KR20000010264A - 프린트헤드의 전극 형성방법 - Google Patents

프린트헤드의 전극 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극이 형성될 진동판 또는 압전체의 상부에 전극물질을 전체적으로 형성한 다음 반도체 산업에서 쓰이는 포토리소그래피 공정을 이용하여 전극을 필요로하는 부분만 패터닝하고 이후 에칭공정으로 불필요한 전극을 제거함으로써, 전극의 형성이 간소화되고 미세한 전극 패턴의 형성을 정밀하게 이루어낼수 있는 프린트헤드의 전극 형성방법에 관한 것으로서, 특히 압전체, 상기 압전체의 하부에 형성되어 길이방향 신축운동을 휨운동으로 바꾸어주는 진동판, 그리고 상기 진동판과 압전체의 사이 그리고 상기 압전체의 상부에 각각 형성되어 상기 압전체에 길이방향 신축운동을 하도록 전류를 인가하는 전극을 갖는 프린트헤드를 제작함에 있어서, 상기 진동판의 상부에 전극 물질을 넓게 형성한 다음 상기 전극 물질의 상부에 포토레지스터를 스핀코팅하고, 소프트 베이킹하고, 원하는 전극 패턴의 마스크로 노광한 다음 노광된 진동판을 현상한후 하드 베이킹하여 상기 전극의 에칭할 부분을 제외한 나머지 부분에 포토레지스터 패턴을 형성하고, 상기 진동판에서 포토레지스터 패턴부분을 제외한 나머지 부분을 에칭용액을 이용하여 제거한 다음 상기 포토레지스터를 제거하면 상기 진동판의 상부에 원하는 형태의 전극이 형성 되는 특징이 있다.

Description

프린트헤드의 전극 형성방법
본 발명은 프린트헤드의 전극 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진동판의 상부 또는 압전체의 상부에 형성되는 전극이 포토리소그래피 공정을 통하여 미세하게 패터닝되도록 함으로써, 엑츄에이터의 생산성이 향상되는 프린트헤드의 전극 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 압전소자(Piezo-Electric : PZT)를 이용하여 액체를 액적의 상태로 분사하는 장치는 잉크젯헤드 등에 사용된다. 이러한 압전체를 이용한 잉크젯헤드는 액체를 저장하는 액실의 상부에 엑츄에이터가 구비된다. 엑츄에이터는 빠른 속도로 진동을 하는 과정에서 액실의 내압을 증가시키며 이때 액체를 액적의 상태로 분사하는 기능을 갖는다. 이러한 엑츄에이터는 진동판과 진동판의 상부에 결합되어 폴링(polling:전기장을 가하면 압전체에 방향성이 형성됨)된 상태에 따라 변형을 일으키는 압전체가 구비된다.
압전체 패스트(paste)를 스크린 프린트 방법으로 얇은 ZrO2박판위에 형성하고 이를 고온(∼1000℃)에서 소성하여 제조하는 것으로 이때 ZrO2판이 진동판의 역할을 하게된다. 좀더 상세히 설명하면, ZrO2를 얇은 그린시트(green sheet)형태로 만든후 필요한 부분에 구멍을 뚫고 이후 알맞은 크기로 잘라서 고온(1000℃ 이상)에서 소성한다. 얇고( 20㎛ 이상) 정확한 크기로 형성된 ZrO2판에 하부전극을 형성한다. 하부전극이 형성된 ZrO2판에 압전체 패스트를 정확히 정열하여 스크린 프린팅 한다. ZrO2판 위에 스크린 프린팅된 압전체를 고온에서 소성하고 압전체위에 상부전극을 형성한다.
이같은 방법으로 제조된 엑츄에이터는 압전체의 상단과 하단에 형성된 전극에 강한 전압을 인가하여 압전체를 폴링시킨다. 그리고 압전체의 상단과 하단에 형성된 전극에 전압을 인가하여 압전체와 진동판(ZrO2)으로 이루어진 부분이 기계적 변형을 일으키도록 한다.
종래에는 전극을 형성하기 위해 스크린프린팅 방법이 사용된다. 스크린 프린팅은 스크린에 원하는 패턴을 형성하고 그 모양대로 진동판 또는 압전체에 전극을 형성하는 것이다. 그러나 스크린 프린팅으로 미세한 패턴을 형성하기는 매우 어렵다. 이는 패턴 선폭 200㎛ 이하, 선간 거리 100㎛ 이하로 하기 어려우며 또한 여러층의 박막을 적층하여 스크린 프린팅할 때 상하간의 패턴을 정확하게 일치시키기 어려운 등의 단점이 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 전극이 형성될 진동판 또는 압전체의 상부에 전극물질을 전체적으로 형성한 다음 반도체 산업에서 쓰이는 포토리소그래피 공정을 이용하여 전극을 필요로하는 부분만 패터닝하고 이후 에칭공정으로 불필요한 전극을 제거함으로써, 전극의 형성이 간소화되고 미세한 전극 패턴의 형성을 정밀하게 이루어낼수 있는 프린트헤드의 전극 형성방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전극 형성방법을 나타낸 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 프린트헤드의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2 : 진동판 3 : 하부 전극
4 : 압전체 5 : 상부 전극
6 : 포토레지스터
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 압전체, 상기 압전체의 하부에 형성되어 길이방향 신축운동을 휨운동으로 바꾸어주는 진동판, 그리고 상기 진동판과 압전체의 사이 그리고 상기 압전체의 상부에 각각 형성되어 상기 압전체에 길이방향 신축운동을 하도록 전류를 인가하는 전극을 갖는 프린트헤드를 제작함에 있어서, 상기 진동판의 상부에 전극 물질을 넓게 형성한 다음 상기 전극 물질의 상부에 포토레지스터를 스핀코팅하고, 소프트 베이킹하고, 원하는 전극 패턴의 마스크로 노광한 다음 노광된 진동판을 현상한후 하드 베이킹하여 상기 전극의 에칭할 부분을 제외한 나머지 부분에 포토레지스터 패턴을 형성하고, 상기 진동판에서 포토레지스터 패턴부분을 제외한 나머지 부분을 에칭용액을 이용하여 제거한 다음 상기 포토레지스터를 제거하면 상기 진동판의 상부에 원하는 형태의 전극이 형성되는 특징이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 전극 형성과정을 나타낸 공정도 이다. 진동판(2)의 상부에 전극(3) 물질을 패턴 없이 넓게 형성시킨다. 그리고 포토레지스터(Photoresistor) (6)를 스핀코팅 하고, 소프트 베이킹(soft baking) 하고, 원하는 전극 패턴의 마스크와 정열하여 노광한다. 포토레지스터(6)는 비중 0.095 이하의 음성포토레지스터가 이용된다. 그리고 포토레지스터의 종류와 원하는 두께에 따라 조건은 달라질수 있으나 일반적인 공정조건은 다음과 같다.
스핀코팅 : ∼4000rpm, 소프트 베이킹 : 75℃ ∼ 100℃,
노광 : 일정한 노출에너지(광도 × 시간)가 필요함.
노광된 진동판을 현상하여 에칭할 부분을 제외한 나머지 부분의 포토레지스터 패턴을 제거하고 다시 하드 베이킹(100℃ ∼ 150℃에서 30분 이하) 한다. 현상액은 양성,음성포토레지스터에 따라 종류가 다르다. 양성포토레지스터의 경우 현상액은 NaOH, KOH, organic bases 이고, 세척액은 H2O 이다. 음성포토레지스터의 경우 현상액은 xylene Stoddard's solvent 이고, 세척액은 n-butyl acetate 이다.
에칭용액에는 HCl(염산) 또는 HF(불산)가 포함된다.
HCl는 에칭속도가 느리고 표면이 러프(rough)하다.(결정립면의 에칭속도가 결정립의 에칭속도에 비해 빠르다.) HCl가 PbO 성분 그리고 Ti성분을 잘 에칭시키나 나머지 성분의 에칭이 어렵다.
HF는 빠르고 균일하게 잘 에칭이 된다. 에칭속도가 빨라서 속도조절이 어렵다. 에칭후에 하얀색의 필름이 남는다. 이는 녹지않은 Pb이다. BOE를 이용하면 에칭속도 조절도 쉽고, 시간에 따른 에칭속도도 균일하게 할수 있다.
가장좋은 에칭성질은 BOE와 HCl를 섞어서 얻을 수 있다.
BOE : HCl : water = 1 : 2 : 4
BOE ← 40% NH4F : 49% HF = 6 : 1(4:1 or 8:1)
Buffered Oxide Etchant (Buffered HF)
위의 과정을 거치면 진동판(2)의 상부에 전극(3)이 형성될 부분에만 포토레지스터(6)가 패터닝된다. 그리고 에칭공정을 거치면 패터닝되지 않은 부분의 전극은 제거되고 이후 포토레지스터(6)를 제거하면 진동판의 상부에 원하는 전극 패턴이 형성된다. 이때 패턴 서촉은 200㎛ 이하, 선간 거리 100㎛ 이하의 매우 정밀한 전극패턴을 손쉽게 얻을 수 있다. 또한 포토레지스터를 이용한 노광 공정에서 진동판에 키마크(key marker) 또는 가이드홀을 형성해 두면 조립성이 향상된다. 그리고 전극을 에칭하기 전에 전극을 보호할수 있는 물질을 전극위에 형성한 다음 포토레지스터로 패터닝하는 방법이 사용된다.
본 발명의 다른 실시예는 위의 과정과 반대로 진행된다. 먼저 전극이 형성될 부분을 제외한 나머지 부분에 포토레지스터(6)를 패터닝하고 이후 전극(3) 물질을 넓게 형성한다. 형성하는 방법은 증착 등이 사용되며 전극을 형성한 다음 불필요한 부분을 리프오프(lift off) 공정으로 제거하면 원하는 전극 패턴이 진동판의 상부에 형성된다.
도 2는 본 발명에 따른 프린트헤드의 단면도 로서, 액실을 갖는 액실층(1)의 상부에 액실을 덮는 진동판(2)이 마련되고 진동판(2)의 상부에 하부 전극(3)과 압전체(4) 및 상부 전극(5)이 차례로 형성된다. 이때 진동판(2)에 형성되는 하부 전극(3)과 압전체(4)의 상부에 형성되는 상부 전극(5)은 위의 에칭 또는 증착 등의 방법으로 형성된다. 그리고 진동판(2)의 상부에 하부 전극(3)과 압전체(4) 및 상부 전극(5)을 모두 형성한 다음 원하는 포토레지스터를 패터닝하고 이들 전극과 압전체를 동시에 에칭하여 원하는 엑츄에이터를 얻는 방법도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 전극이 형성되는 진동판 또는 압전체의상부에 전극 물질을 넓게 형성한 다음 포토레지스터를 이용하여 원하는 전극 패턴을 형성하고 이후 에칭공정으로 불필요한 전극을 제거하면 미세한 전극을 깨끗하게 얻을수 있으며 복잡한 전극패턴의 정열이 쉬워 생산성이 향상되는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 압전체,
    상기 압전체의 하부에 형성되어 길이방향 신축운동을 휨운동으로 바꾸어주는 진동판, 그리고 상기 진동판과 압전체의 사이 그리고 상기 압전체의 상부에 각각 형성되어 상기 압전체에 길이방향 신축운동을 하도록 전류를 인가하는 전극을 갖는 프린트헤드를 제작함에 있어서,
    상기 진동판의 상부에 전극 물질을 넓게 형성한 다음 상기 전극 물질의 상부에 포토레지스터를 스핀코팅하고, 소프트 베이킹하고, 원하는 전극 패턴의 마스크로 노광한 다음 노광된 진동판을 현상한후 하드 베이킹하여 상기 전극의 에칭할 부분을 제외한 나머지 부분에 포토레지스터 패턴을 형성하고,
    상기 진동판에서 포토레지스터 패턴부분을 제외한 나머지 부분을 에칭용액을 이용하여 제거한 다음 상기 포토레지스터를 제거하면 상기 진동판의 상부에 원하는 형태의 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 프린트헤드의 전극 형성방법.
  2. 압전체,
    상기 압전체의 하부에 형성되어 길이방향 신축운동을 휨운동으로 바꾸어주는 진동판, 그리고 상기 진동판과 압전체의 사이 그리고 상기 압전체의 상부에 각각 형성되어 상기 압전체에 길이방향 신축운동을 하도록 전류를 인가하는 전극을 갖는 프린트헤드를 제작함에 있어서,
    상기 진동판의 상부에 포토레지스터를 스핀코팅하고, 소프트 베이킹하고, 원하는 전극 패턴의 마스크로 노광한 다음 노광된 진동판을 현상한후 하드 베이킹하여 전극이 형성될 자리의 토레지스터를 제거하고 전극이 형성되지 않을 부분에 포토레지스터 패턴을 형성하며,
    상기 진동판의 상부에 전극 물질을 증착한 다음 리프 오프공정을 이용하여 상기 포토레지스터 패턴을 제거하면 상기 진동판의 상부에 원하는 형태의 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 프린트헤드의 전극 형성방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100734402B1 (ko) * 2006-07-28 2007-07-02 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드의 압전 액츄에이터 형성방법
KR100897550B1 (ko) * 2007-04-30 2009-05-15 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드 제조방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100734402B1 (ko) * 2006-07-28 2007-07-02 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드의 압전 액츄에이터 형성방법
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