KR101325939B1 - Method for manufacturing droplet delivery nozzle and electrostatic droplet delivery apparatus using nozzle manufactured by the mathod - Google Patents

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KR101325939B1 KR1020110108531A KR20110108531A KR101325939B1 KR 101325939 B1 KR101325939 B1 KR 101325939B1 KR 1020110108531 A KR1020110108531 A KR 1020110108531A KR 20110108531 A KR20110108531 A KR 20110108531A KR 101325939 B1 KR101325939 B1 KR 101325939B1
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조진우
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Abstract

반도체, 디스플레이, PCB, 태양전지 등 미세한 패턴이 필요한 분야에서 마이크로미터 크기의 액적을 기판 위에 토출하여 미세한 패턴을 직접 형성하는데 사용되는 정전식 액적 토출 장치 및 그 토출 장치에 사용되는 정액적 토출용 노즐을 제조하는 방법이 개시된다. 방법은 a) 기판의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)를 접착하는 단계; b) 노즐용 구멍 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하는 단계; c) 단계 b)에 의한 후면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 후면을 가공하여 상기 노즐용 구멍의 일부를 형성하는 단계; d) 상기 기판의 전면 상에 제 2 DFR를 접착하는 단계; e) 상기 노즐용 구멍 형성 위치에 대응하는 위치에 전면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하는 단계; f) 단계 e)에 의한 전면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 전면을 가공하여 상기 노즐용 구멍을 완성하는 단계; g) 상기 기판의 전면 상에 제 3 DFR를 접착하는 단계; h) 노즐 외경 형성을 위해 상기 제 3 DFR을 패터닝하는 단계; i) 단계 h)에 의한 노즐 외경 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 전면을 가공하여 상기 노즐 외경을 형성하는 단계; 및 j) 상기 기판 전면 및 후면의 DFR 패턴들을 제거하는 단계를 포함한다.Electrostatic droplet ejection apparatus used to directly form micropatterns by discharging micrometer-sized droplets onto a substrate in fields requiring fine patterns such as semiconductors, displays, PCBs, and solar cells, and semi-tight ejection nozzles used in the ejection apparatuses. Disclosed is a method of preparing the same. The method comprises the steps of: a) adhering a first dry film resist (DFR) onto the backside of the substrate; b) patterning the first DFR to form a rear window at a position corresponding to a hole formation position for the nozzle; c) forming a part of the hole for the nozzle by processing the back side of the substrate using the back window DFR pattern of step b) as a mask; d) adhering a second DFR on the front side of the substrate; e) patterning the second DFR to form a front window at a position corresponding to the hole formation position for the nozzle; f) processing the entire surface of the substrate using the front window DFR pattern of step e) as a mask to complete the hole for the nozzle; g) adhering a third DFR on the front side of the substrate; h) patterning the third DFR to form a nozzle outer diameter; i) processing the entire surface of the substrate with the nozzle outer diameter DFR pattern according to step h) to form the nozzle outer diameter; And j) removing the DFR patterns on the front and back sides of the substrate.

Description

액적 토출용 노즐 제조 방법 및 이를 이용해 제조된 노즐을 이용한 정전식 액적 토출 장치{Method for manufacturing droplet delivery nozzle and electrostatic droplet delivery apparatus using nozzle manufactured by the mathod}Method for manufacturing droplet ejection nozzle and electrostatic droplet delivery apparatus using nozzle manufactured by using the same

본 발명은 반도체, 디스플레이, PCB, 태양전지 등 미세한 패턴이 필요한 분야에서 마이크로미터 크기의 액적을 기판 위에 토출하여 미세한 패턴을 직접 형성하는데 사용되는 정전식 액적 토출 장치 및 그 토출 장치에 사용되는 정액적 토출용 노즐을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention is a capacitive droplet ejection apparatus used to directly form a micropattern by ejecting a micrometer-sized droplet on the substrate in a field requiring a fine pattern, such as semiconductors, displays, PCBs, solar cells, and the like It relates to a method of manufacturing a discharge nozzle.

반도체, 디스플레이, PCB, 태양 전지 등 다양한 산업 분야에서 가격 경쟁력을 확보하기 위해 보다 미세한 패턴을 저렴한 공정으로 형성되는 것이 필요하다. 사진 식각 공정은 패턴으로 형성하길 원하는 물질을 전면에 증착하고 원하는 패턴의 마스크를 통해 빛을 조사하여 패턴을 제작하게 되는데 이는 다단계 공정으로 인한 공정 비용 증가와 재료의 과다 소비, 공정에서 발생되는 폐기물이 증가하는 단점이 있다. 이러한 사진 식각 공정의 단점을 해결하기 위해 열 혹은 기계적 압력을 인가해 노즐을 통해 액적을 토출하고 용매를 건조시켜 필요한 물질만 기판 상에 남겨 패턴을 형성하는 잉크젯 공정 기술이 개발되었으나, 10 ㎛ 이하의 미세 액적 토출이 어려운 단점이 있다.
In order to secure price competitiveness in various industries such as semiconductors, displays, PCBs, and solar cells, it is necessary to form finer patterns in a low-cost process. The photolithography process produces a pattern by depositing a material to be formed into a pattern on the front surface and irradiating light through a mask of a desired pattern, which increases process costs due to the multi-step process, excessive consumption of materials, and waste generated in the process. There is an increasing disadvantage. In order to solve the drawback of the photo etching process, an inkjet process technology is developed in which a droplet is discharged through a nozzle by applying thermal or mechanical pressure, and a solvent is dried to form a pattern, leaving only necessary materials on a substrate. It is difficult to discharge fine droplets.

이러한 잉크젯 공정의 한계 극복을 위해 모세관을 이용한 정전방식 액적 토출 기술이 개발되었다. 정전방식 액적 토출 기술은 모세관과 기판 사이에 고전압을 인가하여 정전기력으로 액적을 토출하는 기술이다. 그리고, 이러한 정전방식 액적 토출 기술은 양산을 위해서는 다중 노즐이 필요하나 노즐에 전압을 인가하여 토출을 제어하는 이런 방식으로는 다중 노즐 구현 시 잉크 공급 경로를 통한 통전의 문제가 있다. 다중 노즐 제작을 위해 실리콘 기판을 미세가공하는 방식이 소개되었으나, 실리콘 기판으로 만들어진 노즐은 전도성이 있기 때문에 노즐 내부의 잉크에 전계 집중이 되지 않아 토출 전압이 높아지거나 노즐 내부에서 막힘 현상이 발생하여 안정적인 토출이 불가능하다.
In order to overcome the limitations of the inkjet process, an electrostatic droplet ejection technique using capillaries has been developed. The electrostatic droplet ejection technique is a technique of ejecting droplets with an electrostatic force by applying a high voltage between the capillary and the substrate. In addition, the electrostatic droplet ejection technique requires multiple nozzles for mass production, but there is a problem of energizing through an ink supply path when the multiple nozzles are implemented in this manner of controlling the ejection by applying a voltage to the nozzles. The method of micro-processing silicon substrates for multi-nozzle fabrication was introduced, but since the nozzles made of silicon substrates are conductive, they do not concentrate on the ink inside the nozzles, resulting in high discharge voltage or clogging in the nozzles. Dispensing is not possible.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 절연체를 노즐로 사용하여 통전 문제를 해결하고, 다중 노즐의 구현을 가능하게 하는 절연체를 이용한 정전식 액적 토출 장치 및 정전식 액적 토출 장치에 사용되는 노즐을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to use an insulator as a nozzle, to solve a problem of energization, and to implement an electrostatic droplet ejection apparatus and an electrostatic type using an insulator that enables the implementation of multiple nozzles. It is to provide a method of manufacturing a nozzle for use in a droplet ejection apparatus.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 액적 토출용 노즐 제조 방법은 a) 기판의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)를 접착하는 단계; b) 노즐용 구멍을 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하는 단계; c) 단계 b)에 의한 후면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 후면을 가공하여 상기 노즐용 구멍의 일부를 형성하는 단계; d) 상기 기판의 전면 상에 제 2 DFR를 접착하는 단계; e) 상기 노즐용 구멍을 형성 위치에 대응하는 위치에 전면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하는 단계; f) 단계 e)에 의한 전면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 전면을 가공하여 상기 노즐용 구멍을 완성하는 단계; g) 상기 기판의 전면 상에 제 3 DFR를 접착하는 단계; h) 노즐 외경을 형성을 위해 상기 제 3 DFR을 패터닝하는 단계; i) 단계 h)에 의한 노즐 외경 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 전면을 가공하여 상기 노즐 외경을 형성하는 단계; 및 j) 상기 기판 전면 및 후면의 DFR 패턴들을 제거하는 단계를 포함한다.
A droplet ejection nozzle manufacturing method according to a first aspect of the present invention for realizing the above object comprises the steps of: a) adhering a first dry film resist (DFR) onto a rear surface of a substrate; b) patterning the first DFR to form a rear window at a position corresponding to a position for forming a hole for the nozzle; c) forming a part of the hole for the nozzle by processing the back side of the substrate using the back window DFR pattern of step b) as a mask; d) adhering a second DFR on the front side of the substrate; e) patterning the second DFR to form a front window at a position corresponding to a position where the hole for the nozzle is formed; f) processing the entire surface of the substrate using the front window DFR pattern of step e) as a mask to complete the hole for the nozzle; g) adhering a third DFR on the front side of the substrate; h) patterning the third DFR to form a nozzle outer diameter; i) processing the entire surface of the substrate with the nozzle outer diameter DFR pattern according to step h) to form the nozzle outer diameter; And j) removing the DFR patterns on the front and back sides of the substrate.

여기서, 상기 제 1 내지 제 3 DFR 패너닝은 사진 식각 공정을 통해 각각 수행되며, 상기 단계 c), f), 및 i)는 샌딩 공정을 통해 각각 수행된다. In this case, the first to third DFR panning is performed through a photolithography process, and steps c), f), and i) are performed through a sanding process, respectively.

바람직하게는, 상기 방법은 k) 단계 j) 수행 후, 불소 수지 또는 DLC(Diamond Like Carbon)을 증착시키는 단계를 더 포함한다.
Preferably, the method further comprises depositing fluorine resin or DLC (Diamond Like Carbon) after performing k) step j).

본 발명의 제 2 관점에 따른 액적 토출용 노즐 제조 방법은 a) 기판의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)를 접착하는 단계; b) 노즐용 구멍을 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하는 단계; c) 단계 b)에 의한 후면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 후면을 가공하여 상기 노즐용 구멍의 일부를 형성하는 단계; d) 노즐 외경을 형성을 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하는 단계; e) 단계 d)에 의한 노즐 외경 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 전면을 가공하여 상기 노즐 외경을 형성하는 단계; f) 상기 기판 전면의 상기 제 2 DFR 패턴을 제거하는 단계; g) 상기 노즐용 구멍을 완성하기 위해 상기 기판 전면을 갈아내는 단계; 및 상기 기판 후면의 상기 제 1 DFR 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
A droplet ejection nozzle manufacturing method according to a second aspect of the present invention comprises the steps of: a) adhering a first dry film resist (DFR) on a rear surface of a substrate; b) patterning the first DFR to form a rear window at a position corresponding to a position for forming a hole for the nozzle; c) forming a part of the hole for the nozzle by processing the back side of the substrate using the back window DFR pattern of step b) as a mask; d) patterning the second DFR to form a nozzle outer diameter; e) processing the entire surface of the substrate using the nozzle outer diameter DFR pattern of step d) as a mask to form the nozzle outer diameter; f) removing the second DFR pattern on the front of the substrate; g) grinding the front surface of the substrate to complete the hole for the nozzle; And removing the first DFR pattern on the rear surface of the substrate.

본 발명의 제 3 관점에 따른 액적 토출용 노즐 제조 방법은 a) 기판의 전면 상에 희생층을 증착시키는 단계; b) 상기 기판의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)를 접착하는 단계; c) 노즐용 구멍을 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하는 단계; d) 단계 c)에 의한 후면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 후면을 가공하여 상기 노즐용 구멍을 형성하는 단계; e) 상기 희생층을 제거하는 단계; f) 단계 e) 수행 후, 상기 기판의 전면 상에 제 2 DFR을 접착하는 단계; g) 노즐 외경을 형성을 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하는 단계; h) 단계 g)에 의한 노즐 외경 DFR 패턴을 마스크로 상기 기판의 전면을 가공하여 상기 노즐 외경을 형성하는 단계; 및 i) 상기 기판의 전면 및 후면의 상기 제 1 및 제 2 DFR 패턴들을 제거하는 단계를 포함한다.
A droplet ejection nozzle manufacturing method according to a third aspect of the present invention comprises the steps of: a) depositing a sacrificial layer on the entire surface of a substrate; b) adhering a first Dry Film Resist (DFR) on the back side of the substrate; c) patterning the first DFR to form a rear window at a position corresponding to a position for forming a hole for the nozzle; d) forming a hole for the nozzle by processing the rear surface of the substrate using the rear window DFR pattern of step c) as a mask; e) removing the sacrificial layer; f) after performing step e), adhering a second DFR on the front side of the substrate; g) patterning the second DFR to form a nozzle outer diameter; h) processing the entire surface of the substrate using the nozzle outer diameter DFR pattern according to step g) to form the nozzle outer diameter; And i) removing the first and second DFR patterns on the front and back of the substrate.

실시 예에 따라서는, 상기 희생층은 실리콘, 금속, 및 폴리머 중 하나이다.According to an embodiment, the sacrificial layer is one of silicon, metal, and polymer.

본 발명의 제 4 관점에 따른 정전식 액적 토출 장치는 상술한 방법들 중 하나로 제조된 노즐; 상기 노즐의 후면에 형성되며, 잉크통과 연결되어 상기 잉크통으로부터 잉크를 수용하기 위한 연결부; 및 상기 연결부와 기판 사이에 고압을 제공하기 위한 고압 발생기를 포함한다.
An electrostatic droplet ejection apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes a nozzle manufactured by one of the methods described above; A connection part formed at a rear surface of the nozzle and connected to the ink bottle to receive ink from the ink bottle; And a high pressure generator for providing high pressure between the connection and the substrate.

본 발명에 의하면, 절연체를 노즐로 사용하여 통전 문제를 해결하고, 다중 노즐의 구현을 가능하게 하는 절연체를 이용한 정전식 액적 토출 장치 및 정전식 액적 토출 장치에 사용되는 노즐을 제조하는 방법이 각각 제공된다.
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a nozzle for use in an electrostatic droplet ejection apparatus and an electrostatic droplet ejection apparatus using an insulator, which solves an energization problem by using an insulator as a nozzle and enables the implementation of multiple nozzles, respectively. do.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라, 도 1에 도시된 액적 토출용 노즐을 이용한 정전식 액적 토출 장치를 도시한 요부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 노즐을 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 6a 내지 도 5e는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.1 is a perspective view illustrating a droplet ejection nozzle according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of an electrostatic droplet ejection apparatus using the droplet ejection nozzle illustrated in FIG. 1, according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram illustrating multiple nozzles according to an exemplary embodiment of the present invention.
4A to 4G are process diagrams for describing a method of manufacturing a droplet ejection nozzle according to an exemplary embodiment of the present invention.
5A to 5F are process diagrams for describing a method of manufacturing a droplet ejection nozzle according to another exemplary embodiment of the present invention.
6A through 5E are process diagrams for describing a method of manufacturing a droplet ejection nozzle, according to another exemplary embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현 예 및 실시 예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments and examples of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present disclosure.

그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
As used herein, the terms "about,"" substantially, "and the like are used herein to refer to or approximate the numerical value of manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the mentioned disclosure.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라, 도 1에 도시된 액적 토출용 노즐을 이용한 정전신 액적 토출 장치를 도시한 요부 구성도이다.
1 is a perspective view illustrating a droplet ejection nozzle according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates an electrostatic new droplet ejection apparatus using the droplet ejection nozzle illustrated in FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the present invention. It is a main structure figure.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 정전식 액적 토출 장치는 전면에 형성되는 노즐(101)을 포함한다. 상기 노즐(101)은 전면 구멍(102)과 후면 구멍(103)을 갖는다. 상기 전면 구멍(102)은 예컨대, 대략 100 ㎛ 이하의 구경을 가지며, 상기 후면 구멍(103)은 상기 전면 구멍(102) 보다 큰 구경을 가질 수 있으며, 상기 전면 구멍(102) 및 상기 후면 구멍(103)은 상호 관통된다. 또한, 상기 노즐(101)의 후면에는 연결부(104)가 형성된다. 상기 연결부(104)는 잉크 통(도시하지 않음)과 연결되어, 잉크 통으로부터의 잉크를 수용한다. 상기 연결부(104)의 구경은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 후면 구멍(102)의 구경보다 크다.
1 and 2, the electrostatic droplet discharging apparatus according to the embodiment of the present invention includes a nozzle 101 formed on a front surface thereof. The nozzle 101 has a front hole 102 and a rear hole 103. The front hole 102 has, for example, an aperture of about 100 μm or less, and the rear hole 103 may have a larger aperture than the front hole 102, and the front hole 102 and the rear hole ( 103 penetrates each other. In addition, a connection portion 104 is formed on the rear surface of the nozzle 101. The connecting portion 104 is connected to an ink container (not shown) to receive ink from the ink container. The aperture of the connecting portion 104 is larger than the aperture of the rear hole 102, as shown in FIG.

또한, 상기 정전식 액적 토출 장치는 상기 연결부(104)에 고압을 인가하기 위한 고전압 발생기(105)를 포함하며, 상기 고전압 발생기(105)는 상기 연결부(104)와 기판 고정 장치(106) 사이에 고압을 제공한다.
In addition, the electrostatic droplet discharging device includes a high voltage generator 105 for applying a high pressure to the connecting portion 104, wherein the high voltage generator 105 is disposed between the connecting portion 104 and the substrate fixing device 106. Provide high pressure.

상기 구성에서, 상기 연결부(104)에 잉크 통이 연결되면, 상기 연결부(104)를 통해 잉크가 공급된다. 잉크 통으로부터 잉크가 공급되면, 상기 노즐(101)의 단부는 도 2에 도시된 바와 같이, 모세관 현상에 의해 노즐 부위까지 잉크가 차게 된다. 이러한 잉크 메니스커스는 잉크 통에서 압력을 조절하여 제어할 수 있다. 상기 연결부(104)에 상기 고전압 발생기(105)로부터 고전압이 인가됨에 따라, 전압이 연결부(104)를 통해 잉크에도 인가되어 노즐 끝 부분의 잉크 메니스커스와 기판(107) 또는 기판 고정 장치(106) 사이에 전기장이 형성된다. 상기 전기장에 의한 정전기력이 어느 값 이상이 되면 잉크 메니스커스로부터 잉크가 단속적 또는 연속적으로 기판(107)으로 토출된다.
In the above configuration, when the ink container is connected to the connecting portion 104, ink is supplied through the connecting portion 104. When ink is supplied from the ink container, the end of the nozzle 101 is filled with ink up to the nozzle part by capillary action, as shown in FIG. This ink meniscus can be controlled by adjusting the pressure in the ink container. As the high voltage is applied from the high voltage generator 105 to the connection part 104, a voltage is also applied to the ink through the connection part 104 such that the ink meniscus and the substrate 107 or the substrate fixing device 106 at the end of the nozzle are applied. An electric field is formed between them. When the electrostatic force due to the electric field is above a certain value, ink is discharged from the ink meniscus to the substrate 107 intermittently or continuously.

이어, 본 발명의 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐의 제조 방법을 첨부된 도면들을 참조로 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing a droplet ejection nozzle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a droplet ejection nozzle according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저 도 4a에 도시된 바와 같이, 절연 기판(401)의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist: 402)를 접착한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 노즐용 구멍의 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR(402)을 사진 식각 공정으로 패터닝한다. 이어, 상기 후면 윈도우 DFR 패턴(403)을 마스크로 상기 기판(401)의 후면을, 미세한 입자를 고압으로 분사시키는 샌딩 공정으로 가공하면, 제 1 DFR이 남아있는 부분에는 기판이 그대로 남아있고, 제 1 DFR이 제거되어 기판이 노출된 부분만 시간의 흐름에 따라 깊숙하게 파여 상기 노즐용 구멍(405)의 일부를 형성한다. 이때 상기 기판(401)이 완전히 관통되지는 않도록 일정한 두께를 남겨 다음 공정을 준비해야 함을 주지해야 한다. 이때 남겨놓는 두께는 다음 공정에 의해 결정되는 값이다.
First, as shown in FIG. 4A, a first dry film resist (DFR) 402 is adhered on the rear surface of the insulating substrate 401. As shown in FIG. 4B, the first DFR 402 is patterned by a photolithography process to form a rear window at a position corresponding to the position of the hole for the nozzle. Subsequently, when the rear surface of the substrate 401 is processed using the rear window DFR pattern 403 as a mask by a sanding process of spraying fine particles at a high pressure, the substrate remains intact in a portion where the first DFR remains. 1 DFR is removed so that only the exposed portion of the substrate is deeply drilled over time to form part of the nozzle aperture 405. In this case, it should be noted that the substrate 401 should be prepared so that the next process is left to have a predetermined thickness so as not to completely pass through. The thickness left at this time is a value determined by the following process.

이어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 기판(401)의 전면 상에 제 2 DFR를 접착하고, 상기 노즐용 구멍을 형성 위치에 대응하는 위치에 전면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하여 전면 윈도우 DFR 패턴(406)을 형성한다.
Subsequently, as shown in FIG. 4D, the second DFR is adhered on the front surface of the substrate 401 and the second DFR is patterned to form a front window at a position corresponding to the position where the hole for the nozzle is formed. To form the front window DFR pattern 406.

이어, 상기 전면 윈도우 DFR 패턴(406)을 마스크로 상기 기판(401)의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여, 상기 노즐용 구멍, 즉 노즐 내경(405)을 완성한 후, 도 4e에 도시된 바와 같이, 전면 윈도우 DFR 패턴(406)을 제거한다. 상기 완성되는 노즐의 내경은 수십~수백 마이크론이며 원하는 노즐 내경에 따라 가공할 수 있는 깊이가 결정되며, 이 깊이가 도 4c의 첫 번째 샌딩 공정에서 남겨놓아야 할 두께를 결정하게 된다.
Subsequently, the entire surface of the substrate 401 is processed using the front window DFR pattern 406 as a mask by a sanding process to complete the nozzle hole, that is, the nozzle inner diameter 405, as shown in FIG. 4E. Remove the front window DFR pattern 406. The inner diameter of the finished nozzle is several tens to hundreds of microns and the depth that can be machined is determined according to the desired nozzle inner diameter, which determines the thickness to be left in the first sanding process of FIG. 4C.

이어, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 기판(401)의 전면 상에 제 3 DFR(407)를 다시 접착한 후, 노즐 외경을 형성하기 위해 상기 제 3 DFR(407)을 패터닝하여 도 4g에 도시된 바와 같이, 노즐 외경 DFR 패턴(408)을 형성한다.
Subsequently, as shown in FIG. 4F, after re-attaching the third DFR 407 on the front surface of the substrate 401, the third DFR 407 is patterned to form a nozzle outer diameter, and the pattern is shown in FIG. 4G. As shown, the nozzle outer diameter DFR pattern 408 is formed.

이어, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 외경 DFR 패턴(408)을 마스크로 상기 기판(401)의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여 상기 노즐 외경(409)를 형성한다. 이때, 샌딩에 의한 가공 깊이는 깊을수록 좋지만 첫 번째 샌딩 공정에서 형성된 구멍과 연결되지 않도록 조절해야 한다. 이 공정은 사진 식각 공정을 사용하기 때문에 기판 상에 다수 개의 노즐들을 동시에 제작할 수 있다는 장점을 갖는다. 한편 노즐 크기가 클 경우 후면 샌딩 공정 시에 기판을 관통시키고 바로 전면에서 노즐 외경을 정의하는 공정을 진행할 수도 있다.
Subsequently, as shown in FIG. 4G, the entire surface of the substrate 401 is processed by a sanding process using the nozzle outer diameter DFR pattern 408 as a mask to form the nozzle outer diameter 409. At this time, the processing depth by sanding is better, but should be adjusted so as not to be connected to the hole formed in the first sanding process. This process has the advantage of being able to fabricate multiple nozzles simultaneously on a substrate since it uses a photolithography process. On the other hand, when the nozzle size is large, the process of penetrating the substrate during the back sanding process and defining the nozzle outer diameter at the front surface may be performed.

이어, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 기판 전면 및 후면의 DFR 패턴들(403 및 408)을 제거하여 노즐을 완성한 후, 도 4i에 도시된 바와 같이, 노즐의 후면에 연결부(410)를 형성하여, 노즐을 완성한다.
Subsequently, as shown in FIG. 4H, the nozzles are completed by removing the DFR patterns 403 and 408 of the front and rear surfaces of the substrate, and as shown in FIG. 4I, the connection part 410 is formed on the rear of the nozzle. To complete the nozzle.

상술한 공정에서, 상기 제 1 내지 제 3 DFR 패터닝은 사진 식각 공정을 통해 각각 수행할 수 있다.
In the above-described process, the first to third DFR patterning may be performed through a photolithography process.

한편, 완성된 노즐은 대체로 표면이 거칠어서 잉크가 표면을 따라 퍼지게 되며 이는 메니스커스가 안정적으로 노즐 끝에 형성되지 못하게 하는 요인이 된다. 따라서, 이를 막기 위해 노즐이 형성된 뒤에는 불소 수지나 DLC(diamond like carbon) 등과 같은 절연 특성을 가지면서 소수 특성을 갖는 물질을 증착하여 사용하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the finished nozzle is generally rough surface so that the ink spreads along the surface, which causes the meniscus to be stably formed at the nozzle end. Therefore, after the nozzle is formed to prevent this, it is preferable to deposit and use a material having hydrophobic properties while having insulating properties such as fluorine resin or diamond like carbon (DLC).

이어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐의 제조 방법을 첨부한 도 5a 내지 도 5f를 참조로 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing a droplet ejection nozzle according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5F.

도 5a에 도시된 바와 같이, 절연체 기판(501)의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist: 502)를 접착한 후, 노즐용 구멍을 형성할 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하여, 후면 윈도우 DFR 패턴(503)을 형성한다.As shown in FIG. 5A, after adhering a first DFR (Dry Film Resist) 502 on the rear surface of the insulator substrate 501, to form the rear window at a position corresponding to the position where the hole for the nozzle is to be formed. The first DFR is patterned to form a back window DFR pattern 503.

완성된 후면 윈도우 DFR 패턴(503)을 마스크로 상기 기판(501)의 후면을 샌딩 공정으로 가공하여 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 노즐용 구멍(504)의 일부를 형성한다.
The back surface of the substrate 501 is processed by a sanding process using the completed back window DFR pattern 503 as a mask to form a part of the hole 504 for the nozzle, as shown in FIG. 5C.

이어, 도 5d에 도시된 바와 같이, 노즐 외경을 형성을 위해 기판(501)의 전면에 제 2 DFR(505)를 접착시키고, 상기 제 2 DFR(505)을 패터닝하여 도 5e에 도시된 바와 같이, 노즐 외경 DFR 패턴(506)을 형성한다.
Subsequently, as shown in FIG. 5D, the second DFR 505 is adhered to the front surface of the substrate 501 to form the nozzle outer diameter, and the second DFR 505 is patterned, as shown in FIG. 5E. The nozzle outer diameter DFR pattern 506 is formed.

이어, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 외경 DFR 패턴(506)을 마스크로 상기 기판(501)의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여 상기 노즐 외경(507)을 돌출되게 형성한 후, 상기 기판(501) 전면의 상기 제 2 DFR 패턴(507)을 제거한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5E, the entire surface of the substrate 501 is processed by a sanding process using the nozzle outer diameter DFR pattern 506 as a mask to form the nozzle outer diameter 507 to protrude, and then the substrate ( 501) The second DFR pattern 507 on the front surface is removed.

그리고, 상기 노즐용 구멍을 완성하기 위해 상기 기판(501)의 전면을 샌딩 공정 등으로 갈아내어, 도 5e에 도시된 바와 같이, 노즐용 구멍을 완성한 후, 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 기판(501) 후면의 상기 제 1 DFR 패턴(507)을 제거하여 노즐을 완성한다.
In order to complete the nozzle hole, the entire surface of the substrate 501 is ground in a sanding process or the like, and as shown in FIG. 5E, the hole for the nozzle is completed, and then, as shown in FIG. 5F. The first DFR pattern 507 on the rear surface is removed to complete the nozzle.

이어, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 액적 토출용 노즐의 제조 방법을 첨부한 도 6a 내지 도 6e를 참조로 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing a droplet ejection nozzle according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6E.

먼저 도 6a에 도시된 바와 같이, 절연체 기판(601)의 전면 상에 희생 층(602)을 증착시킨다. 실시 예에 따라서는 상기 희생 층(602)은 실리콘, 금속, 및 폴리머 중 하나일 수 있다. 상기 희생 층(602)은 이 후의 샌딩 공정 시 상기 기판(601)이 유리 등과 같이 잘 깨지는 재료일 경우, 형성할 노즐 외경에서 미세한 깨짐 현상에 의해 깨끗한 원 형상이 형성되지 않는 것을 방지할 수 있는 제공한다. 그리고, 상기 희생 층(602)의 재료인 실리콘, 금속, 또는 폴리머는 기판을 부식시키지 않고 화학적인 식각시 용이한 재료이다.
First, as shown in FIG. 6A, a sacrificial layer 602 is deposited on the entire surface of the insulator substrate 601. In some embodiments, the sacrificial layer 602 may be one of silicon, metal, and polymer. The sacrificial layer 602 is provided in the subsequent sanding process, when the substrate 601 is a material that is well broken, such as glass, to prevent the formation of a clean circular shape due to a fine cracking phenomenon at the nozzle outer diameter to be formed do. In addition, silicon, metal, or polymer, which is a material of the sacrificial layer 602, is a material that is easy to chemically etch without corrosion of the substrate.

이어, 상기 기판(602)의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)를 접착한 후, 노즐용 구멍 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하도록 상기 제 1 DFR을 패터닝(603)하여, 도 6a에 도시된 바와 같이, 후면 윈도우 DFR 패턴(603)을 형성한 후, 상기 후면 윈도우 DFR 패턴(603)을 마스크로 상기 기판(601)의 후면을 샌딩 공정으로 가공하여 상기 노즐용 구멍(노즐 내경)을 형성한다.
Subsequently, after adhering a first dry film resist (DFR) onto the rear surface of the substrate 602, the first DFR is patterned 603 to form a rear window at a position corresponding to a hole formation position for a nozzle. As shown in FIG. 6A, after forming the rear window DFR pattern 603, the back surface of the substrate 601 is processed by a sanding process using the rear window DFR pattern 603 as a mask to form the hole for the nozzle (nozzle). Internal diameter).

이어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 희생 층(602)을 제거하고, 상기 기판(601)의 전면 상에 제 2 DFR(605)을 접착하고, 노즐 외경 형성을 위해 상기 제 2 DFR(605)을 패터닝하여, 도 6c에 도시된 바와 같이, 노즐 외경 DFR 패턴(606)을 형성한다.
6B, the sacrificial layer 602 is removed, the second DFR 605 is adhered on the front surface of the substrate 601, and the second DFR 605 is formed to form a nozzle outer diameter. ) Is patterned to form a nozzle outer diameter DFR pattern 606, as shown in FIG. 6C.

이어, 상기 노즐 외경 DFR 패턴(606)을 마스크로 상기 기판(601)의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 외경을 돌출되게 형성한 후, 상기 기판(601)의 전면 및 후면의 상기 제 1 및 제 2 DFR 패턴들(603, 606)을 제거하여 도 6e에 도시된 바와 같이, 노즐을 완성한다.
Subsequently, the entire surface of the substrate 601 is processed by the sanding process using the nozzle outer diameter DFR pattern 606 as shown in FIG. 6D to form the nozzle outer diameter so as to protrude. The first and second DFR patterns 603 and 606 on the front and back sides are removed to complete the nozzle, as shown in FIG. 6E.

이상에서 본 발명을 특정한 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Anyone with knowledge will be able to make various modifications.

101: 노즐
102, 103: 구멍
104, 410: 연결부
105: 고전압 발생기
106: 기판 고정 장치
401, 501, 601: 기판
402, 407, 502, 505, 605: DFR(Dry Film Resist)
403, 503, 603: 후면 윈도우 DFR 패턴
405, 504: 노즐용 구멍
406, 506, 606: 전면 윈도우 DFR 패턴
408: 노즐 외경 DFR 패턴
409, 507: 노즐 외경
602: 희생 층101: nozzle
102, 103: hole
104, 410: connection
105: high voltage generator
106: substrate fixing device
401, 501, 601: substrate
402, 407, 502, 505, 605: Dry Film Resist (DFR)
403, 503, 603: rear window DFR pattern
405, 504: hole for nozzle
406, 506, 606: front window DFR pattern
408: nozzle outer diameter DFR pattern
409, 507: nozzle outer diameter
602: sacrificial layer

Claims (8)

a) 절연체 기판의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)를 접착하는 단계;
b) 노즐용 구멍(노즐 내경) 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하는 단계;
c) 단계 b)에 의한 후면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 절연체 기판의 후면을 샌딩 공정으로 가공하여 상기 노즐용 구멍의 일부를 형성하는 단계;
d) 상기 절연체 기판의 전면 상에 제 2 DFR를 접착하는 단계;
e) 상기 노즐용 구멍 형성 위치에 대응하는 위치에 전면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하는 단계;
f) 단계 e)에 의한 전면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 절연체 기판의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여 상기 노즐용 구멍(노즐 내경)을 완성하는 단계;
g) 상기 절연체 기판의 전면 상에 제 3 DFR를 접착하는 단계;
h) 노즐 외경 형성을 위해 상기 제 3 DFR을 패터닝하는 단계;
i) 단계 h)에 의한 노즐 외경 DFR 패턴을 마스크로 상기 절연체 기판의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여 돌출된 노즐을 형성하는 단계; 및
j) 상기 절연체 기판 전면 및 후면의 DFR 패턴들을 제거하는 단계를 포함하는
액적 토출용 노즐 제조 방법.
a) adhering a first Dry Film Resist (DFR) on the backside of the insulator substrate;
b) patterning the first DFR to form a rear window at a position corresponding to a position for forming a hole for the nozzle (nozzle inner diameter);
c) forming a part of the nozzle hole by sanding the back surface of the insulator substrate using the back window DFR pattern of step b) as a mask;
d) adhering a second DFR on the front side of the insulator substrate;
e) patterning the second DFR to form a front window at a position corresponding to the hole formation position for the nozzle;
f) processing the entire surface of the insulator substrate by a sanding process using the front window DFR pattern according to step e) to complete the nozzle hole (nozzle inner diameter);
g) adhering a third DFR on the front side of the insulator substrate;
h) patterning the third DFR to form a nozzle outer diameter;
i) processing the entire surface of the insulator substrate by a sanding process using the nozzle outer diameter DFR pattern of step h) as a mask to form a protruding nozzle; And
j) removing the DFR patterns on the front and back surfaces of the insulator substrate.
Method for producing a nozzle for droplet ejection.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 DFR 패터닝은 사진 식각 공정을 통해 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 액적 토출용 노즐 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the first to third DFR patterning are performed through a photolithography process.
삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방법은
k) 단계 j) 수행 후, 불소 수지 또는 DLC(Diamond Like Carbon)를 증착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 토출용 노즐 제조 방법.
The method of claim 1 or 2, wherein the method
k) after performing step j), further comprising the step of depositing a fluorine resin or DLC (Diamond Like Carbon).
a) 절연체 기판의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)을 접착하는 단계;
b) 노즐용 구멍(노즐 내경) 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하는 단계;
c) 단계 b)에 의한 후면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 절연체 기판의 후면을 샌딩 공정으로 가공하여 상기 노즐용 구멍(노즐 내경)의 일부를 형성하는 단계;
d) 상기 절연체 기판의 전면 상에 제 2 DFR을 접착하고, 노즐 외경 형성을 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하는 단계;
e) 단계 d)에 의한 노즐 외경 DFR 패턴을 마스크로 상기 절연체 기판의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여 돌출된 노즐을 형성하는 단계;
f) 상기 절연체 기판 전면의 상기 제 2 DFR 패턴을 제거하는 단계;
g) 상기 노즐용 구멍을 완성하기 위해 상기 절연체 기판 전면을 갈아내는 단계; 및
h) 상기 절연체 기판 후면의 상기 제 1 DFR 패턴을 제거하는 단계를 포함하는
액적 토출용 노즐 제조 방법.
a) adhering a first dry film resist (DFR) on the backside of the insulator substrate;
b) patterning the first DFR to form a rear window at a position corresponding to a position for forming a hole for the nozzle (nozzle inner diameter);
c) forming a part of the nozzle hole (nozzle inner diameter) by sanding the back surface of the insulator substrate using the back window DFR pattern of step b) as a mask;
d) adhering a second DFR on the front surface of the insulator substrate and patterning the second DFR to form a nozzle outer diameter;
e) forming a protruding nozzle by sanding the entire surface of the insulator substrate using the nozzle outer diameter DFR pattern of step d) as a mask;
f) removing the second DFR pattern on the front side of the insulator substrate;
g) grinding the insulator substrate front surface to complete the hole for the nozzle; And
h) removing the first DFR pattern on the back side of the insulator substrate;
Method for producing a nozzle for droplet ejection.
a) 절연체 기판의 전면 상에 희생층을 증착시키는 단계;
b) 상기 절연체 기판의 후면 상에 제 1 DFR(Dry Film Resist)을 접착하는 단계;
c) 노즐용 구멍(노즐 내경) 형성 위치에 대응하는 위치에 후면 윈도우를 형성하기 위해 상기 제 1 DFR을 패터닝하는 단계;
d) 단계 c)에 의한 후면 윈도우 DFR 패턴을 마스크로 상기 절연체 기판의 후면을 샌딩 공정으로 가공하여 상기 노즐용 구멍을 형성하는 단계;
e) 상기 희생층을 제거하는 단계;
f) 단계 e) 수행 후, 상기 절연체 기판의 전면 상에 제 2 DFR을 접착하는 단계;
g) 노즐 외경 형성을 위해 상기 제 2 DFR을 패터닝하는 단계;
h) 단계 g)에 의한 노즐 외경 DFR 패턴을 마스크로 상기 절연체 기판의 전면을 샌딩 공정으로 가공하여 돌출된 노즐을 형성하는 단계; 및
i) 상기 절연체 기판의 전면 및 후면의 DFR 패턴들을 제거하는 단계를 포함하는 액적 토출용 노즐 제조 방법.
a) depositing a sacrificial layer on the front side of the insulator substrate;
b) adhering a first Dry Film Resist (DFR) on the backside of the insulator substrate;
c) patterning the first DFR to form a rear window at a position corresponding to a position for forming a hole for the nozzle (nozzle inner diameter);
d) processing the back surface of the insulator substrate by a sanding process using the back window DFR pattern according to step c) to form a hole for the nozzle;
e) removing the sacrificial layer;
f) after performing step e), adhering a second DFR on the front surface of the insulator substrate;
g) patterning the second DFR to form a nozzle outer diameter;
h) forming a protruding nozzle by sanding the entire surface of the insulator substrate with the nozzle outer diameter DFR pattern of step g) as a mask; And
i) removing the DFR patterns of the front and rear surfaces of the insulator substrate.
제 6 항에 있어서, 상기 희생층은 실리콘, 금속, 및 폴리머 중 하나인 것을 특징으로 하는 액적 토출용 노즐 제조 방법.
7. The method of claim 6, wherein the sacrificial layer is one of silicon, metal, and polymer.
제 1 항, 제 5 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 의해 제조된 노즐;
상기 노즐의 후면에 형성되며, 잉크통과 연결되어 상기 잉크통으로부터 잉크를 수용하기 위한 연결부; 및
상기 연결부와 기판 사이에 고압을 제공하기 위한 고압 발생기를 포함하는 정전식 액적 토출 장치.
A nozzle made by any one of claims 1, 5, 6 and 7;
A connection part formed at a rear surface of the nozzle and connected to the ink bottle to receive ink from the ink bottle; And
And a high pressure generator for providing a high pressure between the connection portion and the substrate.
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