KR19990031921A - 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 가열층 및 전극층의 경계면에 접촉력 향상을 위한 별도의 접촉층을 개재하고, 이를 통해, 두 층 사이에서 발생되던 갭의 생성을 미연에 방지함으로써, 전체장치의 성능 및 수명을 현저히 향상시킬 수 있다.

Description

잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법
본 발명은 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 가열층 및 전극층 사이에 이들 모두와 양호한 접촉력을 유지할 수 있는 접촉층을 적절히 개재시킴으로써, 두 층간의 접촉구조가 견고하게 유지될 수 있도록 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린터는 도트 프린터와 달리 카트리지의 사용에 따라 다양한 칼라의 구현이 가능하고 소음이 적으며, 인자 품질이 미려하다는 많은 장점을 갖고 있어 점차 그 사용영역이 확대되고 있는 추세에 있다.
통상, 이러한 잉크젯 프린터에는 미소직경의 노즐들을 갖는 헤드가 장착되는 바, 이러한 헤드는 외부로부터 소정의 전압을 인가받아 노즐들을 가열시켜 그 내부에 존재하는 액체 상태의 잉크를 기포상태로 변환·팽창시킨 후, 이러한 잉크를 외부로 분사하여 인쇄용지에 소정의 인쇄작업을 수행하고 있다.
도 1은 이러한 기능을 수행하는 종래의 잉크젯 프린터 헤드의 형상을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 종래의 잉크젯 헤드는 멤브레인(6)을 기준으로 그 저부에 형성되어 멤브레인(6)에 일정 크기의 열 에너지를 전달함으로써, 멤브레인(6)의 체적변형을 유도하는 가열장치(100)와, 이러한 멤브레인(6)을 기준으로 그 상부에 형성되어 멤브레인(6)의 체적변형에 따라 구비된 잉크를 외부로 분사하는 분사장치(200)로 분할·형성된다.
이러한 구조를 갖는 종래의 잉크젯 헤드에서 가열장치(100)의 작용을 설명한다.
먼저, 지지기판(1)의 보호막(2) 상부에는 외부에서 인가되는 전기적인 에너지에 의해 가열되는 TaAl 재질의 가열층(Resistor layer:11)이 형성되는 바, 이러한 가열층(11)은 이와 다른 재질, 예컨대, 알루미늄 또는 니켈 재질로 이루어져, 상부에 적층된 전극층(3)에 의해 일정량의 전기적인 에너지를 공급받는다.
이때, 상술한 전극층(3)은 통상의 에칭공정에 의해 적절한 형상으로 패터닝된다.
이어서, 가열층(11)은 전극층(3)으로부터 공급된 전기적 에너지를 500℃ - 550℃ 정도의 열에너지로 변환한 후, 이와 같이 변환된 열을 전극층(3)의 상부에 형성되고 가열챔버 배리어층(5)에 의해 둘러싸인 가열챔버(4)로 전달한다.
이때, 가열챔버(4) 내부에는 증기압 발생이 용이한 워킹 용액(Working liquid:미도시)이 충진되는 바, 이러한 워킹 용액은 가열층(11)으로부터 전달된 열에 의해 급속히 기화되고, 이러한 기화에 의해 발생된 증기압은 상부에 형성된 멤브레인(6)에 전달된다. 그 결과, 멤브레인(6)의 체적은 적절한 변위로 팽창된다.
여기서, 멤브레인(6)은 신속한 체적 변화 특성을 갖는 재질, 예컨대, 니켈로 균일하게 형성되어, 증기압이 전달됨에 따라 신속히 팽창한 후, 라운드형으로 굽어진다. 이러한 멤브레인의 체적변형은 이의 상부에 형성된 분사장치(200)로 전달된다.
이하, 이러한 분사장치(200)의 작용을 설명한다.
먼저, 멤브레인은 체적변형을 통해 자신의 상부에 형성되어 잉크챔버 배리어층(7)에 의해 둘러싸여진 잉크챔버(9)로 강한 팽창력을 전달한다.
이때, 잉크챔버(9)에는 적정량을 유지하는 잉크가 채워지는 바, 이러한 잉크는 멤브레인(6)으로부터 전달되는 팽창력에 의해 일정 크기의 충격을 받은 후, 그 충격력에 의해 일정한 버블(Bubble)형상을 이루며 외부로 드롭된다.
이 후, 잉크는 노즐 플레이트(8)로 둘러싸여 있는 노즐(10)을 통과한 후, 외부의 용지로 신속히 인출됨에 따라, 외부의 용지는 적절히 프린팅된다.
이와 같이, 종래의 잉크젯 프린터 헤드에서는 일정 크기의 열 에너지에 따라 멤브레인을 팽창시키는 가열장치와, 이러한 멤브레인의 팽창에 따라 저장된 잉크를 외부로 분사하는 분사장치가 서로 조화된 동작을 알맞게 수행함으로써, 소기의 프린팅 공정을 적절히 완수하고 있다.
그러나, 이러한 기능을 수행하는 종래의 잉크젯 프린터 헤드에는 몇 가지 중대한 문제점이 있다.
첫째, 상술한 바와 같이, 가열층 및 전극층은 서로 다른 재질로 형성되어 매우 약한 접촉구조를 이루고 있는 바, 전극층을 패터닝하기 위한 에칭공정이 진행되는 경우, 예측하지 못한 화학작용으로 인해 두 층간의 접촉구조가 지속적으로 파괴됨으로써, 두 층의 경계면에 소정의 갭(Gap)이 형성되는 문제점이 있다.
둘째, 장치를 장시간 사용할 경우, 가열층 및 전극층간의 갭 내부로 가열챔버내의 워킹 용액이 누설됨으로써, 전체 장치의 수명이 현저히 저감되는 문제점이 있다.
셋째, 멤브레인의 진동이 장시간 진행될 경우, 이러한 진동 압력에 의해 가열층 및 전극층 간의 갭은 그 크기가 더욱 커지게 됨으로써, 상술한 수명 저하가 더욱 촉발되는 심각한 문제점이 있다.
넷째, 가열층 및 전극층간의 갭의 증가로 인해, 멤브레인으로 전달되는 워킹 용액의 증기압 발생이 불균일해짐으로써, 멤브레인의 불규칙한 진동이 초래되고, 그 결과, 외부 용지로 분사되는 잉크의 버블 형상이 불균일해지는 문제점이 있다.
다섯째, 이러한 잉크의 버블 형상 불균일로 인해, 전체 장치의 화질이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
여섯째, 상술한 가열층 및 전극층간의 접촉력을 향상시키기 위해서는 고가의 장비를 별도로 구비하여야 함으로써, 장치의 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 가열층 및 전극층의 경계면에 접촉력 향상을 위한 별도의 접촉층을 개재하고, 이를 통해, 두 층 사이에서 발생되던 갭의 생성을 미연에 방지함으로써, 전체장치의 성능 및 수명을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 잉크젯 헤드의 형상을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 가열장치를 갖는 잉크젯 헤드의 형상을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 가열장치의 형상을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 가열장치를 갖는 잉크젯 헤드의 작용을 개략적으로 도시한 단면도.
도 10 (a) 내지 (g)는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치의 제조방법을 순차적으로 도시한 공정 단면도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 보호막이 형성된 기판과; 상기 보호막상에 형성되는 가열층과; 상기 가열층상에 형성되어 전기적인 에너지를 전달하는 전극층과; 상기 전극층상에 형성되어 외부의 전기적인 에너지를 전달하는 전극패드와; 상기 가열층 및 상기 전극층 사이에 개재되는 접촉층과; 상기 가열층과 접촉되는 가열챔버를 정의하기위해 상기 전극층상에 형성되는 가열챔버 배리어층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 바람직하게, 상기 가열층은 TiB2로, 상기 접촉층은 바나듐, 크롬, 니켈 등으로 형성된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판상에 보호막을 형성한 후 상기 보호막상에 가열층을 형성하는 단계와; 상기 가열층상에 접촉층을 증착하는 단계와; 상기 접촉층상에 제 1 전극층을 증착하는 단계와; 상기 제 1 전극층상에 제 2 전극층을 증착하는 단계와; 상기 제 2 전극층상에 전극패드를 형성한 후, 상기 접촉층 및 상기 제 1 전극층, 상기 제 2 전극층을 에칭하여 패터닝하는 단계와; 상기 제 2 전극층상에 가열챔버 배리어층을 형성한 후 상기 가열챔버 배리어층을 패터닝하여 상기 가열층상에 가열챔버를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 바람직하게, 상기 접촉층은 스퍼터링법에 의해 증착되어, 0.1μm - 0.2μm, 좀더 바람직하게, 0.15μm의 두께를 이루며, 그 면저항은 180Ω/㎝2- 220Ω/㎝2, 좀더 바람직하게, 200Ω/㎝2이다.
또한 바람직하게, 상기 전극패드는 0.4μm - 0.8μm, 좀더 바람직하게, 0.6μm의 두께로 형성된다.
한편, 바람직하게, 상기 가열챔버 배리어층은 10μm - 15μm, 좀더 바람직하게, 13μm의 두께로 형성되는 바, 이때, 바람직하게, 상기 가열챔버 배리어층은 이온-플라즈마 에칭법에 의해 패터닝된다.
또한, 바람직하게, 상기 가열챔버 베리어층상에는 PR과의 접촉력 향상을 위한 PR 접촉층이 더 형성된다.
이때, 바람직하게, 상기 PR 접촉층은 크롬 및 구리의 적층구조로 형성되거나 크롬 또는 구리의 단층구조로 형성되는 바, 이러한 PR 접촉층은 1.5μm - 3μm, 좀더 바람직하게 2μm의 두께로 형성된다.
이러한 상기 PR 접촉층은 바람직하게, 케미컬 에칭법에 의해 제거된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 보호막이 형성된 기판과; 상기 보호막상에 형성되는 가열층과; 상기 가열층상에 접촉되어 전기적인 신호를 전달하는 전극층과; 상기 가열층과 접촉되는 가열챔버를 정의하기위해 상기 전극층상에 형성되는 가열챔버 배리어층과; 상기 가열챔버 배리어층상에 형성되며 상기 가열챔버에 채워진 용액의 체적변화에 따라 신축되어 진동하는 멤브레인과; 상기 멤브레인과 접촉되는 잉크챔버를 정의하기위해 상기 멤브레인상에 형성되는 잉크챔버 배리어층과; 상기 잉크챔버와 접촉되는 노즐을 정의하기위해 상기 잉크챔버 배리어층상에 형성되는 노즐 플레이트를 포함하며, 상기 가열층 및 상기 전극층 사이에는 접촉력 향상을 위한 접촉층이 개재되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에서는 가열층 및 전극층 사이에서 생성되던 갭을 적절히 억제시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 가열장치를 갖는 잉크젯 프린터 헤드의 형상을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 가열장치의 형상을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드에서 가열층(20) 및 전극층(3) 사이에는 접촉력 향상을 위한 접촉층(30)이 개재된다. 이에 따라, 전극층(3)을 패터닝하기 위한 에칭공정이 진행되더라도 전극층(3)은 가열층(20)으로부터 박리되지 않음으로써, 갭이 형성되지 않는다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치(300)는 보호막(2)이 형성된 기판(1)과, 보호막(2)상에 형성되는 가열층(20)과, 가열층(20)상에 형성되어 전기적인 에너지를 전달하는 전극층(3)과, 전극층(3)상에 형성되어 외부의 전기적인 에너지를 전달하는 전극패드(40)와, 가열층(20) 및 전극층(3) 사이에 개재되는 접촉층(30)과, 가열층(20)과 접촉되는 가열챔버(4)를 정의하기위해 전극층(4)상에 형성되는 가열챔버 배리어층(5)을 포함한다.
이러한 본 발명의 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치(300)에 있어서, 외부의 전원으로부터 공급되는 전기적인 에너지는 전극패드(40)로 전달되며, 이러한 전기적 에너지는 그 저부에 형성된 전극층(3)을 거쳐 가열층(20)으로 전달된다.
이후, 가열층(20)은 상술한 전기적 에너지를 열 에너지로 변환한 후 이러한 열 에너지를 그 상부에 형성된 가열챔버(4)로 전달한다. 이에 따라, 가열챔버(4)내의 워킹 용액은 신속히 기화되어 적절한 크기의 증기압을 발생한다.
여기서, 본 발명의 특징에 따르면, 가열층(20)은 TiB2로 형성된다. 이에 따라, 가열층(20)은 후술하는 접촉층(30)과 양호한 접촉력을 유지할 수 있다.
한편, 종래의 전극층은 가열층과 서로 다른 재질, 예컨대, 알루미늄 또는 니켈로 이루어지기 때문에, 가열층 및 전극층간의 부조화로 인해 외부에서 소정의 요인, 예컨대, 에칭공정, 맴브레인 진동 등이 가해질 경우 두 층의 계면에서 갭이 생성되는 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명의 경우, 상술한 바와 같이, 가열층(20) 및 전극층(3) 모두와 양호한 접촉력을 유지할 수 있는 접촉층(30)이 두 층의 계면에 적절히 개재됨으로써, 두 층의 부조화를 미연에 방지할 수 있고, 그 결과, 상술한 갭의 생성을 현저히 억제시킬 수 있다.
이때, 본 발명의 특징에 따르면, 접촉층(30)은 가열층(20)의 TiB2재질 및 전극층(3)의 알루미늄, 니켈 재질 등과 양호한 접촉력을 갖는 바나듐, 니켈, 크롬 등으로 형성된다.
한편, 도 4 내지 도 9는 본 발명의 가열장치를 갖는 잉크젯 프린터 헤드의 작용을 개략적으로 도시한 예시도이다.
이하, 이를 참조하여 본 발명의 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 전극층(3)으로부터 출력되는 전기적인 신호는 가열층(20)으로 전달된 후 이에 의해 열 에너지로 변환되어 그 상부에 형성된 가열챔버(4)로 전달된다. 이에 따라, 가열챔버(4)내에 저장된 워킹 용액은 기화되어 일정 크기의 증기압을 발생시킨다.
이어서, 가열챔버(4)상에 형성된 멤브레인(6)은 발생된 증기압에 의해 서서히 팽창된다. 이에 따라, 잉크챔버(9)내의 잉크(50)는 포화상태가 된다.
이때, 도 4 및 도 5에 도시된 화살표와 같이, 워킹 용액의 기화에 따라 증기압은 멤브레인(6)의 수직 방향(H1-H2)으로 진행하여 멤브레인(25)을 수평 방향(E1-E2,F1-F2)으로 팽창시킴으로써, 그 상부에 있는 잉크(50)를 도 6에 도시된 바와 같은 분사직전의 상태로 만들어준다.
여기서, 본 발명의 특징에 따르면, 가열층(20) 및 전극층(3) 사이에는 접촉층(30)이 개재되어 있어, 두 층의 접촉구조상의 결함으로 인해 생성되던 갭의 발생은 현저히 억제되고, 그 결과, 가열챔버(4)내의 워킹 용액이 갭으로 누설되는 것을 방지함으로써, 장치의 수명이 향상된다.
또한, 본 발명에서는, 접촉층(30)을 통해 갭의 생성을 적절히 억제함으로써, 가열챔버(4)로부터 멤브레인(6)으로 전달되는 워킹 용액의 증기압 발생을 균일하게 하여, 멤브레인(6)의 규칙적인 진동을 유도할 수 있고, 이에 따라, 외부 용지로 분사되는 잉크(50)의 버블 형상을 균일하게 유지할 수 있다. 그 결과, 장치의 화질은 현저히 향상된다.
한편, 이러한 상태에서 전극층(3)으로부터 출력되던 전기적인 신호를 차단하면, 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 멤브레인(6)에는 상술한 팽창력에 대응하는 수축 응력(G1-G2,J1-J2)이 화살표 방향으로 발생되며, 이러한 응력에 대응하여 잉크챔버(9) 및 가열챔버(4)내에는 화살표 방향으로 수축력(J2-J1) 및 버클링력(Buckling power;K)이 발생된다.
여기서, 상술한 바와 같이, 가열층(20) 및 전극층(3)은 본 발명의 접촉층(30)을 통해 견고한 결합을 유지하고 있는 바, 이에 따라, 상술한 수축력 및 버클링력이 가열챔버(4)를 통해 가열층(20) 및 전극층(3)의 계면에 작용하더라도 상술한 갭의 생성은 적절히 억제된다.
이 후, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 멤브레인(6)은 화살표 방향(K)으로 버클링되고, 이에 따라, 잉크(50)는 자체 표면 장력에 의해 타원형 및 원형으로 변형되어 외부로 드롭됨으로써, 외부의 인쇄용지에 적절한 프린팅 기능을 수행할 수 있다.
한편, 도 10 (a) 내지 (g)는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법을 순차적으로 도시한 공정 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치(300) 제조방법은 기판(1)상에 보호막(2)을 형성한 후 이러한 보호막(2)상에 가열층(20)을 형성하는 단계와, 가열층(20)상에 접촉층(30)을 증착하는 단계와, 접촉층(30)상에 제 1 전극층(3a)을 증착하는 단계와, 제 1 전극층(3a)상에 제 2 전극층(3b)을 증착하는 단계와, 제 2 전극층(3b)상에 전극패드(40)를 형성한 후 접촉층(30) 및 제 1 전극층(3a), 제 2 전극층(3b)을 에칭하여 패터닝하는 단계와, 제 2 전극층(3b)상에 가열챔버 배리어층(5)을 형성한 후 가열챔버 배리어층(5)을 패터닝하여 가열층(20)상에 가열챔버(4)를 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 이러한 본 발명의 각 단계를 상세히 설명한다.
먼저, 도 10 (a)에 도시된 바와 같이, 실리콘 등으로 이루어진 기판(1)상에는 기판의 산화작용을 방지하기 위한 보호막(2)이 형성된다. 이러한 보호막(2)은 SiO2의 조성을 갖는다.
이어서, 도 10 (b)에 도시된 바와 같이, 보호막(2) 상에는 TiB2재질의 가열층(20)이 증착된다.
계속해서, 이러한 가열층(20)상에는 바나듐 재질의 접촉층(30)이 증착된다.
여기서, 본 발명의 특징에 따르면, 접촉층(30)은 스퍼터링법에 의해 증착된다. 이에 따라, 접촉층(30)은 가열층(20)상에 굴곡없이 균일하게 도포된다.
이때, 바람직하게, 접촉층(30)은 0.1μm - 0.2μm, 좀더 바람직하게, 0.15μm의 두께로 형성되며, 바람직하게 그 면저항은 180Ω/㎝2- 220Ω/㎝2, 좀더 바람직하게, 200Ω/㎝2를 유지한다.
이어서, 접촉층(30)상에는 알루미늄 재질의 제 1 전극층(3a) 및 니켈 재질의 제 2 전극층(3b)이 증착된다.
그 다음에, 도 10 (c) 및 도 10 (d)에 도시된 바와 같이, 제 2 전극층(3b)상에는 포토레지스트(PR:Photoresist; 이하, PR이라 칭함, 60)가 도포되며, 이러한 PR(60)을 이용한 패터닝과정을 통해 형성되는 전극패드 영역에는 금 재질의 전극패드(40)가 증착된다.
이때, 바람직하게, 전극패드(40)는 0.4μm - 0.8μm, 좀더 바람직하게, 0.6μm의 두께로 증착된다.
그 다음에, 도 10 (e)에 도시된 바와 같이, 상술한 전극층(3) 및 접촉층은 상술한 PR(60)을 이용한 에칭과정을 통해 적절한 형상으로 패터닝된다.
이때, 종래의 경우, 전극층(3)을 패터닝하기 위하여 상술한 에칭공정을 진행하면, 예측하지 못한 화학적인 작용으로 인해 가열층(20) 및 전극층(3)간의 접촉구조가 지속적으로 파괴됨으로써, 두 층의 경계면에 소정의 갭이 형성되는 심각한 문제점이 발생되었다.
그러나, 본 발명의 경우 상술한 바와 같이, 가열층(20) 및 전극층(2) 모두와 양호한 접촉력을 유지할 수 있는 접촉층(30)이 두 층의 계면에 적절히 개재됨으로써, 두 층간의 접촉구조를 견고하게 유지시킬 수 있고, 이에 따라, 상술한 에칭공정이 진행되더라도 두 층의 경계면에서는 갭이 생성되지 않는다.
그 다음에, 도 10 (f)에 도시된 바와 같이, 상술한 전극패드(40) 및 제 2 전극층(3b)상에는 폴리이미드 재질의 가열챔버 배리어층(5)이 증착된다. 이러한 가열챔버 배리어층(5)은 후술하는 에칭과정을 통해 제거되고, 이러한 가열챔버 배리어층이 제거된 영역에는 가열챔버(4)가 형성된다. 이때, 본 발명의 특징에 따르면, 가열챔버 배리어층(5)은 10μm - 15μm, 좀더 바람직하게, 13μm의 두께로 증착된다.
여기서, 본 발명의 특징에 따르면, 가열챔버 배리어층(5)상에는 PR(60)과의 접촉력 향상을 위한 PR 접촉층(70)이 더 증착된다. 이러한 경우, 본 발명의 특징에 따르면, PR 접촉층(70)은 크롬 및 구리의 적층구조로 형성되거나, 크롬 또는 구리의 단층구조로 형성된다.
통상, 이러한 금속류는 PR(60)과의 친화력이 양호한 재료로 알려진 바, 이에 따라, PR(60)은 PR 접촉층(70)상에 안정되게 증착된 후 리쏘그래피 등의 에칭공정을 통해 제거되어 PR 접촉층(70)이 적절한 형상으로 패터닝되도록 한다.
여기서, 바람직하게, PR 접촉층(70)은 1.5μm - 3μm, 좀더 바람직하게, 2μm의 두께로 증착된다. 또한, PR 접촉층(70)의 면저항은 180Ω/㎝2- 220Ω/㎝2, 좀더 바람직하게, 200Ω/㎝2을 유지한다.
그 다음에, 도 10 (g)에 도시된 바와 같이, 가열챔버 배리어층(5)은 에칭공정, 바람직하게, 이온-플라즈마 에칭법에 의해 적절히 식각되어 제거되고, 그 자리에는 가열챔버(4)가 형성된다. 이때, 상술한 PR(60)에 의해 패터닝된 PR 접촉층(70)은 가열챔버 베리어층(5)이 안정되게 식각될 수 있도록 보조한다.
이 후, 가열챔버 배리어층(5)상에 잔류하는 PR 접촉층(70)은 에칭공정, 바람직하게, 케미컬 에칭법에 의해 상술한 가열챔버 배리어층(5)상에서 전량 제거된다. 그 결과, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치는 적절히 제조완료된다.
이와 같이, 본 발명에서는 가열층 및 전극층 사이에 이들 모두와 양호한 접촉력을 유지할 수 있는 접촉층을 적절히 개재시킴으로써, 두 층간의 접촉구조가 견고하게 유지되도록 하고, 이에 따라, 두 층의 경계면에서 생성되던 갭의 형성을 미연에 방지한다. 그 결과, 잉크젯 프린터 헤드의 성능은 현저히 향상된다.
이러한 본 발명은 생산라인에서 제조되어지는 전 기종의 잉크젯 프린터 헤드에서 두루 유용한 효과를 나타낸다.
그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법에서는 가열층 및 전극층의 경계면에 접촉력 향상을 위한 별도의 접촉층을 개재하고, 이를 통해, 두 층 사이에서 발생되던 갭의 생성을 미연에 방지함으로써, 전체장치의 성능 및 수명을 현저히 향상시킬 수 있다.

Claims (24)

  1. 보호막이 형성된 기판과;
    상기 보호막상에 형성되는 가열층과;
    상기 가열층상에 형성되어 전기적인 에너지를 전달하는 전극층과;
    상기 전극층상에 형성되어 외부의 전기적인 에너지를 전달하는 전극패드와;
    상기 가열층 및 상기 전극층 사이에 개재되는 접촉층과;
    상기 가열층과 접촉되는 가열챔버를 정의하기위해 상기 전극층상에 형성되는 가열챔버 배리어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열층은 TiB2로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉층은 바나듐으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉층은 크롬으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉층은 니켈로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치.
  6. 기판상에 보호막을 형성한 후 상기 보호막상에 가열층을 형성하는 단계와;
    상기 가열층상에 접촉층을 증착하는 단계와;
    상기 접촉층상에 제 1 전극층을 증착하는 단계와;
    상기 제 1 전극층상에 제 2 전극층을 증착하는 단계와;
    상기 제 2 전극층상에 전극패드를 형성한 후, 상기 접촉층 및 상기 제 1 전극층, 상기 제 2 전극층을 에칭하여 패터닝하는 단계와;
    상기 제 2 전극층상에 가열챔버 배리어층을 형성한 후 상기 가열챔버 배리어층을 패터닝하여 상기 가열층상에 가열챔버를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 접촉층은 스퍼터링법에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 접촉층은 0.1μm - 0.2μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 접촉층은 0.15μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 접촉층의 면저항은 180Ω/㎝2- 220Ω/㎝2인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 접촉층의 면저항은 200Ω/㎝2인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 전극패드는 0.4μm - 0.8μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전극패드는 0.6μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 가열챔버 배리어층은 10μm - 15μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 가열챔버 베리어층은 13μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  16. 제 6 항에 있어서, 상기 가열챔버 배리어층은 이온-플라즈마 에칭법에 의해 패터닝되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  17. 제 6 항에 있어서, 상기 가열챔버 베리어층상에는 PR과의 접촉력 향상을 위한 PR 접촉층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 PR 접촉층은 크롬 및 구리의 적층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 PR 접촉층은 크롬의 단층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 PR 접촉층은 구리의 단층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 PR 접촉층은 1.5μm - 3μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 PR 접촉층은 2μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 PR 접촉층은 케미컬 에칭법에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 하는 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 제조방법.
  24. 보호막이 형성된 기판과;
    상기 보호막상에 형성되는 가열층과;
    상기 가열층상에 접촉되어 전기적인 신호를 전달하는 전극층과;
    상기 가열층과 접촉되는 가열챔버를 정의하기위해 상기 전극층상에 형성되는 가열챔버 배리어층과;
    상기 가열챔버 배리어층상에 형성되며 상기 가열챔버에 채워진 용액의 체적변화에 따라 신축되어 진동하는 멤브레인과;
    상기 멤브레인과 접촉되는 잉크챔버를 정의하기위해 상기 멤브레인상에 형성되는 잉크챔버 배리어층과;
    상기 잉크챔버와 접촉되는 노즐을 정의하기위해 상기 잉크챔버 배리어층상에 형성되는 노즐 플레이트를 포함하며,
    상기 가열층 및 상기 전극층 사이에는 접촉력 향상을 위한 접촉층이 개재되는 것을 특징으로 하는 하는 잉크젯 프린터 헤드.
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