KR19980029995U - 프린트용 헤드 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 잉크젯 프린터에 사용되는 헤드에 관한 것으로서, 실리콘 웨이퍼와, 상기 실리콘 웨이퍼 상에 형성되는 산화막과, 상기 산화막 상에 형성되고 외부의 전원공급에 의해 발열하는 발열층과, 상기 발열층에 전원을 공급하는 전극과, 상기 전극의 상면 및 상기 발열층의 노출된 상면에 형성하되 다이아몬드(diamond)로 이루어지는 패시베이션층(passivation layer)과, 상기 패시베이션층 상면 일부에 형성된 폴리머층(polymer layer)과, 상기 패시베이션층의 상부에 소정의 간격을 두고 일부가 개구되도록 형성되어 상기 폴리머층과 잉크챔버를 형성시키는 노즐로 구성됨으로서, 열적, 화학적, 기계적으로 안정되고, 높은 열전달 특성을 갖게 된다.
Description
본 고안은 프린트용 헤드에 관한 것으로서 특히, 잉크젯 프린터(ink jet printer)에 사용되는 프린트용 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 프린터용 헤드는 압전 방식과 열형(thermal) 방식으로 나누어지는데, 상기 열형 방식이 더 우수한 것으로 평가되고 있다.
상기 열형 프린트용 헤드는 실리콘 웨이퍼 상에 발열부와 노즐부를 적층형성하여 구성된다.
도 1은 열형 잉크젯 프린터 헤드의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 프린트용 헤드는 실리콘 웨이퍼(110)와, 상기 실리콘 웨이퍼(110) 상에 성막공정에 의해 형성되고 SiO2로 이루어지는 산화막(120)과, 외부의 전원공급에 의해 발열할 수 있도록 상기 산화막(120) 상에 박막공정에 의해 형성되고 TaAl로 이루어지는 발열층(130)과, 상기 발열층(130)에 전원공급을 위하여 상면 일부에 성막공정에 의해 형성되고 Al으로 이루어지는 전극(140)과, 상기 전극(140)의 상면 및 상기 발열층(130)의 노출된 상면에 연속적으로 형성된 제1 패시베이션층(passivation layer)(151) 및 제2 패시베이션층(152)과, 상기 제2 패시베이션층(152)의 상면 일부에 형성된 폴리머층(polymer layer)(160)과, 상기 폴리머층(160)의 상면 및 상기 제2 패시베이션층(152)의 상부에 일부가 개구되도록 형성되고 Ni로 이루어지는 노즐(170)로 구성된다. 이때, 상기 제2 패시베이션층(152)과 폴리머층(160) 및 노즐(170)에 의해 잉크챔버(180)가 형성된다.
상기 전극(140)은 상기 발열층(130)의 상면에 전체적으로 성막한 후 마스크를 이용하여 식각(etching) 공정을 수행함으로써 회로가 형성되고, 상기 폴리머층(160)과 노즐(170)은 열압착에 의해 형성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 프린트용 헤드에서, 상기 산화막(120)은 상기 발열층(130)으로부터의 열손실을 줄이는 기능을 수행하고, 상기 발열층(130)은 잉크 챔버(180) 내의 잉크를 가열하여 순간적으로 기포(bubble)를 형성시킴으로써 노즐로 잉크가 분출되도록 하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 제1 패시베이션층(151) 및 제2 패시베이션층(152)은 상기 발열층(130)을 잉크로부터 전기적으로 절연시키며, 기포의 발생과 소멸시 생성되는 고온과 고압에 의한 충격으로부터 보호하는 기능을 수행한다. 이때, 특히 상기 제1 패시베이션층(151)은 화학적 안정성과 절연을 목적으로 하여 SiL/SiN으로 이루어지고, 상기 제2 패시베이션층(152)은 상기 제1 패시베이션층(151)이 세라믹의 일종으로 형성되어 충격에 약하기 때문에 그 충격에 의해 파괴되는 것을 방지하기 위하여 금속의 연성특성과 고온특성을 갖는 Ta으로 이루어진다.
상기와 같은 종래의 프린트용 헤드는 상기 제1 패시베이션층(151)의 형성시 SiL/SiN의 2개 층으로 이루어지고, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)와 같은 고자의 장비를 사용하여야 하기 때문에 제품의 단가를 상승시키게 되는 문제점이 있으며, 상기 발열층(103)에서 발생된 열의 손실이 많아서 열 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 패시베이션층을 화학적 내구성과 강도가 우수하고 높은 열전도를 갖는 다이아몬드를 사용하여 형성시킴으로써 발열층과 잉크 사이의 절연을 시키는 동시에 발열층에서 잉크챔버로의 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 프린트용 헤드를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 프린트용 헤드의 단면도,
도 2는 본 고안에 의한 프린트용 헤드의 단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 실리콘 웨이퍼 12 : 산화막
13 : 발열층 14 : 전극
15 : 패시베이션층 16 : 폴리머층
17 : 노즐 18 : 잉크챔버
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 실리콘 웨이퍼 상에 산화막과 외부의 전원공급에 의해 발열하는 발열층 및 전극이 형성되고, 상기 발열층 상에는 패시베이션층(passivation layer)이 형성되고, 상기 패시베이션층 상에는 폴리머층(polymer layer)과 노즐에 의해 잉크챔버가 형성되는 프린트용 헤드에 있어서,
상기 패시베이션층은 다이아몬드(diamond)를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 프린트용 헤드를 제공한다.
본 고안의 실시예에 의하면, 상기 패시베이션층은 화학기상증착(CVD) 방법을 사용하여 형성시킴으로써 제조단가를 낮출 수 있다.
이하, 본 고안에 의한 프린트용 헤드의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안에 의한 프린트용 헤드의 단면도이다.
도 2을 참조하면, 본 고안에 의한 프린트용 헤드는 실리콘 웨이퍼(11)와, 상기 실리콘 웨이퍼(11) 상에 형성되는 산화막(12)과, 상기 산화막(12) 상에 형성되고 외부의 전원공급에 의해 발열하는 발열층(13)과, 상기 발열층(13)에 전원을 공급하는 전극(14)과, 상기 전극(14)의 상면 및 상기 발열층(13)의 노출된 상면에 형성하되 다이아몬드(diamond)로 이루어지는 패시베이션층(passivation layer)(15)과, 상기 패시베이션층(15) 상면 일부에 형성된 폴리머층(polymer layer)(16)과, 상기 패시베이션층(15)의 상부에 소정의 간격을 두고 일부가 개구되도록 형성되어 상기 폴리머층(16)과 잉크챔버(18)를 형성시키는 노즐(17)로 구성된다.
상기 산화막(12)은 SiO2로 이루어지고, 발열층(13)은 TaAl로 이루어지고, 전극(14)은 Al으로 이루어지고, 노즐(17)은 Ni로 이루어진다.
결국, 상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 프린트용 헤드는 패시베이션층(15)을 제외한 나머지 부분은 종래의 구성과 기능과 재질이 동일하며, 제조공정에서도 동일한 공정을 사용한다.
그러나, 본 고안은 상기 패시베이션층(15)을 다이아몬드를 사용하여 하나의 층으로 형성시킨 것이다. 이때, 상기 다이아몬드를 이용한 패시베이션층(15)의 형성은 화학기상증착(CVD) 장비를 이용하여 이루어진다.
상기 다이아몬드는 열적, 화학적, 기계적으로 안정된 물질이며, 재료중 가장 높은 열전도를 나타낸다.
일반적으로 기포의 생성 및 소멸시 140 atm 이상의 압력과 300℃ 이상의 온도가 발생되는데, 이와 같은 환경에서 본 고안의 패시베이션층(15)은 높은 열전달 특성을 갖음으로써 상기 발열층(13)에서 잉크챔버(18)로 열전달을 효과적으로 할 수 있으며, 1016ohm-cm 이상의 저항을 갖음으로써 높은 절연효과를 나타낼 수 있으며, 높은 기계적 특성을 갖음으로써 종래의 경우에 기계적 강도를 높이기 위해 사용되는 제2 패시베이션층(152)을 제거할 수 있으며, 열적 및 화학적으로 안정성을 확보할 수 있다.
이상에서 설명한 본 고안의 프린트용 헤드는 다이아몬드를 이용하여 패시베이션층을 형성하기 때문에 열적, 화학적, 기계적으로 안정되고, 높은 열전도를 나타낼 수 있는 효과가 있다.
또한, 패시베이션층이 하나의 층으로 형성되기 때문에 제조공정의 수가 줄어서 생산성을 향상시킬 수 있고, 고가의 LPCVD 장비를 사용하지 않고 화학기상증착(CVD) 장비를 사용하여 형성시키기 때문에 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 실리콘 웨이퍼 상에 산화막과 외부의 전원공급에 의해 발열하는 발열층 및 전극이 형성되고, 상기 발열층 상에는 패시베이션층(passivation layer)이 형성되고, 상기 패시베이션층 상에는 폴리머층(polymer layer)과 노즐에 의해 잉크챔버가 형성되는 프린트용 헤드에 있어서,상기 패시베이션층은 다이아몬드(diamond)를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 프린트용 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 패시베이션층은 화학기상증착(CVD) 방법을 사용하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 프린트용 헤드.
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