substrate 40 is processed to correspond to the reservoir 42 and the damper portion 44 (S150).

그리고 나서, 도 9에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(40)을 개재하여, 제1 SOI기판(10)과 제2 SOI기판(50)을 접합한다(S160). 상술한 공정을 통해 잉크젯 헤드의 구성요소들이 각각 나뉘어 형성된 제1 SOI기판(10)과 제2 SOI기판(50) 및 글래스 기판(40)을 접합함으로써, 잉크젯 헤드를 형성하는 것이다.Then, as shown in FIG. 9, the first SOI substrate 10 and the second SOI substrate 50 are bonded to each other via the glass substrate 40 (S160). The inkjet head is formed by bonding the first SOI substrate 10, the second SOI substrate 50, and the glass substrate 40 formed by dividing the components of the inkjet head through the above-described process.

본 실시예와 같이 두 장의 SOI기판(10, 50) 사이에 글래스 기판(40)을 배치하여 접합하는 경우, 각각의 접합면에서 실리콘과 글래스 사이의 양극접합이 구현될 수 있게 되어, 견고한 결합력을 바탕으로 한, 향상된 제품의 신뢰도를 기대할 수 있게 된다.When the glass substrate 40 is disposed and bonded between two SOI substrates 10 and 50 as in this embodiment, the anodic bonding between the silicon and the glass can be realized at each bonding surface, thereby providing a firm bonding force. Based on this, improved product reliability can be expected.

이렇게 두 장의 SOI기판(10, 50)과 한 장의 글래스 기판(40)이 접합된 모습이 도 10에 도시되어 있다.As shown in FIG. 10, two SOI substrates 10 and 50 and one glass substrate 40 are bonded to each other.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타내는 순서도.1 is a flow chart showing a method of manufacturing an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법의 각 공정을 나타내는 도면.2 to 10 is a view showing each step of the inkjet head manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 제1 SOI기판 11, 12: 실리콘층10: first SOI substrate 11, 12: silicon layer

13: 절연층 15: 노즐13: insulation layer 15: nozzle

15a: 경사부 15b: 직진부15a: inclined portion 15b: straight portion

20, 30: 마스크 22, 32: 개구부20, 30: mask 22, 32: opening

17, 44: 댐퍼부 40: 글래스 기판17, 44: damper portion 40: glass substrate

42: 리저버 50: 제2 SOI기판42: reservoir 50: second SOI substrate

52: 챔버 54: 진동판52: chamber 54: diaphragm

56: 유입구 58: 리스트릭터56: inlet 58: restrictor

Claims (5)

잉크를 저장하는 리저버, 상기 리저버에 잉크가 공급되는 유입구, 상기 리저버로부터 잉크를 공급 받는 챔버, 상기 리저버와 상기 챔버를 연결하는 리스트릭터, 잉크를 토출하는 노즐, 및 상기 챔버와 상기 노즐 사이에 개재되는 댐퍼부를 포함하는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서,A reservoir for storing ink, an inlet port through which ink is supplied to the reservoir, a chamber for receiving ink from the reservoir, a restrictor connecting the reservoir and the chamber, a nozzle for discharging ink, and an interposition between the chamber and the nozzle A method of manufacturing an inkjet head comprising a damper portion, 상기 노즐에 상응하도록, 제1 SOI기판의 일면을 가공하는 단계;Machining one surface of the first SOI substrate so as to correspond to the nozzle; 상기 댐퍼부에 상응하도록, 상기 제1 SOI기판의 타면을 가공하는 단계;Machining the other surface of the first SOI substrate so as to correspond to the damper portion; 상기 챔버 및 상기 리스트릭터에 상응하도록, 제2 SOI기판의 일면을 가공하는 단계;Machining one surface of a second SOI substrate so as to correspond to the chamber and the restrictor; 상기 유입구에 상응하도록, 상기 제2 SOI기판의 타면을 가공하는 단계;Processing the other surface of the second SOI substrate to correspond to the inlet; 상기 리저버 및 상기 댐퍼부에 상응하도록, 글래스 기판을 가공하는 단계; 및Processing a glass substrate so as to correspond to the reservoir and the damper portion; And 상기 글래스 기판을 개재하여, 상기 제1 SOI기판과 상기 제2 SOI기판을 접합하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법.Bonding the first SOI substrate and the second SOI substrate through the glass substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐은,The nozzle, 상기 댐퍼부와 연결되는 경사부, 및An inclined portion connected to the damper portion, and 상기 경사부와 연결되는 직진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.Inkjet head manufacturing method comprising a straight portion connected to the inclined portion. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제1 SOI기판의 일면을 가공하는 단계는 DRIE(dry reactive ion etching) 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.The process of fabricating one surface of the first SOI substrate may be performed by a dry reactive ion etching (DRIE) process. 잉크를 저장하는 리저버, 상기 리저버에 잉크가 공급되는 유입구, 상기 리저버로부터 잉크를 공급 받는 챔버, 상기 리저버와 상기 챔버를 연결하는 리스트릭터, 잉크를 토출하는 노즐, 및 상기 챔버와 상기 노즐 사이에 개재되는 댐퍼부를 포함하는 잉크젯 헤드로서,A reservoir for storing ink, an inlet port through which ink is supplied to the reservoir, a chamber for receiving ink from the reservoir, a restrictor connecting the reservoir and the chamber, a nozzle for discharging ink, and an interposition between the chamber and the nozzle An inkjet head comprising a damper portion, 하면에 상기 노즐이 형성되고, 상면에 상기 댐퍼부의 일부가 형성되는 제1 SOI기판;A first SOI substrate having a nozzle formed on a lower surface thereof and a portion of the damper portion formed on an upper surface thereof; 상기 제1 SOI기판의 상면에 접합되며, 상기 댐퍼부의 일부 및 상기 리저버가 형성되는 글래스 기판; 및A glass substrate bonded to an upper surface of the first SOI substrate and having a portion of the damper portion and the reservoir formed thereon; And 상기 글래스 기판의 상면에 접합되며, 하면에 상기 챔버 및 상기 리스트릭터가 형성되고, 상면에 상기 유입구가 형성되는 제2 SOI기판을 포함하는 잉크젯 헤드.And a second SOI substrate bonded to an upper surface of the glass substrate, on which a chamber and the restrictor are formed, and an inlet formed on an upper surface of the glass substrate. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 노즐은,The nozzle, 상기 댐퍼부와 연결되는 경사부, 및An inclined portion connected to the damper portion, and 상기 경사부와 연결되는 직진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.And a straight portion connected to the inclined portion.
KR1020080096235A 2008-09-30 2008-09-30 Ink-jet head and manufacturing method thereof KR100976204B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080096235A KR100976204B1 (en) 2008-09-30 2008-09-30 Ink-jet head and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080096235A KR100976204B1 (en) 2008-09-30 2008-09-30 Ink-jet head and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100036836A KR20100036836A (en) 2010-04-08
KR100976204B1 true KR100976204B1 (en) 2010-08-17

Family

ID=42214286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080096235A KR100976204B1 (en) 2008-09-30 2008-09-30 Ink-jet head and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100976204B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030050477A (en) * 2001-12-18 2003-06-25 삼성전자주식회사 Piezo-electric type inkjet printhead and manufacturing method threrof
JP2007190772A (en) 2006-01-18 2007-08-02 Seiko Epson Corp Droplet ejection head, droplet ejector, process for manufacturing droplet ejection head, and process for manufacturing droplet ejector
KR20080064606A (en) * 2007-01-05 2008-07-09 삼성전자주식회사 Piezoelectric inkjet head and method of manufacturing the same
JP2008194915A (en) 2007-02-13 2008-08-28 Seiko Epson Corp Method for manufacturing liquid droplet discharge head, and liquid droplet discharge head

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030050477A (en) * 2001-12-18 2003-06-25 삼성전자주식회사 Piezo-electric type inkjet printhead and manufacturing method threrof
JP2007190772A (en) 2006-01-18 2007-08-02 Seiko Epson Corp Droplet ejection head, droplet ejector, process for manufacturing droplet ejection head, and process for manufacturing droplet ejector
KR20080064606A (en) * 2007-01-05 2008-07-09 삼성전자주식회사 Piezoelectric inkjet head and method of manufacturing the same
JP2008194915A (en) 2007-02-13 2008-08-28 Seiko Epson Corp Method for manufacturing liquid droplet discharge head, and liquid droplet discharge head

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100036836A (en) 2010-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101007462B (en) Piezoelectric inkjet printhead and method of manufacturing the same
US7537319B2 (en) Piezoelectric inkjet printhead and method of manufacturing the same
US8940559B2 (en) Method of fabricating an integrated orifice plate and cap structure
US20100321442A1 (en) Inkjet head
CN113352758B (en) High-speed printer ink-jet head based on magnetostriction effect and preparation method thereof
KR100976204B1 (en) Ink-jet head and manufacturing method thereof
KR100976205B1 (en) Ink-jet head and manufacturing method thereof
KR100985161B1 (en) ink-jet head
KR101024015B1 (en) ink-jet head and manufacturing method thereof
KR101024013B1 (en) manufacturing method for ink-jet head
KR101020853B1 (en) Ink-jet head and manufacturing method thereof
KR100985157B1 (en) Ink-jet head and manufacturing method thereof
KR101069412B1 (en) Ink-Jet Head
KR20100114335A (en) Inkjet head
KR101063450B1 (en) Inkjet Head Manufacturing Method
KR101024009B1 (en) Method for Manufacturing Ink-Jet Head
KR20100047973A (en) Method for manufacturing ink-jet head
JP2011088422A (en) Method for manufacturing inkjet head
JP2009073099A (en) Orifice plate and method for manufacturing orifice plate
JP2005066938A (en) Inkjet head, ink cartridge and inkjet recording apparatus
KR20110050205A (en) Manufacturing method for inkjet head
JP2010221696A (en) Method for manufacturing inkjet head
JP2010260289A (en) Driving method of electrostatic actuator, electrostatic actuator, liquid droplet ejection head equipped with the actuator, and liquid droplet ejector equipped with the ejection head
JP2000190486A (en) Ink-jet head

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130624

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140701

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee