KR101187990B1 - 잉크젯 프린트 헤드 - Google Patents

잉크젯 프린트 헤드 Download PDF

Info

Publication number
KR101187990B1
KR101187990B1 KR1020100057556A KR20100057556A KR101187990B1 KR 101187990 B1 KR101187990 B1 KR 101187990B1 KR 1020100057556 A KR1020100057556 A KR 1020100057556A KR 20100057556 A KR20100057556 A KR 20100057556A KR 101187990 B1 KR101187990 B1 KR 101187990B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inkjet
print head
nozzle
etching
present
Prior art date
Application number
KR1020100057556A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110137551A (ko
Inventor
이태경
이재창
이화선
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 KR1020100057556A priority Critical patent/KR101187990B1/ko
Priority to US12/929,612 priority patent/US8919924B2/en
Priority to JP2011024730A priority patent/JP5063788B2/ja
Priority to CN2011100534081A priority patent/CN102241199A/zh
Publication of KR20110137551A publication Critical patent/KR20110137551A/ko
Priority to JP2012175040A priority patent/JP2012210825A/ja
Application granted granted Critical
Publication of KR101187990B1 publication Critical patent/KR101187990B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14024—Assembling head parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
    • B41J2/1404—Geometrical characteristics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/1433—Structure of nozzle plates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

본 발명의 잉크젯 프린트 헤드는, 길이방향 단면에 하나 이상의 노즐이 형성되는 잉크젯 헤드 플레이트; 및 상기 길이방향 단면에서 상기 노즐의 외측에 형성되는 절단 표시부;를 포함하고, 상기 노즐이 형성되는 길이방향 단면은 에칭에 의해 형성되는 에칭면이고, 상기 절단 표시부는 잉크젯 프린트 헤드의 분리과정에서 기계가공에 의해 형성되어 상기 에칭면에 비해 상대적으로 거친 표면을 갖는 절단면일 수 있다.

Description

잉크젯 프린트 헤드 {Inkjet print head}
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이드 슈팅 방식의 잉크젯 프린트 헤드에 있어서 노즐의 개방 및 잉크젯 프린트 헤드의 칩단위 절단시 발생하는 이물질이 노즐로 유입되는 것을 방지하는 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트 헤드는 전기신호를 물리적인 힘으로 변환하여 작은 노즐을 통하여 잉크가 액적(droplet)의 형태로 토출되도록 하는 구조체이다. 이러한 잉크젯 프린트 헤드는 잉크에 가해지는 압력의 방향과 잉크 액적의 토출방향에 따라, 사이드 슈팅(Side Shooting) 방식의 잉크젯 프린트 헤드와 루프 슈팅(Roof Shooting) 방식의 잉크젯 프린트 헤드로 나눌 수 있다.
상기 사이드 슈팅 방식의 잉크젯 프린트 헤드는 잉크에 가해지는 압력의 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 서로 직각을 이루며, 상기 루프 슈팅 방식의 잉크 젯 프린트 헤드는 잉크에 가해지는 압력의 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 서로 동일하다.
상기 사이드 슈팅 방식의 잉크젯 프린트 헤드는 실리콘 웨이퍼에서 헤드의 집적도를 높여 다량의 잉크젯 프린트 헤드를 제조할 수 있으나, 노즐 형성시, 블레이드 다이싱, 레이저 다이싱 또는 레이저 커팅 등의 다이싱 공정에 의하기 때문에, 다이싱시 발생하는 실리콘 입자 등의 이물질이 노즐로 유입되는 문제가 있으며, 블레이드에 의해 노즐에 물리적 손상이 발생한다는 문제가 있다.
이렇게, 이물질의 유입으로 노즐이 막히거나, 노즐 형상이 물리적으로 손상되면, 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 토출시 방향성 불량이나 웨팅(wetting)을 유발하여, 잉크젯 프린트 헤드의 성능을 저하시키게 된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사이드 슈팅 방식의 잉크젯 프린트 헤드에 있어서 노즐의 개방 및 잉크젯 프린트 헤드의 폭방향 측면의 절단시 발생하는 이물질이 노즐로 유입되는 것을 방지하는 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 길이방향 단면에 하나 이상의 노즐이 형성되는 잉크젯 헤드 플레이트; 및 상기 길이방향 단면에서 상기 노즐의 외측에 형성되는 절단 표시부;를 포함하고, 상기 노즐이 형성되는 길이방향 단면은 에칭에 의해 형성되는 에칭면이고, 상기 절단 표시부는 잉크젯 프린트 헤드의 분리과정에서 기계가공에 의해 형성되어 상기 에칭면에 비해 상대적으로 거친 표면을 갖는 절단면일 수 있다.
삭제
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 상기 절단 표시부의 외측에 상기 절단 표시부보다 표면 거칠기가 작은 부분이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드에 있어서, 상기 절단 표시부내에는 표면 거칠기가 상대적으로 작은 부분이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드에 의하면, 노즐의 개방 및 잉크젯 프린트 헤드의 폭방향 측면의 절단시 발생하는 이물질이 노즐로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 노즐의 개방을 에칭에 의해 행함으로써, 노즐의 형상에 물리적인 손상을 입히는 것을 방지할 수 있다.
따라서 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 토출의 방향성 또는 젖음성 등의 잉크 토출 특성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 웨이퍼 단위 제조방법에 있어서 상부기판에 잉크 유로를 형성하는 공정을 나타내는 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 웨이퍼 단위 제조방법에 있어서 하부기판에 잉크 유로를 형성하는 공정을 나타내는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 웨이퍼 단위 제조방법에 있어서 상부 기판과 하부기판을 접합하는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 웨이퍼 단위 제조방법에 있어서 상부에 압전 액추에이터를 형성하는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 웨이퍼 단위 제조방법에 있어서 길이 방향 측면을 절개하는 공정을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 나타내는 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 형태에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 형태를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시 형태의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 유로가 형성되는 상부기판(10) 및 하부기판(20)과, 상부기판(10)의 상면에 형성되는 압전 액추에이터(30)를 포함한다.
상부기판(10)에는 다수의 압력 챔버(미도시)가 형성되고, 하부기판(20)에는 잉크가 유입되는 잉크 유입구(미도시), 잉크 유입구로 유입되는 잉크를 다수의 압력 챔버 각각으로 이송하는 매니폴드(미도시), 잉크를 토출하는 다수의 노즐(25)을 포함할 수 있다. 매니폴드와 압력 챔버 사이에는 잉크가 토출될 때 압력 챔버의 잉크가 매니폴드로 역류하는 것을 억제하기 위하여 다수의 리스트릭터(미도시)가 형성될 수 있다.
이때, 상부 기판(10)은 단결정 실리콘 기판이나 SOI 기판일 수 있으며, 하부 기판(20)도 단결정 실리콘 기판이나 SOI 기판으로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 이에 한하지 않고, 더 많은 기판을 사용하여 잉크 유로를 구성할 수 있으며, 경우에 따라서는 하나의 기판으로 구현할 수도 있다. 잉크 유로를 형성하는 구성요소들 또한 예시적인 것에 불과하며, 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구성의 잉크 유로가 마련될 수 있다.
압전 액추에이터(30)는 상부기판(10)의 압력 챔버에 대응하도록 상부기판(10)의 상부에 형성되며, 압력 챔버로 유입된 잉크를 노즐(25)로 토출하기 위한 구동력을 제공한다. 예를 들어, 압전 액추에이터(30)는 공통 전극의 역할을 하는 하부 전극, 전압의 인가에 따라 변형되는 압전막, 및 구동 전극의 역할을 하는 상부 전극을 포함하여 구성될 수 있다.
하부 전극은 상부기판(10)의 전 표면에 형성될 수 있으며, 하나의 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있으나, 티타늄(Ti)과 백금(Pt)으로 이루어진 두 개의 금속 박막층으로 구성되는 것이 바람직하다. 하부 전극은 공통 전극의 역할뿐만 아니라, 압전막과 상부기판(10) 사이의 상호 확산을 방지하는 확산방지층의 역할도 하게 된다. 압전막은 하부 전극 위에 형성되며, 다수의 압력 챔버 각각의 상부에 위치하도록 배치된다. 이러한 압전막은 압전 물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다. 상부 전극은 압전막 위에 형성되며, Pt, Au, Ag, Ni, Ti 및 Cu 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 압전 액추에이터(30)를 사용한 압전 구동 방식에 의해 잉크가 토출되는 구성을 예로서 설명하고 있지만, 잉크 토출 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니며, 요구되는 조건에 따라 열구동 방식 등 다양한 방식으로 잉크가 토출되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 길이방향 단면에서 잉크 유로의 외측에 형성되며, 표면 거칠기가 상기 길이방향 단면의 나머지 부분보다 크게 형성되는 절단 표시부(40)를 포함한다. 즉, 절단 표시부(40)는 웨이퍼 상에서 인접한 다른 잉크젯 프린트 헤드와의 기계적 절단시 발생할 수 있는 절단 흔적이다.
웨이퍼 상에서 인접한 다른 잉크젯 프린트 헤드와의 절단시 절단면이 매끄럽게 형성되는 것이 가장 바람직하기는 하나, 기계적 절단에 의한 절단 흔적이 생길 수 있으며, 이에 의해 절단면은 울퉁불퉁하게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 절단 표시부(40)가 상기 길이방향 단면의 나머지 부분보다 돌출된 상태에서 울퉁불퉁하게 형성된 것을 설명하고 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 절단 표시부(40)의 표면 거칠기가 상기 길이방향 단면의 나머지 부분보다 크게 형성되는 다양한 형태를 가질 수 있다.
한편, 방향에 대한 용어를 정의하면, 길이 방향은 도 1에서 볼 때, 다수의 압전 액추에이터(30) 중 하나에서 다른 하나를 향하는 방향을 의미하며, 두께 방향은 상부기판(10)에서 하부기판(20)을 향하는 방향 또는 그 역방향을 의미하고, 폭 방향은 압력 챔버에서 노즐(25)로의 잉크 토출 방향 또는 그 역방향을 의미한다.
본 실시예에서는 잉크젯 프린트 헤드의 폭방향 일측인 노즐측에 절단 표시부(40)가 형성되는 것을 설명하고 있지만, 잉크젯 프린트 헤드의 폭방향 타측에도 절단 표시부가 형성될 수 있음은 물론이다.
이하에서는 상기한 구성을 가진 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
우선, 본 발명의 바람직한 제조 방법을 개략적으로 설명하면, 상부기판 및 하부기판에 다수의 잉크젯 프린트 헤드가 어레이되도록 잉크 유로를 형성하고, 상부기판 및 하부기판을 접합하고, 다수의 잉크젯 프린트 헤드를 칩 단위로 절단함으로써 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드가 완성된다. 한편, 상부기판 및 하부기판에 잉크 유로를 형성하는 단계들은 순서에 관계없이 수행될 수 있다. 즉, 상부기판 및 하부기판 중 어느 하나에 먼저 잉크 유로가 형성될 수도 있으며, 상부기판 및 하부기판에 동시에 잉크 유로가 형성될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 상부기판에 잉크 유로를 형성하는 공정을 먼저 설명하기로 한다. 또한, 잉크 유로를 형성하는 단계들은 일반적으로 하나 이상의 기판에서 이루어지는 단계들로, 이하에서는 설명의 편의상 잉크 유로를 형성하는 단계들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 웨이퍼 단위 제조방법에 있어서 상부기판에 잉크 유로를 형성하는 공정을 나타내는 공정도이고, 도 3은 하부기판에 잉크 유로를 형성하는 공정을 나타내는 공정도이며, 도 4는 상부 기판과 하부기판을 접합하는 공정을 나타내는 단면도이고, 도 5는 상부기판의 상부에 압전 액추에이터를 형성하는 공정을 나타내는 단면도이며, 도 6은 길이 방향 측면을 절개하는 공정을 나타내는 평면도이다.
먼저, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 단결정 실리콘 기판이나 SOI 웨이퍼로 이루어진 상부기판(10)을 준비한다. 따라서 포토리소그래피(photolithography)공정, 식각(etching) 공정 등과 같은 미세 가공(micromaching) 기술을 이용하여 원하는 잉크 유로를 보다 미세한 크기로 정밀하고 용이하게 형성할 수 있다.
특히, SOI 웨이퍼는 두 개의 실리콘층 사이에 절연층이 형성된 구조로, 상기 절연층이 식각 정지층으로서의 역할을 할 수 있어, 압력 챔버의 높이를 정확하게 조절할 수 있다.
한편, 상부기판(10)의 두께는 대략 50~200㎛ 정도이며, 이는 압력 챔버(12)의 높이에 따라 적절하게 정해질 수 있다. 이때, 상부기판(10)의 하면을 화학·기계적 연마(CMP)공정 등을 통하여 원하는 두께로 조절할 수 있다.
다음으로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 상부기판(10)의 하면을 에칭하여 다수의 압력 챔버(12)를 형성한다. 도 2는 서로 인접한 두 개의 잉크젯 프린트 헤드에 대하여 상부기판(10)에 잉크 유로를 형성하는 것을 도시하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 어레이된 다수의 잉크젯 프린트 헤드에 대하여 상부기판(10)에 잉크 유로가 형성될 수 있다.
한편, 상부기판(10)의 하면을 에칭하여 압력 챔버(12)를 형성하는 방법은 포토레지스트(photoresist)를 식각 마스크로 하여 에칭하는 공지의 방법이 사용될 수 있다. 즉, 상부기판(10)의 하면에 포토레지스트를 도포하고, 이를 현상하여 압력 챔버(12)를 형성하기 위한 개구부를 형성하며, 포토레지스트를 식각 마스크로 사용하여 개구부를 통해 노출된 부분을 건식 또는 습식 에칭을 통하여 제거함으로써 압력 챔버(12)를 형성할 수 있다. 후술할 기판의 에칭 공정에도 이러한 방법이 사용될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 폭 방향에서 서로 인접하고 있는 잉크젯 프린트 헤드의 노즐을 형성하기 위하여 상부기판(10)의 두께를 관통하도록 에칭하여 상측 개방부(14)를 형성한다. 상측 개방부(14)는 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린트 헤드의 길이 방향에 있어서 상측 연결부(140)를 제외한 부분을 에칭함으로써 형성된다.
다음으로, 도 3을 참조하여 하부기판(20)에 잉크 유로를 형성하는 공정을 살펴보기로 한다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 단결정 실리콘 기판이나 SOI 웨이퍼로 이루어진 하부기판(20)을 준비한다.
하부기판(20)으로서 두 개의 실리콘층 사이에 절연층이 형성된 구조의 SOI 웨이퍼를 사용하는 경우, 상기 절연층이 식각 정지층으로서의 역할을 할 수 있어, 매니폴드, 리스트릭터, 댐퍼 등의 높이를 정확하게 조절할 수 있다. 한편, 하부기판(20)의 두께는 대략 50~200㎛ 정도이며, 이는 원하는 두께에 따라 적절하게 정해질 수 있다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부기판(20)의 상면을 에칭하여 리스트릭터(22)를 형성하고, 댐퍼(미도시) 및 노즐(25)이 형성될 유로(21)를 형성한다. 이때, 하부기판(20)이 SOI 웨이퍼인 경우, 절연층의 식각 정지층으로서 역할을 하기 때문에 리스트릭터(22)와, 댐퍼 및 노즐(25)이 형성될 유로(21)의 높이를 정확하게 할 수 있다. 또한, 하부기판(20)의 에칭은 상술한 바와 같이, 포토레지스트를 식각 마스크로 하여 건식 또는 습식 방법에 의해 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 하부기판(20)의 하면을 에칭하여 잉크 유입구(미도시) 및 매니폴드(23)를 형성한다. 잉크 유입구로 유입된 잉크는 매니폴드(23)에서 리스트릭터(22)를 거쳐 압력 챔버(12)로 이송된다.
다음으로, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 폭 방향에서 서로 인접하고 있는 잉크젯 프린트 헤드의 노즐을 형성하기 위하여 하부기판(20)의 두께를 관통하도록 에칭하여 하측 개방부(24)를 형성한다. 하측 개방부(24)는 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린트 헤드의 길이 방향에 있어서 하측 연결부(240)를 제외한 부분을 에칭함으로써 형성된다. 이렇게, 노즐(25)의 개방이 에칭에 의하여 이루어지기 때문에, 노즐(25)의 형상에 물리적 손상이 가해지지 않을 뿐만 아니라, 기계적 가공에 의해 노즐(25)을 개방시 발생하는 이물질이 노즐(25)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부기판(10) 및 하부기판(20)을 접합하여, 다수의 잉크젯 프린트 헤드가 어레이된 웨이퍼를 형성한다. 상부기판(10)과 하부기판(20)의 접합은 실리콘 직접 접합(SDB)에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 상부기판(10) 및 하부기판(20)을 밀착시킨 상태에서 열처리, 예컨대 어닐링(annealing)을 통해 상기 두 기판을 접착제를 사용하지 않고 직접 접합시킨다.
한편, 본 실시예에서는 상부기판(10) 및 하부기판(20)에 각각 상측 개방부(14) 및 하측 개방부(24)를 형성하여 노즐(25)을 개방한 후, 상부기판(10) 및 하부기판(20)을 접합하는 단계를 수행하는 것으로 설명하고 있지만, 본 발명은 상기 단계들의 순서를 한정하고 있지 않으며, 상부기판(10) 및 하부기판(20)을 접합한 후, 이들 기판을 에칭하여 노즐(25)을 개방할 수도 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부기판(10)의 상면에서, 압력 챔버(12)에 대응하는 위치에 압전 액추에이터(30)를 형성한다. 압전 액추에이터(30)를 형성하는 방법은 스크린 프린팅 등의 후막 공정을 사용하여 형성하는 방법과, 벌크 세라믹 소재를 헤드 칩 단위로 접착하는 방법 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 상에 행렬로 어레이되어 있는 다수의 잉크젯 프린트 헤드에 있어서, 하나의 행에 어레이되어 있는 다수의 잉크젯 프린트 헤드의 길이방향 측면을 절개하여 다수의 잉크젯 프린트 헤드를 행별로 분리한다. 상기 절개는 블레이드 다이싱, 레이저 다이싱 또는 레이저 커팅 등의 다이싱에 의해 이루어질 수 있다.
이때, 에칭에 의하여 개방된 노즐(25)로 다이싱에 의해 발생하는 이물질 등이 유입되는 것을 확실하게 방지하기 위하여, 다이싱하기 전에 웨이퍼의 상하면에 UV 필름이나 다이싱용 필름 등의 보호용 필름을 도포하여 패시베이션(passivation)을 하는 것이 바람직하다.
이렇게, 다이싱에 의하여 잉크젯 프린트 헤드의 길이 방향 측면을 노출시키는 경우, 본 실시예에서는 잉크젯 프린트 헤드의 길이 방향에 있어서 양측에 연결부(340)가 형성되어 있기 때문에, 상기 다이싱시 발생하는 이물질이 노즐(25)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 6의 연결부(340)를 절단하여 잉크젯 프린트 헤드를 칩단위로 분리하면, 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 헤드가 완성된다. 다이싱하기 전에 패시베이션이 이루어진 경우, 상기 보호용 필름을 제거한 후, 칩단위 분리가 이루어져야 할 것이다. 연결부(340)의 절단은 기계적 가공에 의해 이루어질 수 있으며, 연결부(340)의 중간 부분에 절단면이 형성될 수 있다.
이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법을 살펴보았다. 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법의 공정들은 상부기판(10)에 잉크 유로를 형성하는 단계, 상부기판(10)을 에칭하여 상측 개방부(14)를 형성하는 단계, 하부기판(20)에 잉크 유로를 형성하는 단계, 하부기판(20)을 에칭하여 하측 개방부(24)를 형성하는 단계, 상부기판(10) 및 하부기판(20)을 접합하는 단계, 상부기판(10)의 상면에 압전 액추에이터(30)를 형성하는 단계, 웨이퍼를 다이싱하는 단계, 칩단위로 절단하는 단계를 포함한다.
이들 단계들은 설명의 편의상 순차적으로 이루어지는 것으로 기재하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 각 공정에서 요구되는 조건에 따라 다양한 순서에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상부기판 및 하부기판에 에칭하여 개방부를 형성하는 공정은 잉크 유로를 형성하는 공정과 동시에 이루어질 수도 있으며, 상부기판 및 하부기판을 접합한 후에 이루어질 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 나타내는 사시도이다. 도 7에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 절단 표시부의 외측에 상기 절단 표시부보다 표면 거칠기가 작은 부분이 형성된다는 점에서 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 연결부의 구조와 상이하다. 따라서 이하에서는 설명의 편의상 이들 상이한 구성에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 길이방향 단면에서 잉크 유로의 외측에 형성되는 절단 표시부(40)의 외측에 절단 표시부(40)보다 표면 거칠기가 작은 부분(42)을 포함한다.
이는 폭 방향에서 서로 인접하고 있는 잉크젯 프린트 헤드의 노즐을 형성하기 위하여 상부기판 및 하부기판의 두께를 관통하도록 에칭할 때, 상기 부분(42)이 형성될 부분을 에칭하여 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 나타내는 사시도이다. 도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 절단 표시부내에 표면 거칠기가 상대적으로 작은 부분이 형성된다는 점에서 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 구조와 상이하다. 따라서 이하에서는 설명의 편의상 이들 상이한 구성에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 길이방향 단면에서 잉크 유로의 외측에 형성되는 절단 표시부(40)내에 표면 거칠기가 상대적으로 작은 부분(42)을 포함한다.
이는 폭 방향에서 서로 인접하고 있는 잉크젯 프린트 헤드의 노즐을 형성하기 위하여 상부기판 및 하부기판의 두께를 관통하도록 에칭할 때, 상기 부분(42)이 형성되도록 길이방향 단면에서 잉크 유로의 외측을 부분적으로 에칭하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 부분(42)은 상부기판 및 하부기판의 두께를 관통하도록 에칭하여 형성될 수 있으나, 웨이퍼의 일면에서 두께방향 내측을 향하여 함입되는 홈이 형성되도록 에칭하여 형성될 수도 있다.
본 실시예에서는 상기 부분(42)이 절단 표시부(40)내에서 하나의 개소에 형성되는 것을 도시하고 설명하고 있지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 절단 표시부(40)내에서 복수의 개소에 형성될 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 구성하는 경우, 잉크젯 프린트 헤드의 노즐 부분은 에칭에 의해 개방되기 때문에, 노즐의 형상에 물리적 손상이 가해지지 않으며, 또한, 잉크젯 프린트 헤드의 길이 방향 양측에 연결부를 구비하여, 길이방향 측면의 다이싱 공정을 통한 절단시 발생하는 이물질 등이 노즐로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명에서 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 유로를 형성하는 방법은 단지 예시된 것으로서, 다양한 식각 방법이 적용될 수 있으며, 제조방법의 각 단계의 순서도 예시된 바와 달리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 상부기판 12: 압력 챔버
20: 하부기판 21: 노즐 형성 유로
22: 리스트릭터 23: 매니폴드
30: 압전 액추에이터 34: 개방부
40: 절단 표시부 50: 다이싱 라인

Claims (4)

  1. 길이방향 단면에 하나 이상의 노즐이 형성되는 잉크젯 헤드 플레이트; 및
    상기 길이방향 단면에서 상기 노즐의 외측에 형성되는 절단 표시부;
    를 포함하고,
    상기 노즐이 형성되는 길이방향 단면은 에칭에 의해 형성되는 에칭면이고, 상기 절단 표시부는 잉크젯 프린트 헤드의 분리과정에서 기계가공에 의해 형성되어 상기 에칭면에 비해 상대적으로 거친 표면을 갖는 절단면인 잉크젯 프린트 헤드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절단 표시부의 외측에 상기 절단 표시부보다 표면 거칠기가 작은 부분이 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절단 표시부내에는 표면 거칠기가 상대적으로 작은 부분이 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
KR1020100057556A 2010-05-10 2010-06-17 잉크젯 프린트 헤드 KR101187990B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100057556A KR101187990B1 (ko) 2010-06-17 2010-06-17 잉크젯 프린트 헤드
US12/929,612 US8919924B2 (en) 2010-05-10 2011-02-03 Inkjet print head and method of manufacturing the same
JP2011024730A JP5063788B2 (ja) 2010-05-10 2011-02-08 インクジェットプリントヘッド
CN2011100534081A CN102241199A (zh) 2010-05-10 2011-02-28 喷墨印刷头及其制造方法
JP2012175040A JP2012210825A (ja) 2010-05-10 2012-08-07 インクジェットプリントヘッド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100057556A KR101187990B1 (ko) 2010-06-17 2010-06-17 잉크젯 프린트 헤드

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110137551A KR20110137551A (ko) 2011-12-23
KR101187990B1 true KR101187990B1 (ko) 2012-10-04

Family

ID=45503781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100057556A KR101187990B1 (ko) 2010-05-10 2010-06-17 잉크젯 프린트 헤드

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101187990B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11170549A (ja) * 1997-12-11 1999-06-29 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド及びその製造方法
JP2007111978A (ja) 2005-10-20 2007-05-10 Seiko Epson Corp 積層構造体基板および液滴吐出ヘッド基板、積層構造体の製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法
JP2008194719A (ja) 2007-02-13 2008-08-28 Seiko Epson Corp 基材の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び基板の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11170549A (ja) * 1997-12-11 1999-06-29 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド及びその製造方法
JP2007111978A (ja) 2005-10-20 2007-05-10 Seiko Epson Corp 積層構造体基板および液滴吐出ヘッド基板、積層構造体の製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法
JP2008194719A (ja) 2007-02-13 2008-08-28 Seiko Epson Corp 基材の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び基板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110137551A (ko) 2011-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1923219B1 (en) Inkjet head
JP4731270B2 (ja) 圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法
EP1681169B1 (en) Piezoelectric inkjet printhead and method of manufacturing the same
KR20050052391A (ko) 잉크 제트 기록 헤드 제조 방법, 잉크 제트 기록 헤드 및잉크 제트 카트리지
JP6439331B2 (ja) 液体吐出装置の製造方法、及び、液体吐出装置
US20130083126A1 (en) Liquid ejection device with planarized nozzle plate
US7549223B2 (en) Method for manufacturing a liquid ejection head
JP5309375B2 (ja) インクジェットプリントヘッド及びその製造方法
JP5063788B2 (ja) インクジェットプリントヘッド
KR101187990B1 (ko) 잉크젯 프린트 헤드
JP2006035853A (ja) インクジェット記録ヘッドの製造方法、インクジェット記録ヘッド、記録ヘッド用基板、及びインクジェットカートリッジ
KR101179298B1 (ko) 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법
JP5294657B2 (ja) インクジェット記録ヘッド
KR20090040157A (ko) 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
JP6409407B2 (ja) 液体吐出装置
JP2019217706A (ja) 液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置
KR101179320B1 (ko) 잉크젯 헤드의 제조 방법
JP7288750B2 (ja) ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置
US20230311493A1 (en) Method for manufacturing element substrate, element substrate, and liquid ejection head
JP7193334B2 (ja) ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置およびヘッドチップの製造方法
JP2007261215A (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド
JP4120954B2 (ja) 静電型アクチュエータ及びインクジェットヘッド、画像形成装置
JP6409408B2 (ja) 液体吐出装置、及び、液体吐出装置の製造方法
KR100528349B1 (ko) 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
JP2023015817A (ja) ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置及びヘッドチップの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee