KR20020015430A - Manufacturing method of ink jet printer head - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet printer head.
잉크젯 프린터 헤드는 노즐, 노즐이 형성된 노즐판, 리저버, 리저버가 형성되는 리저버판, 유로, 유로가 형성되는 유로판, 리스트릭터, 리스트릭터가 형성되는 리스트릭터판, 챔버, 챔버를 형성하는 챔버판, 액츄에이팅을 매개하는 진동판, 상부전극, 압전체 및 하부전극이 차례로 적층되어 형성되는 것이 일반적이다.The inkjet print head includes a nozzle, a nozzle plate on which a nozzle is formed, a reservoir, a reservoir plate on which a reservoir is formed, a flow path, a flow path plate on which a flow path is formed, a restrictor, a restrictor plate on which a restrictor is formed, a chamber, and a chamber plate forming a chamber. In general, the actuating mediating diaphragm, the upper electrode, the piezoelectric body and the lower electrode are generally formed by stacking.
상기의 구성에 의하여 잉크젯 프린터 헤드에는 서로 다른 크기와 형상의 노즐, 리저버, 유로, 리스트릭터 및 챔버와 같은 잉크의 이동로가 형성된다.By the above configuration, ink movement paths such as nozzles, reservoirs, flow paths, restrictors, and chambers of different sizes and shapes are formed in the inkjet printer head.
잉크통에서 공급된 잉크는 리저버에 저장되어 있다가 유로를 통하여 챔버 내로 유입된다. 이때 유로와 챔버 사이에 형성된 리스트릭터는 잉크가 챔버 내로 유입되는 속도를 일정하게 유지시켜 준다.Ink supplied from the ink container is stored in the reservoir and flows into the chamber through the flow path. At this time, the restrictor formed between the flow path and the chamber keeps the speed at which ink flows into the chamber.
챔버의 상부에 형성된 액츄에이터의 상부전극과 하부전극에 전압이 인가되면 압전/전왜막이 액츄에이팅을 하게 되고, 이러한 압전/전왜막의 액츄에이팅에 의하여 챔버의 부피가 순간적으로 감소하면서 챔버 내의 잉크는 노즐판에 형성된 노즐을 통해 피기록재에 분사된다. 잉크의 분사에 의하여 인쇄가 행해진다.When voltage is applied to the upper electrode and the lower electrode of the actuator formed at the upper part of the chamber, the piezoelectric / electrodistor film is actuated, and the ink in the chamber is temporarily reduced by the actuation of the piezoelectric / distortion film. It is injected to the recording material through the nozzle formed in the nozzle plate. Printing is performed by spraying ink.
이러한 잉크젯 프린터 헤드를 제조하기 위한 종래의 방법에서는 노즐이 형성된 노즐판, 리저버가 형성된 리저버판, 유로가 형성된 유로판, 리스트릭터가 형성된 리스트릭터판을 각각 별도로 제조하고, 챔버가 형성된 챔버판, 진동판, 상부전극, 압전체 및 하부전극으로 구성된 액츄에이터를 별도로 제조한다.In the conventional method for manufacturing such an inkjet printer head, a nozzle plate with a nozzle, a reservoir plate with a reservoir, a flow path plate with a flow path, and a restrictor plate with a restrictor are separately manufactured, and a chamber plate with a chamber and a vibration plate are formed. The actuator consisting of an upper electrode, a piezoelectric body, and a lower electrode is manufactured separately.
노즐판은 금속의 전주도금이나 금속판의 마이크로펀칭에 의해 형성하고, 리저버판, 리스트릭터판 및 유로판은 원하는 두께의 금속판을 에칭 또는 마이크로펀칭하여 리저버, 리스트릭터, 유로의 구조를 형성하는 것이 일반적이다.The nozzle plate is formed by electroplating of metal or micropunching of metal plate, and the reservoir plate, the restrictor plate, and the flow path plate generally form a structure of a reservoir, the restrictor, and the flow path by etching or micropunching a metal plate having a desired thickness. to be.
액츄에이터의 경우 챔버판은 별도로 제조하여 진동판에 접착시키거나 하나의 금속판을 하프에칭(half-etching)하여 챔버와 진동판을 동시에 형성한 후 진동판의 상부에 하부전극, 압전체 및 상부전극을 각각 형성한다.In the case of the actuator, the chamber plate is manufactured separately and bonded to the vibration plate, or half-etched one metal plate to simultaneously form the chamber and the vibration plate, and then form a lower electrode, a piezoelectric body, and an upper electrode on the vibration plate, respectively.
상기와 같이 잉크젯 프린터 헤드를 구성하는 각 판들을 별도의 공정에 의하여 성형하고, 별도로 성형된 각 판에 포토레지스트를 도포하여 노광한 후 조립을 위한 가이드 홀을 형성하고 차례로 포갠다. 가이드 홀을 나사 등으로 조여서 판들을 고정시킨 후 열처리를 하여 각 판들이 접합되도록 하여 잉크젯 프린터 헤드를 완성한다.Each plate constituting the inkjet printer head as described above is molded by a separate process, by applying a photoresist to each separately formed plate and exposed to form a guide hole for assembly and nested in turn. The guide holes are tightened with screws or the like to fix the plates, and then heat treated to bond the plates, thereby completing the inkjet printer head.
그러나 상기와 같은 방법은 각 부품을 제조함에 있어서 에칭 및 마이크로펀칭의 특성상 형상의 정밀도에 한계가 있고 각 부품을 별도로 성형해야 하므로 공정이 복잡한 문제점이 있다.However, the method as described above has a problem in that the process is complicated because the precision of the shape is limited due to the characteristics of etching and micropunching, and each part needs to be molded separately.
또한 액츄에이터에서는 하부전극, 진동판 및 챔버로 이루어진 헤드의 하부구조물이 모두 금속으로 이루어져 있어, 전기적인 구조상 상부전극과 하부전극이 겪게 되는 경계조건이 상이하다. 따라서 전압변위가 발생하고, 전기적 특성의 비대칭성이 발견된다. 공정면에서도 상부전극과 하부전극 간의 단락을 유지하기 위하여 완제품의 액츄에이터를 제조한 후 다단계의 절연막 성형공정을 행하게 되는데, 공정의 불량에 의한 실패비용이 크고 절연의 효과가 저감되는 문제점이 있다.In addition, in the actuator, the lower structure of the head including the lower electrode, the diaphragm, and the chamber is all made of metal, so that the boundary conditions experienced by the upper electrode and the lower electrode are different in electrical structure. Therefore, voltage shift occurs and an asymmetry of the electrical characteristics is found. In order to maintain a short circuit between the upper electrode and the lower electrode in the process surface, after manufacturing the actuator of the finished product to perform a multi-stage insulating film forming process, there is a problem that the failure cost due to the defect of the process is large and the effect of insulation is reduced.
잉크젯 프린터 헤드에 액츄에이터를 적용한 경우에도, 잉크가 접촉하게 되는 진동판과 챔버에 계속적으로 전계가 부여되는 상황이므로 잉크를 통해 헤드 전체에 전계가 걸리게 되며, 이러한 현상이 각종 헤드부재의 신뢰성과 제품의 전기적 안정성에 부정적인 영향을 미치게 될 가능성이 크다. 또한 에칭에 의하여 챔버를 제조하므로 오차의 발생이 불가피하고 에칭의 특징상 하부구조와의 접착시 접착면적이 감소하여 고집적화에 불리하다.Even when the actuator is applied to the inkjet printer head, the electric field is continuously applied to the diaphragm and chamber to which the ink comes into contact, and thus the electric field is applied to the entire head through the ink. It is likely to have a negative impact on stability. In addition, since the chamber is manufactured by etching, an error is inevitable, and the adhesion area is reduced when bonding with the substructure due to the characteristics of the etching, which is disadvantageous for high integration.
또한 별도로 제조된 각 부품을 조립함에 있어서, 크기 및 가이드 홀의 위치가 정확하게 일치하지 않아 조립공차가 발생할 가능성이 커서 수율이 낮아지는 문제점이 있다. 또한 각 판을 접합시키기 전에 도포하는 포토레지스트로 접착성이 우수하고 잉크와의 반응성이 낮은 포토레지스트를 사용하여야 하므로 비용이 상승하는 단점이 있다.In addition, in assembling each part manufactured separately, the size and the position of the guide hole does not exactly match, there is a problem that the yield is low because the assembly tolerance is likely to occur. In addition, since the photoresist to be applied before bonding each plate to be used as a photoresist excellent in adhesion and low reactivity with the ink has a disadvantage that the cost increases.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 감광성 고분자화합물을 사용하여 2층 또는 3층의 부품을 동시에 제작하여 일체형 부품을 제조함으로써 잉크젯 프린터 헤드의 제조공정을 줄이고 제조되는 잉크젯 프린터 헤드의 장기적 신뢰성을 확보할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention reduces the manufacturing process of the inkjet printer head and secures the long-term reliability of the inkjet printer head by manufacturing an integrated part by simultaneously manufacturing a two-layer or three-layer component using a photosensitive polymer compound. It aims to provide a way to do it.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 액츄에이터의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도,1 to 7 is a process chart showing an embodiment of the manufacturing method of the actuator of the present invention,
도 8 내지 도 15는 본 발명의 액츄에이터의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도,8 to 15 is a process chart showing another embodiment of the manufacturing method of the actuator of the present invention,
도 16 내지 도 25는 본 발명의 유로구조의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도,16 to 25 is a process diagram showing an embodiment of a method of manufacturing a flow path structure of the present invention,
도 26 내지 도 35는 본 발명의 유로구조의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도,26 to 35 is a process chart showing another embodiment of the manufacturing method of the flow path structure of the present invention;
도 36 내지 도 40은 본 발명의 리저버구조의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도,36 to 40 is a process chart showing an embodiment of the manufacturing method of the reservoir structure of the present invention,
도 41 내지 도 49는 본 발명의 리저버구조의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도,41 to 49 is a process diagram showing another embodiment of the manufacturing method of the reservoir structure of the present invention;
도 50 내지 도 57은 본 발명의 리저버와 리스트릭터 구조의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도,50 to 57 is a process chart showing an embodiment of a method of manufacturing a reservoir and a restructuring structure of the present invention,
도 58은 본 발명에 의해 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 일실시예를 나타낸 단면도,58 is a sectional view showing one embodiment of an inkjet printer head manufactured by the present invention;
도 59는 본 발명에 의해 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 다른 실시예를 나타낸 단면도,Fig. 59 is a sectional view showing another embodiment of the inkjet printer head manufactured by the present invention;
도 60은 본 발명에 의해 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 다른 실시예를 나타낸 단면도,60 is a cross-sectional view showing another embodiment of the inkjet printer head manufactured by the present invention;
도 61은 본 발명에 의해 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 다른 실시예를 나타낸 단면도,61 is a sectional view showing another embodiment of the inkjet printer head manufactured by the present invention;
도 62는 본 발명에 의해 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 다른 실시예를 나타낸 단면도,62 is a sectional view showing another embodiment of the inkjet printer head manufactured by the present invention;
도 63은 본 발명에 의해 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 다른 실시예를 나타낸 단면도.Fig. 63 is a sectional view showing another embodiment of the inkjet printer head manufactured by the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 30 : 상부전극 12, 32 : 압전체10, 30: upper electrode 12, 32: piezoelectric body
14, 34 : 하부전극 16, 36 : 절연막14, 34: lower electrode 16, 36: insulating film
18, 38 : 진동판 20, 40 : 챔버18, 38: diaphragm 20, 40: chamber
22, 42 : 챔버판 37 : 시딩층22, 42: chamber plate 37: seeding layer
104, 114 : 하부유로판 105, 115 : 하부유로104, 114: lower flow path 105, 115: lower flow path
106, 116, 306 : 리스트릭터판 107, 117, 307 : 리스트릭터106, 116, 306: List of characters 107, 117, 307: List of characters
108, 118, 308 : 상부유로판 109, 119 : 상부유로108, 118, 308: upper flow path plate 109, 119: upper flow path
200 : 노즐판 202 : 노즐200: nozzle plate 202: nozzle
204, 214, 306 : 리저버판 207, 217, 304 : 리저버204, 214, 306: reservoir plate 207, 217, 304: reservoir
120, 213 : 접착층120, 213: adhesive layer
150, 150a, 151, 151a, 152, 152a, 153, 153a, 154, 154a : 접착층Adhesive layer: 150, 150a, 151, 151a, 152, 152a, 153, 153a, 154, 154a
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 PZT박판을 제공하는 단계; 상기 PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성하는 단계; 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막의 상부에 진동판을 형성하는 단계; 상기 진동판의 상부에 챔버와 챔버판을 형성하는 단계; 상기 PZT박판을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체를 형성하는 단계; 및 상기 압전체의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 액츄에이터의 제조방법에 관한 것이다.The present invention for achieving the above object is to provide a PZT thin plate; Patterning and forming a lower electrode on the PZT thin plate; Coating and exposing the photosensitive polymer compound to form an insulating film covering the lower electrode; Forming a diaphragm on the insulating film; Forming a chamber and a chamber plate on the diaphragm; Wrapping, patterning, and etching the PZT thin film to form a piezoelectric body; And a method of forming an upper electrode on the piezoelectric body.
또한 본 발명은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판을 형성하는 단계; 상기 하부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 하부유로판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계; 상기 리스트릭터판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 리스트릭터판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 상부유로판을 형성하는 단계; 상기 상부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 상부유로판, 리스트릭터판 및 하부유로판을 동시에 현상하여 상부유로, 리스트릭터 및 하부유로를 형성하는 단계; 상기 상부유로판, 리스트릭터판 및 하부유로판을 열경화시키는 단계; 및 상기 희생층을 제거함으로써 하부유로판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 유로구조의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention comprises the steps of providing a substrate; Forming a sacrificial layer on the substrate; Forming a lower flow path plate by coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer; Patterning and exposing the lower flow path plate; Coating a photosensitive polymer compound on an upper portion of the lower flow path plate to form a restrictor plate; Patterning and exposing the restrictor plate; Forming a top flow path plate by coating a photosensitive polymer compound on the top of the restrictor plate; Patterning and exposing the upper flow path plate; Simultaneously developing the upper channel plate, the restrictor plate, and the lower channel plate to form an upper channel, a restrictor, and a lower channel; Thermally curing the upper flow path plate, the restrictor plate, and the lower flow path plate; And separating the lower flow path plate from the substrate by removing the sacrificial layer.
또한 본 발명은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판을 형성하는 단계; 상기 하부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 하부유로판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계; 상기 리스트릭터판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 하부유로판과 리스트릭터판을 동시에 노광하여 하부유로와 리스트릭터를 형성하는 단계; 상기 하부유로판과 리스트릭터판을 열경화시키는 단계; 금속으로 이루어지고 상부유로가 형성된 상부유로판을 별도로 제작하는 단계; 및 상기 리스트릭터판과 상기 상부유로판을 접착시키는 단계; 상기 희생층을 제거함으로써 하부유로판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 유로구조의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention comprises the steps of providing a substrate; Forming a sacrificial layer on the substrate; Forming a lower flow path plate by coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer; Patterning and exposing the lower flow path plate; Coating a photosensitive polymer compound on an upper portion of the lower flow path plate to form a restrictor plate; Patterning and exposing the restrictor plate; Simultaneously exposing the lower channel plate and the restrictor plate to form a lower channel and the restrictor; Thermally curing the lower flow path plate and the restrictor plate; Separately manufacturing an upper flow path plate made of metal and having an upper flow path formed therein; And bonding the restrictor plate and the upper flow path plate. The present invention relates to a method of manufacturing a flow path structure including separating the lower flow path plate from a substrate by removing the sacrificial layer.
또한 본 발명은 노즐이 형성된 노즐판을 제조하는 단계; 상기 노즐판의 표면을 감광성 고분자화합물과 친화성을 가지도록 활성화시키는 단계; 표면이 활성화된 노즐판에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계; 리저버판을 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버를 형성하는 단계; 및 리저버판을 열경화시키는 단계를 포함하는 리저버구조의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention comprises the steps of manufacturing a nozzle plate formed with a nozzle; Activating the surface of the nozzle plate to have affinity with the photosensitive polymer compound; Forming a reservoir plate by coating the photosensitive polymer compound on the surface of the activated nozzle plate; Patterning the reservoir plate, then exposing and developing the reservoir plate to form a reservoir; And it relates to a method of manufacturing a reservoir structure comprising the step of thermally curing the reservoir plate.
또한 본 발명은 기판을 제공하는 단계; 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계; 희생층이 형성된 기판에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계; 리저버판을 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버를 형성하는 단계; 리저버가 형성된 리저버판을 열경화시키는 단계; 상기 희생층을 제거함으로써 리저버판을 기판으로부터 분리하는 단계; 노즐이 형성된 노즐판을 별도로 형성하는 단계; 및 상기 리저버판과 상기 노즐판을 접착하는 단계를 포함하는 리저버구조의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention comprises the steps of providing a substrate; Forming a sacrificial layer on top of the substrate; Forming a reservoir plate by coating the photosensitive polymer compound on the substrate on which the sacrificial layer is formed; Patterning the reservoir plate, then exposing and developing the reservoir plate to form a reservoir; Thermosetting the reservoir plate on which the reservoir is formed; Separating the reservoir plate from the substrate by removing the sacrificial layer; Separately forming a nozzle plate on which a nozzle is formed; And a step of adhering the reservoir plate and the nozzle plate.
또한 본 발명은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계; 상기 리스트릭터을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 리스트릭터판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계; 상기 리저버판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 리스트릭터판과 리저버판을 동시에 노광하여 리스트릭터와 리저버를 형성하는 단계; 상기 리스트릭터판과 리저버판을 열경화시키는 단계; 및 상기 희생층을 제거함으로써 리저버판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 리저버와 리스트릭터 구조의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention comprises the steps of providing a substrate; Forming a sacrificial layer on the substrate; Coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer to form a restrictor plate; Patterning and exposing the restrictor; Forming a reservoir plate by coating a photosensitive polymer compound on an upper portion of the restrictor plate; Patterning and exposing the reservoir plate; Simultaneously exposing the restrictor plate and the reservoir plate to form a restrictor and a reservoir; Thermally curing the restrictor plate and the reservoir plate; And separating the reservoir plate from the substrate by removing the sacrificial layer.
또한 본 발명은 PZT박판을 제공하는 단계, 상기 PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성하는 단계, 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막의 상부에 진동판을 형성하는 단계, 상기 진동판의 상부에 챔버판을 형성하는 단계, PZT박판을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체를 형성하는 단계, 및 상기 압전체의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하여 액츄에이터를 제조하는 단계와;In another aspect, the present invention provides a PZT thin plate, forming a lower electrode on the PZT thin plate to form a pattern, coating and exposing the photosensitive polymer compound to form an insulating film covering the lower electrode, the vibration plate on the insulating film Forming a chamber, forming a chamber plate on top of the diaphragm, forming a piezoelectric body by wrapping, patterning and etching a PZT thin plate, and forming an upper electrode on the piezoelectric body. Making a step;
기판을 제공하는 단계, 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판을 형성하는 단계, 상기 하부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 하부유로판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계, 상기 리스트릭터판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 리스트릭터판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 상부유로판을 형성하는 단계, 상기 상부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 상부유로판, 리스트릭터판 및 하부유로판을 동시에 현상하여 상부유로, 리스트릭터 및 하부유로를 형성하는 단계, 상기 상부유로판, 리스트릭터판 및 하부유로판을 열경화시키는 단계, 및 상기 희생층을 제거함으로써 하부유로판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하여 유로구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate, forming a sacrificial layer on top of the substrate, coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer to form a lower flow path plate, patterning the lower flow path plate, and exposing the lower flow path plate; Forming a restrictor plate by coating a photosensitive polymer compound on an upper portion of a lower flow path plate, patterning and exposing the restrictor plate, and forming an upper flow path plate by coating a photosensitive polymer compound on the upper part of the restrictor plate Step, patterning and exposing the upper flow path plate, developing the upper flow path plate, the restrictor plate and the lower flow path at the same time to form the upper flow path, the restrictor and the lower flow path, the upper flow path plate, the restrictor plate And thermally curing the lower flow plate, and separating the lower flow plate from the substrate by removing the sacrificial layer. Manufacturing a flow path structure including;
노즐이 형성된 노즐판을 제조하는 단계, 상기 노즐판의 표면을 활성화시키는 단계, 표면이 활성화된 노즐판에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계, 리저버판을 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버를 형성하는 단계, 및 리저버판을 열경화시키는 단계를 포함하여 리저버구조를 제조하는 단계와;Manufacturing a nozzle plate having a nozzle, activating a surface of the nozzle plate, forming a reservoir plate by coating a photosensitive polymer compound on the surface of the activated nozzle plate, patterning the reservoir plate, and then exposing and developing Manufacturing a reservoir structure including forming a reservoir, and thermosetting the reservoir plate;
상기 액츄에이터, 유로구조 및 리저버구조를 조립하여 잉크젯 프린터 헤드를 제조하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다A method of manufacturing an inkjet printer head comprising assembling the actuator, a flow path structure, and a reservoir structure to produce an inkjet printer head.
또한 본 발명은 PZT박판을 제공하는 단계, 상기 PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성하는 단계, 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막의 상부에 진동판을 형성하는 단계, 상기 진동판의 상부에 챔버판을 형성하는 단계, PZT박판을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체를 형성하는 단계, 및 상기 압전체의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하여 액츄에이터를 제조하는 단계와;In another aspect, the present invention provides a PZT thin plate, forming a lower electrode on the PZT thin plate to form a pattern, coating and exposing the photosensitive polymer compound to form an insulating film covering the lower electrode, the vibration plate on the insulating film Forming a chamber, forming a chamber plate on top of the diaphragm, forming a piezoelectric body by wrapping, patterning and etching a PZT thin plate, and forming an upper electrode on the piezoelectric body. Making a step;
기판을 제공하는 단계, 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판을 형성하는 단계, 상기 하부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 하부유로판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계, 상기 리스트릭터판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 리스트릭터판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 상부유로판을 형성하는 단계, 상기 상부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 상부유로판, 리스트릭터판 및 하부유로판을 동시에 현상하여 상부유로, 리스트릭터 및 하부유로를 형성하는 단계, 상기 상부유로판, 리스트릭터판 및 하부유로판을 열경화시키는 단계, 및 상기 희생층을 제거함으로써 하부유로판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하여 유로구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate, forming a sacrificial layer on top of the substrate, coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer to form a lower flow path plate, patterning the lower flow path plate, and exposing the lower flow path plate; Forming a restrictor plate by coating a photosensitive polymer compound on an upper portion of a lower flow path plate, patterning and exposing the restrictor plate, and forming an upper flow path plate by coating a photosensitive polymer compound on the upper part of the restrictor plate Step, patterning and exposing the upper flow path plate, developing the upper flow path plate, the restrictor plate and the lower flow path at the same time to form the upper flow path, the restrictor and the lower flow path, the upper flow path plate, the restrictor plate And thermally curing the lower flow plate, and separating the lower flow plate from the substrate by removing the sacrificial layer. Manufacturing a flow path structure including;
기판을 제공하는 단계, 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계, 희생층이 형성된 기판에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계, 리저버판을 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버를 형성하는 단계, 리저버가 형성된 리저버판을 열경화시키는 단계, 상기 희생층을 제거함으로써 리저버판을 기판으로부터 분리하는 단계, 노즐이 형성된 노즐판을 별도로 형성하는 단계, 및 상기 리저버판과 상기 노즐판을 접착하는 단계를 포함하여 리저버구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate, forming a sacrificial layer on top of the substrate, coating a photosensitive polymer compound on the substrate on which the sacrificial layer is formed, to form a reservoir plate, patterning the reservoir plate, and then exposing and developing the reservoir plate to form a reservoir. A step of thermally curing the reservoir plate on which the reservoir is formed, separating the reservoir plate from the substrate by removing the sacrificial layer, forming a nozzle plate on which a nozzle is formed, and adhering the reservoir plate to the nozzle plate Manufacturing a reservoir structure including;
상기 액츄에이터, 유로구조 및 리저버구조를 조립하여 잉크젯 프린터 헤드를 제조하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet printer head including assembling the actuator, the flow path structure, and the reservoir structure to produce an inkjet printer head.
또한 본 발명은 PZT박판을 제공하는 단계, 상기 PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성하는 단계, 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막의 상부에 진동판을 형성하는 단계, 상기 진동판의 상부에 챔버판을 형성하는 단계, PZT박판을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체를 형성하는 단계, 및 상기 압전체의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하여 액츄에이터를 제조하는 단계와;In another aspect, the present invention provides a PZT thin plate, forming a lower electrode on the PZT thin plate to form a pattern, coating and exposing the photosensitive polymer compound to form an insulating film covering the lower electrode, the vibration plate on the insulating film Forming a chamber, forming a chamber plate on top of the diaphragm, forming a piezoelectric body by wrapping, patterning and etching a PZT thin plate, and forming an upper electrode on the piezoelectric body. Making a step;
기판을 제공하는 단계, 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판을 형성하는 단계, 상기 하부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 하부유로판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계, 상기 리스트릭터판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 하부유로판과 리스트릭터판을 동시에 노광하여 하부유로와 리스트릭터를 형성하는 단계, 상기 하부유로판과 리스트릭터판을 열경화시키는 단계, 금속으로 이루어지고 상부유로가 형성된 상부유로판을 별도로 제작하는 단계, 상기 리스트릭터판과 상기 상부유로판을 접착시키는 단계, 및 상기 희생층을 제거함으로써 하부유로판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하여 유로구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate, forming a sacrificial layer on top of the substrate, coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer to form a lower flow path plate, patterning the lower flow path plate, and exposing the lower flow path plate; Forming a restrictor plate by coating a photosensitive polymer compound on the lower channel plate, patterning and exposing the restrictor plate, and simultaneously exposing the lower channel plate and the restrictor plate to form a lower channel and a restrictor. And thermosetting the lower channel plate and the restrictor plate, separately manufacturing the upper channel plate made of metal and the upper channel formed thereon, adhering the restrictor plate and the upper channel plate, and the sacrificial material. Fabricating the flow path structure, including separating the lower flow path plate from the substrate by removing the layer. .;
노즐이 형성된 노즐판을 제조하는 단계, 상기 노즐판의 표면을 활성화시키는 단계, 표면이 활성화된 노즐판에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계, 리저버판을 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버를 형성하는 단계, 및 리저버판을 열경화시키는 단계를 포함하여 리저버구조를 제조하는 단계와;Manufacturing a nozzle plate having a nozzle, activating a surface of the nozzle plate, forming a reservoir plate by coating a photosensitive polymer compound on the surface of the activated nozzle plate, patterning the reservoir plate, and then exposing and developing Manufacturing a reservoir structure including forming a reservoir, and thermosetting the reservoir plate;
상기 액츄에이터, 유로구조 및 리저버구조를 조립하여 잉크젯 프린터 헤드를 제조하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet printer head including assembling the actuator, the flow path structure, and the reservoir structure to produce an inkjet printer head.
또한 본 발명은 PZT박판을 제공하는 단계, 상기 PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성하는 단계, 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막의 상부에 진동판을 형성하는 단계, 상기 진동판의 상부에 챔버판을 형성하는 단계, PZT박판을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체를 형성하는 단계, 및 상기 압전체의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하여 액츄에이터를 제조하는 단계와;In another aspect, the present invention provides a PZT thin plate, forming a lower electrode on the PZT thin plate to form a pattern, coating and exposing the photosensitive polymer compound to form an insulating film covering the lower electrode, the vibration plate on the insulating film Forming a chamber, forming a chamber plate on top of the diaphragm, forming a piezoelectric body by wrapping, patterning and etching a PZT thin plate, and forming an upper electrode on the piezoelectric body. Making a step;
기판을 제공하는 단계, 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판을 형성하는 단계, 상기 하부유로판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 하부유로판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계, 상기 리스트릭터판을 패터닝하여 노광하는 단계, 상기 하부유로판과 리스트릭터판을 동시에 노광하여 하부유로와 리스트릭터를 형성하는 단계, 상기 하부유로판과 리스트릭터판을 열경화시키는 단계, 금속으로 이루어지고 상부유로가 형성된 상부유로판을 별도로 제작하는 단계, 상기 리스트릭터판과 상기 상부유로판을 접착시키는 단계, 및 상기 희생층을 제거함으로써 하부유로판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하여 유로구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate, forming a sacrificial layer on top of the substrate, coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer to form a lower flow path plate, patterning the lower flow path plate, and exposing the lower flow path plate; Forming a restrictor plate by coating a photosensitive polymer compound on the lower channel plate, patterning and exposing the restrictor plate, and simultaneously exposing the lower channel plate and the restrictor plate to form a lower channel and a restrictor. And thermosetting the lower channel plate and the restrictor plate, separately manufacturing the upper channel plate made of metal and the upper channel formed thereon, adhering the restrictor plate and the upper channel plate, and the sacrificial material. Fabricating the flow path structure, including separating the lower flow path plate from the substrate by removing the layer. .;
기판을 제공하는 단계, 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계, 희생층이 형성된 기판에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계, 리저버판을 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버를 형성하는 단계, 리저버가 형성된 리저버판을 열경화시키는 단계, 상기 희생층을 제거함으로써 리저버판을 기판으로부터 분리하는 단계, 노즐이 형성된 노즐판을 별도로 형성하는 단계, 및 상기 리저버판과 상기 노즐판을 접착하는 단계를 포함하여 리저버구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate, forming a sacrificial layer on top of the substrate, coating a photosensitive polymer compound on the substrate on which the sacrificial layer is formed, to form a reservoir plate, patterning the reservoir plate, and then exposing and developing the reservoir plate to form a reservoir. A step of thermally curing the reservoir plate on which the reservoir is formed, separating the reservoir plate from the substrate by removing the sacrificial layer, forming a nozzle plate on which a nozzle is formed, and adhering the reservoir plate to the nozzle plate Manufacturing a reservoir structure including;
상기 액츄에이터, 유로구조 및 리저버구조를 조립하여 잉크젯 프린터 헤드를 제조하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet printer head including assembling the actuator, the flow path structure, and the reservoir structure to produce an inkjet printer head.
또한 본 발명은 PZT박판을 제공하는 단계, 상기 PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성하는 단계, 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막의 상부에 진동판을 형성하는 단계, 상기 진동판의 상부에 챔버판을 형성하는 단계, PZT박판을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체를 형성하는 단계, 및 상기 압전체의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하여 액츄에이터를 제조하는 단계와;In another aspect, the present invention provides a PZT thin plate, forming a lower electrode on the PZT thin plate to form a pattern, coating and exposing the photosensitive polymer compound to form an insulating film covering the lower electrode, the vibration plate on the insulating film Forming a chamber, forming a chamber plate on top of the diaphragm, forming a piezoelectric body by wrapping, patterning and etching a PZT thin plate, and forming an upper electrode on the piezoelectric body. Making a step;
기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계; 상기 리스트릭터을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 리스트릭터판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계; 상기 리저버판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 리스트릭터판과 리저버판을 동시에 노광하여 리스트릭터와 리저버를 형성하는 단계; 상기 리스트릭터판과 리저버판을 열경화시키는 단계; 및 상기 희생층을 제거함으로써 리저버판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 리저버와 리스트릭터 구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate; Forming a sacrificial layer on the substrate; Coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer to form a restrictor plate; Patterning and exposing the restrictor; Forming a reservoir plate by coating a photosensitive polymer compound on an upper portion of the restrictor plate; Patterning and exposing the reservoir plate; Simultaneously exposing the restrictor plate and the reservoir plate to form a restrictor and a reservoir; Thermally curing the restrictor plate and the reservoir plate; And manufacturing a reservoir and restrictor structure comprising removing the reservoir plate from the substrate by removing the sacrificial layer;
노즐이 형성된 노즐판을 별도로 제조하는 단계와;Separately manufacturing a nozzle plate on which a nozzle is formed;
상기 액츄에이터, 리저버와 리스트릭터 구조, 및 노즐판을 조립하여 잉크젯 프린터 헤드를 제조하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet printer head including assembling the actuator, the reservoir and the restrictor structure, and a nozzle plate.
또한 본 발명은 PZT박판을 제공하는 단계, 상기 PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성하는 단계, 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막의 상부에 진동판을 형성하는 단계, 상기 진동판의 상부에 챔버판을 형성하는 단계, PZT박판을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체를 형성하는 단계, 및 상기 압전체의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하여 액츄에이터를 제조하는 단계와;In another aspect, the present invention provides a PZT thin plate, forming a lower electrode on the PZT thin plate to form a pattern, coating and exposing the photosensitive polymer compound to form an insulating film covering the lower electrode, the vibration plate on the insulating film Forming a chamber, forming a chamber plate on top of the diaphragm, forming a piezoelectric body by wrapping, patterning and etching a PZT thin plate, and forming an upper electrode on the piezoelectric body. Making a step;
기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 상부에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성하는 단계; 상기 리스트릭터을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 리스트릭터판의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하는 단계; 상기 리저버판을 패터닝하여 노광하는 단계; 상기 리스트릭터판과 리저버판을 동시에 노광하여 리스트릭터와 리저버를 형성하는 단계; 상기 리스트릭터판과 리저버판을 열경화시키는 단계; 상부 유로가 형성된 상부유로판을 별도로 제조하는 단계; 상기 리스트릭터판과 상부유로판을 접합하는 단계; 및 상기 희생층을 제거함으로써 리저버판을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 리저버와 리스트릭터 구조를 제조하는 단계와;Providing a substrate; Forming a sacrificial layer on the substrate; Coating a photosensitive polymer compound on the sacrificial layer to form a restrictor plate; Patterning and exposing the restrictor; Forming a reservoir plate by coating a photosensitive polymer compound on an upper portion of the restrictor plate; Patterning and exposing the reservoir plate; Simultaneously exposing the restrictor plate and the reservoir plate to form a restrictor and a reservoir; Thermally curing the restrictor plate and the reservoir plate; Separately manufacturing an upper flow path plate on which an upper flow path is formed; Bonding the restrictor plate and the upper flow path plate; And manufacturing a reservoir and restrictor structure comprising removing the reservoir plate from the substrate by removing the sacrificial layer;
노즐이 형성된 노즐판을 별도로 제조하는 단계와;Separately manufacturing a nozzle plate on which a nozzle is formed;
상기 액츄에이터, 리저버와 리스트릭터 구조, 상부유로판 및 노즐판을 조립하여 잉크젯 프린터 헤드를 제조하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet printer head including assembling the actuator, the reservoir and the restrictor structure, the upper flow path plate, and the nozzle plate.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에서는 액츄에이터, 유로구조 및 리저버구조를 별도로 형성한 후 이들을 조립하여 잉크젯 프린터 헤드를 완성하므로, 액츄에이터, 유로구조 및 리저버구조를 형성하는 방법에 대해 먼저 설명한다.In the present invention, since the actuator, the flow path structure and the reservoir structure are separately formed and then assembled, the inkjet printer head is completed, so that the method of forming the actuator, the flow path structure and the reservoir structure will be described first.
먼저 액츄에이터를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.First, a method of manufacturing the actuator will be described.
액츄에이터를 제조하기 위한 기판으로 사용되면서 이후 적절한 크기 및 형태로 가공되어 압전체를 형성할 PZT박판을 제공한다. PZT박판은 두께 100-200㎛의 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is used as a substrate for manufacturing the actuator and is then processed into a suitable size and shape to provide a PZT thin plate to form a piezoelectric body. It is preferable to use a PZT thin plate having a thickness of 100 to 200 µm.
PZT박판의 상부에 하부전극을 패터닝하여 형성한다. 하부전극은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt) 등의 금속이나, 니켈/크롬(Ni/Cr), 백금/티타늄(Pt/Ti) 등의 합금을 재료로 사용하여, 진공증착, 스퍼터링 또는 스크린 프린팅 등의 방법으로 형성한다.The lower electrode is patterned on the PZT thin plate. The lower electrode is a metal such as gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), nickel (Ni), platinum (Pt), or nickel / chromium (Ni / Cr), platinum / titanium (Pt / Ti), or the like. Alloy is used as a material, and is formed by a method such as vacuum deposition, sputtering or screen printing.
이때 하부전극은 하나의 액츄에이터에 하나의 하부전극을 형성하도록 패터닝할 수 있고, 인접하는 두 개의 액츄에이터에 하나의 하부전극을 형성하도록 패터닝할 수도 있다.In this case, the lower electrode may be patterned to form one lower electrode in one actuator, or may be patterned to form one lower electrode in two adjacent actuators.
하부전극을 형성한 후 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막을 형성한다. 이때 절연막의 두께는 사용하는 고분자화합물 및 공정조건에 따라 자유롭게 조절할 수 있으며, 50-100㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.After forming the lower electrode, the photosensitive polymer compound is coated and exposed to form an insulating layer covering the lower electrode. At this time, the thickness of the insulating film can be freely adjusted according to the polymer compound and process conditions to be used, it is preferable to form a thickness of 50-100㎛.
절연막은 강성적인 면에서 액츄에이터의 성능에 미치는 영향이 미미하면서도, 작용하는 응력의 방향이 금속성 하부구조물과 반대이므로 종래의 무접착층 액츄에이터의 문제점인 휨현상을 해소할 수 있다.Although the insulating film has a small effect on the performance of the actuator in terms of rigidity, since the direction of the stress acting is opposite to the metallic substructure, the bending phenomenon, which is a problem of the conventional non-adhesive layer actuator, can be solved.
또한 종래에는 하부전극이 금속성 하부구조와 직접적으로 연결되어 있기 때문에 하부전극의 패턴화가 불가능했으나, 고분자 절연막을 형성함으로써 하부전극의 패턴화가 가능하다. 하부전극을 패턴화하게 되면 불필요한 부분의 하부전극을 제거할 수 있으므로 상부전극과 하부전극의 단락유지를 위한 절연막공정이 간단해지며, 공정의 불량이나 경시변화에 의해 1차절연막이 파괴되더라도 하부의 고분자막이 2차절연막으로 작용하게 되므로 부품의 장기적인 신뢰성이 확보된다.In addition, since the lower electrode is not directly patterned because the lower electrode is directly connected to the metallic substructure, the lower electrode can be patterned by forming a polymer insulating film. If the lower electrode is patterned, unnecessary portions of the lower electrode can be removed, which simplifies the insulating film process for maintaining the short circuit between the upper electrode and the lower electrode, and even if the primary insulating film is destroyed due to a defective process or changes over time. Since the polymer film acts as a secondary insulating film, long-term reliability of the component is secured.
또한 고분자 절연막이 PZT박판의 표면조도를 흡수하면서 매우 우수한 표면조도를 가지므로 이후 성막되는 진동판의 두께의 균일성과 표면조도가 향상된다.In addition, since the polymer insulating film absorbs the surface roughness of the PZT thin plate and has a very good surface roughness, the uniformity and surface roughness of the thickness of the diaphragm to be subsequently formed are improved.
절연막의 상부에는 진동판을 형성한다. 진동판의 두께는 필요에 따라 조절할 수 있으며, 5-15㎛가 바람직하다.A diaphragm is formed on the insulating film. The thickness of the diaphragm can be adjusted as needed, preferably 5-15 μm.
진동판의 재료로는 금속, 세라믹 또는 고분자화합물을 사용할 수 있다.The material of the diaphragm may be a metal, a ceramic or a high molecular compound.
먼저 진동판의 재료로 금속을 사용하는 경우, 진동판의 재료인 금속으로는 니켈, 스테인레스 스틸, 니켈/크롬, 니켈/텅스텐/코발트(Ni/W/Co) 등을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 금속을 도금함으로써 진동판을 형성한다.First, when metal is used as the material of the diaphragm, it is preferable to use nickel, stainless steel, nickel / chromium, nickel / tungsten / cobalt (Ni / W / Co), or the like as the material of the diaphragm. By plating, a diaphragm is formed.
금속을 도금하여 진동판을 형성하기 위해서는 절연막 위에 시딩층을 형성하여 도금이 일어날 수 있도록 한다. 시딩층은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt) 등의 금속 또는 니켈/바나듐(Ni/V) 등의 합금을 진공증착 또는 스퍼터링하여 형성한다. 이때 시딩층은 0.1-5㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 형성된 시딩층은 도금이 안정하게 일어나서 진동판이 안정하고 용이하게 형성될 수 있도록 한다.In order to form the diaphragm by plating the metal, a seeding layer is formed on the insulating layer so that plating may occur. The seeding layer is formed by vacuum deposition or sputtering of metals such as gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), nickel (Ni), platinum (Pt), or alloys such as nickel / vanadium (Ni / V). . At this time, the seeding layer is preferably formed to a thickness of 0.1-5㎛, the seeding layer formed so that the plating occurs stably so that the diaphragm can be formed stably and easily.
진동판의 재료로 세라믹을 사용하는 경우 실리콘(Si), 탄화규소(SiC), 폴리실리콘(poly-Si), 산화지르코늄(ZrO2), 산화알루미늄(Al2O3), 이산화규소(SiO2) 등을 스크린 프린팅하여 진동판을 형성한다.When using ceramic as the material of the diaphragm, silicon (Si), silicon carbide (SiC), polysilicon (poly-Si), zirconium oxide (ZrO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ) Screen printing is performed to form a diaphragm.
진동판의 재료로 고분자화합물을 사용하는 경우, 수지와 같은 유기화합물을 코팅함으로써 진동판을 형성한다.When a polymer compound is used as the material of the diaphragm, the diaphragm is formed by coating an organic compound such as a resin.
진동판의 상부에는 챔버판을 형성한다. 챔버판을 감광성 고분자화합물 또는 금속을 사용하여 형성한다.The chamber plate is formed on the upper part of the diaphragm. The chamber plate is formed using a photosensitive polymer compound or a metal.
챔버판의 재료로 감광성 고분자화합물을 사용하는 경우 진동판의 상부에 고분자화합물을 코팅하여 챔버판을 형성한 후 패터닝하고 노광하여 제거함으로써 챔버를 형성한다. 감광성 고분자화합물을 사용하는 경우 노광공정에 의해 챔버를 형성하므로 반도체공정수준의 형상정밀도를 확보할 수 있고, 이후 유로판과 접합시킬 때 접합성이 향상되는 효과가 있다.When the photosensitive polymer compound is used as the material of the chamber plate, the chamber is formed by coating the polymer compound on the upper part of the vibration plate to form a chamber plate, and then patterning and exposing and removing the chamber plate. In the case of using the photosensitive polymer compound, since the chamber is formed by the exposure process, it is possible to secure the shape accuracy of the semiconductor process level, and thereafter, the bonding property is improved when bonding to the flow path plate.
챔버판의 재료로 금속을 사용하는 경우에는 챔버가 형성될 부분을 포토레지스트 등을 패터닝하여 차폐한 후 전주도금하여 챔버판을 형성하고 포토레지스트를 제거하여 챔버를 형성한다.In the case of using a metal as the material of the chamber plate, the part where the chamber is to be formed is shielded by patterning a photoresist or the like, followed by electroplating to form a chamber plate, and removing the photoresist to form a chamber.
챔버판과 챔버를 형성한 후에는 PZT박판을 래핑하여 원하는 두께로 만든다. 원하는 두께로 만들어진 PZT박판을 패터닝하여 에칭함으로써 압전체를 형성한다.After forming the chamber plate and chamber, the PZT sheet is wrapped to the desired thickness. A piezoelectric body is formed by patterning and etching a PZT thin plate made to a desired thickness.
압전체의 상부에 상부전극을 형성한다. 상부전극은 상기 하부전극과 동일한 재료 및 방법에 의하여 형성하며, 상부전극을 형성함으로써 전체 액츄에이터가 완성된다.An upper electrode is formed on the piezoelectric body. The upper electrode is formed by the same material and method as that of the lower electrode, and the entire actuator is completed by forming the upper electrode.
상기와 같이 제조된 액츄에이터는 하부전극과 진동판 사이에 절연막이 존재하기 때문에 액츄에이터부분이 전기적으로 이상적인 경계조건을 가지게 되어 전압변위가 감소하고 고분자 절연막이 완충작용을 해주므로 진동감쇄특성이 우수하다.In the actuator manufactured as described above, since the insulating film is present between the lower electrode and the diaphragm, the actuator portion has an electrically ideal boundary condition, so that the voltage displacement is reduced and the polymer insulating film acts as a buffer so that the vibration damping property is excellent.
다음으로 유로판, 유로, 리스트릭터판 및 리스트릭터로 구성된 유로구조를 제조하는 방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing a flow path structure composed of a flow path plate, a flow path, a restrictor plate, and a restrictor will be described.
유로구조는 상부유로와 하부유로의 2부분으로 구성하고 상부유로와 하부유로사이에 리스트릭터가 위치하도록 한다. 유로구조는 전체를 5-500㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 10-150㎛의 두께로 형성하는 것이 특히 바람직하다.The flow path structure consists of two parts, the upper flow path and the lower flow path, and the restrictor is positioned between the upper flow path and the lower flow path. The flow path structure is preferably formed to a whole thickness of 5-500 μm, and particularly preferably to a thickness of 10-150 μm.
유로구조를 형성하기 위해서는 먼저 유로구조를 형성하기 위한 베이스가 되는 기판을 준비하고, 기판 위에는 기판 위에서 제조된 유로판이 기판과 용이하게 분리되도록 하기 위한 희생층을 형성한다.In order to form the flow path structure, a substrate serving as a base for forming the flow path structure is first prepared, and a sacrificial layer is formed on the substrate so that the flow path plate manufactured on the substrate can be easily separated from the substrate.
희생층은 금속층 또는 포토레지스트층을 삽입하여 형성한다. 금속층으로는 알루미늄 등을 사용하며, 포토레지스트는 드라이필름형태의 포토레지스트를 사용하는 것이 일반적이다.The sacrificial layer is formed by inserting a metal layer or a photoresist layer. Aluminum or the like is used as the metal layer, and a photoresist of dry film type is generally used.
희생층의 상부에서 유로구조를 형성하는 방법은 크게 2가지 방법으로 나눌 수 있다.The method of forming the flow path structure on the top of the sacrificial layer can be largely divided into two methods.
유로구조를 형성하는 첫 번째 방법에서는 기판에 형성된 희생층의 상부에 감광성 고분자 화합물을 코팅하여 하부유로판을 형성한 후 이를 패터닝하고 노광한다. 다음으로 하부유로판의 상부에 감광성 고분자 화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성한 후 이를 패터닝하고 노광한다. 마지막으로 리스트릭터판의 상부에 감광성 고분자 화합물을 코팅하여 상부유로판을 형성한 후 이를 패터닝 및 노광한다.In the first method of forming the flow path structure, a photosensitive polymer compound is coated on the sacrificial layer formed on the substrate to form a lower flow path plate, and then patterned and exposed. Next, a photosensitive polymer compound is coated on the lower flow path plate to form a restrictor plate, and then patterned and exposed. Finally, a photosensitive polymer compound is coated on the top of the restrictor plate to form an upper flow path plate, and then patterned and exposed.
이때 패터닝하는 방법으로는 포토레지스트, 섀도우 마스크 등을 사용할 수 있다.In this case, as a method of patterning, a photoresist, a shadow mask, or the like may be used.
하부유로판, 리스트릭터판 및 상부유로판을 각각 노광한 후 하부유로, 리스트릭터 및 상부유로에 해당하는 부분을 동시에 현상, 즉 다노광 단일현상(multi-exposure single development, MESD)하여 상부유로, 리스트릭터 및 하부유로의 구조를 형성한다.After exposing the lower flow path plate, the restrictor plate and the upper flow path plate, the upper flow path may be developed by simultaneously developing a portion corresponding to the lower flow path, the restrictor and the upper flow path, that is, multi-exposure single development (MESD). It forms the structure of the restrictor and the lower flow path.
동시현상에 의하여 상부유로, 리스트릭터 및 하부유로의 구조를 형성한 후에는 상부유로판, 리스트릭터판 및 하부유로판을 열경화시키고, 하부유로판을 기판으로부터 분리한다. 하부유로판과 기판의 분리는 하부유로판과 기판 사이에 위치한 희생층을 제거하는 방법에 의한다.After the formation of the upper flow channel, the restrictor and the lower flow path structure by co-development, the upper flow path plate, the restrictor plate and the lower flow path plate are thermally cured, and the lower flow path plate is separated from the substrate. Separation of the lower flow plate and the substrate is by removing a sacrificial layer located between the lower flow plate and the substrate.
기판에서 분리함으로써 유로구조가 완성된다.The flow path structure is completed by separating from the substrate.
유로구조를 형성하는 두 번째 방법은 구조적으로 하부유로판, 리스트릭터판 및 상부유로판을 동시에 현상하는 것이 어려운 경우에 사용하는 방법이다.The second method of forming the flow path structure is a method used when it is difficult to develop the lower flow path plate, the restrictor plate, and the upper flow path plate at the same time.
이 방법에서는 기판에 형성된 희생층의 상부에 감광성 고분자 화합물을 하부유로판을 형성한 후 이를 패터닝하고 노광한다. 다음으로 하부유로판의 상부에 감광성 고분자 화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성한 후 이를 패터닝하고 노광한다.In this method, after forming the lower euro plate of the photosensitive polymer compound on the sacrificial layer formed on the substrate, it is patterned and exposed. Next, a photosensitive polymer compound is coated on the lower flow path plate to form a restrictor plate, and then patterned and exposed.
이때에도 패터닝하는 방법으로는 포토레지스트, 섀도우 마스크 등을 사용할 수 있다.In this case, as a method of patterning, a photoresist, a shadow mask, or the like may be used.
하부유로판과 리스트릭터판을 각각 노광한 후 하부유로와 리스트릭터에 해당하는 부분을 동시에 현상하여 상부유로와 리스트릭터를 형성한다.After exposing the lower channel plate and the restrictor plate, respectively, the lower channel and the part corresponding to the restrictor are simultaneously developed to form the upper channel and the restrictor.
동시현상에 의하여 하부유로와 리스트릭터를 형성한 후에는 하부유로판과 리스트릭터판을 열경화시키고, 하부유로판을 기판으로부터 분리한다. 하부유로판과 기판의 분리는 하부유로판과 기판 사이에 위치한 희생층을 제거하는 방법에 의한다.After forming the lower flow path and the restrictor by co-development, the lower flow path plate and the restrictor plate are thermally cured, and the lower flow path plate is separated from the substrate. Separation of the lower flow plate and the substrate is by removing a sacrificial layer located between the lower flow plate and the substrate.
상부유로가 형성된 상부유로판은 금속을 사용하여 별도로 형성한다. 이때 금속으로는 스테인레스 스틸 등을 사용하는 것이 바람직하다. 형성된 상부유로판을 리스트릭터판에 접착시켜 유로구조를 완성한다.The upper flow path plate on which the upper flow path is formed is formed separately using metal. At this time, it is preferable to use stainless steel or the like as the metal. The upper flow path plate formed is bonded to the restrictor plate to complete the flow path structure.
상부유로판을 금속으로 형성하더라도 잉크젯 프린터 헤드에서 분사성능에 영향을 미치는 리스트릭터의 정밀도는 확보할 수 있다.Even if the upper flow path plate is made of metal, the precision of the restrictor affecting the jetting performance in the inkjet printer head can be secured.
다음으로 리저버구조를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 리저버를 형성하는 방법은 크게 노즐판을 기판으로 이용하여 리저버판을 직접 형성하는 방법과 별도로 리저버판을 제작한 후 노즐판에 접착하는 방법의 두 가지로 나눌 수 있다.Next, the method of manufacturing a reservoir structure is demonstrated. The method of forming a reservoir may be divided into two methods: a method of directly forming a reservoir plate using a nozzle plate as a substrate and a method of manufacturing a reservoir plate and then attaching the reservoir plate to the nozzle plate.
리저버구조를 제조하기 전에 노즐이 형성된 노즐판을 형성한다. 노즐 및 노즐판은 일반적으로 사용되고 있는 방법들에 의해 제조할 수 있다,Before manufacturing the reservoir structure, a nozzle plate having a nozzle is formed. The nozzle and the nozzle plate can be manufactured by methods generally used.
노즐과 노즐판을 제조하기 위한 방법의 대표적인 예로는 전주도금법에 의하여 노즐을 형성하는 방법과 마이크로펀칭과 연마공정에 의하여 노즐을 형성하는 방법이 있다.Representative examples of the method for manufacturing the nozzle and the nozzle plate include a method of forming a nozzle by electroplating and a method of forming a nozzle by a micropunching and polishing process.
전주도금법에서는 기판에 포토레지스트를 얇게 도포한 후 패터닝한다. 패턴이 형성된 기판을 전해액에 넣고 전류를 흘려주면 도금물질이 성장하게 되며, 사용하고자 하는 노즐의 크기만큼 도금물질이 성장하면 도금을 중지한다. 도금이 완료되면 기판과 기판에 형성된 포토레지스트를 제거함으로써 노즐이 형성된 노즐판을 완성한다.In the electroplating method, a thin photoresist is applied to a substrate and then patterned. The plating material is grown by inserting the substrate having the pattern formed into the electrolyte and flowing an electric current. The plating is stopped when the plating material is grown by the size of the nozzle to be used. When the plating is completed, the nozzle plate on which the nozzle is formed is completed by removing the substrate and the photoresist formed on the substrate.
또한 마이크로 펀칭 및 연마공정에 의한 방법에서는 노즐판로 사용할 금속시트를 마이크로 펀칭핀으로 드로잉하여 금속시트의 반대면 깊이 이상까지 노즐단면을 형성한다. 드로잉 후 금속시트의 돌출된 부분을 연마공정에 의해 제거하고, 연마공정에 의하여 금속시트에 발생하는 거친 표면(burr)은 전해연마나 화학연마에 의하여 제거한다.In addition, in the method by the micro punching and polishing process, the metal sheet to be used as the nozzle plate is drawn by the micro punching pin to form the nozzle cross section up to the depth of the opposite side of the metal sheet. After drawing, the protruding portion of the metal sheet is removed by a polishing process, and the burrs generated on the metal sheet by the polishing process are removed by electropolishing or chemical polishing.
노즐과 노즐판은 상기의 대표적인 방법 이외에도 여러 가지 방법들에 의하여 제조될 수 있다.The nozzle and the nozzle plate may be manufactured by various methods in addition to the above-described representative methods.
리저버구조를 제조하기 위한 첫 번째 방법에서는 상기와 같이 별도로 제작된 노즐판의 표면을 활성화시켜 감광성 고분자 화합물과의 친화성을 부여한다. 노즐판의 표면을 활성화시키기 위해서는 노즐판의 표면에 금 등의 접착증진물을 스핀코팅이나 스퍼터링하여 접착증진층을 형성한다. 이와 같이 노즐판 표면을 활성화하는 것은 노즐판 표면과 리저버판의 일체형 구조의 안정성에 매우 중요하다.In the first method for manufacturing the reservoir structure, the surface of the nozzle plate separately manufactured as described above is activated to provide affinity with the photosensitive polymer compound. In order to activate the surface of the nozzle plate, an adhesion promoter layer is formed by spin coating or sputtering an adhesion promoter such as gold on the surface of the nozzle plate. Thus, activating the nozzle plate surface is very important for the stability of the integrated structure of the nozzle plate surface and the reservoir plate.
활성화된 노즐판의 표면에 감광성 고분자 화합물을 코팅하여 리저버판을 형성한다. 이때 리저버판은 5-200㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The photosensitive polymer compound is coated on the surface of the activated nozzle plate to form a reservoir plate. At this time, the reservoir plate is preferably formed to a thickness of 5-200㎛.
형성된 리저버판을 패터닝, 노광 및 현상하여 리저버를 형성한다. 이때에도 패터닝하는 방법으로는 포토레지스트, 섀도우 마스크 등을 사용할 수 있다.The reservoir plate formed is patterned, exposed and developed to form a reservoir. In this case, as a method of patterning, a photoresist, a shadow mask, or the like may be used.
리저버를 형성한 후 열경화하여 리저버구조를 완성한다.After the reservoir is formed, it is thermoset to complete the reservoir structure.
리저버구조를 제조하기 위한 두 번째 방법에서는 먼저 리저버판을 형성하기 위하여 베이스가 되는 기판을 제공한다.The second method for manufacturing a reservoir structure first provides a substrate as a base for forming a reservoir plate.
기판의 상부에 기판과 리저버판의 분리를 위한 희생층을 형성한다. 희생층은 앞에서 설명한 바와 같은 방법으로 형성한다.A sacrificial layer for separating the substrate and the reservoir plate is formed on the substrate. The sacrificial layer is formed in the same manner as described above.
희생층이 형성된 기판에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판을 형성한다. 이때에도 두께는 5-200㎛로 형성하는 것이 바람직하다.The reservoir plate is formed by coating the photosensitive polymer compound on the substrate on which the sacrificial layer is formed. Also at this time, the thickness is preferably formed in 5-200㎛.
형성된 리저버판을 패터닝, 노광 및 현상하여 리저버를 형성한다. 이때에도 패터닝하는 방법으로는 포토레지스트, 섀도우 마스크 등을 사용할 수 있다.The reservoir plate formed is patterned, exposed and developed to form a reservoir. In this case, as a method of patterning, a photoresist, a shadow mask, or the like may be used.
리저버를 형성한 후 리저버판을 열경화시켜 리저버판과 리저버를 완성한다.After the reservoir is formed, the reservoir plate is thermally cured to complete the reservoir plate and the reservoir.
완성된 리저버판을 기판으로부터 분리시킨다. 리저버판을 기판에서 분리하는 방법은 리저버판과 기판 사이에 위치한 희생층을 제거하는 방법에 의한다.The completed reservoir plate is separated from the substrate. The method of separating the reservoir plate from the substrate is by removing a sacrificial layer located between the reservoir plate and the substrate.
분리된 리저버판을 별도로 제조한 노즐판과 접착시켜 리저버구조를 완성한다.The separated reservoir plate is bonded to a separately manufactured nozzle plate to complete the reservoir structure.
상기에서 설명한 바와 같은 방법들에 의하여 제조된 액츄에이터, 유로구조 및 리저버구조를 정렬하여 접합시킴으로써 잉크젯 프린터 헤드를 완성한다.The inkjet printer head is completed by aligning and bonding the actuator, the flow path structure, and the reservoir structure manufactured by the methods as described above.
상기에서 설명한 방법들에서와 같이 유로구조와 리저버구조를 형성하지 않고 유로판없이 리스트릭터 및 리저버 구조를 일체로 형성할 수도 있다.As in the methods described above, the restrictor and the reservoir structure may be integrally formed without the flow path plate without forming the flow path structure and the reservoir structure.
이 방법에서는 기판에 희생층을 형성한 후 감광성 고분자 화합물을 코팅하여 리스트릭터판을 형성한다. 리스트릭터판을 형성한 후 형성된 리스트릭터판을 패터닝하고 노광한다.In this method, a sacrificial layer is formed on a substrate, and then a photosensitive polymer compound is coated to form a restrictor plate. After forming the restrictor plate, the formed restrictor plate is patterned and exposed.
다음으로 리스트릭터판의 하부에 감광성 고분자 화합물을 코팅하여 리저버판을 형성하고, 리저버판을 패터닝한 후 노광한다.Next, a photosensitive polymer compound is coated on the lower part of the restrictor plate to form a reservoir plate, and the reservoir plate is patterned and then exposed.
패터닝 및 노광된 리스트릭터판과 리저버판을 동시현상하여 리스트릭터와 리저버를 형성한다.The patterned and exposed restrictor plate and reservoir plate are simultaneously developed to form the restrictor and the reservoir.
이때 챔버 내로 유입되는 잉크의 흐름을 원활히 하기 위하여 별도로 제조된 금속으로 이루어진 상부유로판을 리스트릭터판의 상부에 접착할 수도 있다.In this case, in order to facilitate the flow of the ink flowing into the chamber, an upper flow path plate made of a separately manufactured metal may be adhered to the upper part of the restrictor plate.
리스트릭터와 리저버를 형성한 후 희생층을 제거함으로써 기판으로부터 리스트릭터판을 분리한다.After forming the restrictor and the reservoir, the restrictor plate is separated from the substrate by removing the sacrificial layer.
분리한 리스트릭터 및 리저버 구조를 상기 액츄에이터, 노즐판과 접합함으로서 잉크젯 프린터 헤드를 완성한다.The separated jet and reservoir structures are joined to the actuator and the nozzle plate to complete the inkjet printer head.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 액츄에이터의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도이다.1 to 7 is a process chart showing an embodiment of the manufacturing method of the actuator of the present invention.
먼저 PZT박판(11)을 제공하고, PZT박판(11)의 상부에 하부전극(14)을 패터닝하여 형성한다. 형성된 하부전극(14)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막(16)을 형성한다.First, the PZT thin plate 11 is provided, and the lower electrode 14 is patterned on the upper portion of the PZT thin plate 11. An insulating film 16 covering the lower electrode is formed by coating and exposing the photosensitive polymer compound on the formed lower electrode 14.
형성된 절연막(16)의 상부에 세라믹으로 이루어진 진동판(18)을 형성하고, 진동판(18)의 상부에 챔버(20)와 챔버판(22)을 형성한다.The diaphragm 18 made of ceramic is formed on the formed insulating film 16, and the chamber 20 and the chamber plate 22 are formed on the diaphragm 18.
챔버판(22)을 형성한 후 PZT박판(11)을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체(12)를 형성하고, 압전체(12)의 상부에 상부전극(10)을 형성하여 액츄에이터를 완성한다.After forming the chamber plate 22, the PZT thin plate 11 is wrapped, patterned, and etched to form a piezoelectric body 12, and an upper electrode 10 is formed on the piezoelectric body 12 to complete an actuator.
도 8 내지 도 15는 본 발명의 액츄에이터의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도이다.8 to 15 is a process chart showing another embodiment of the manufacturing method of the actuator of the present invention.
먼저 PZT박판(31)을 제공하고, PZT박판(31)의 상부에 하부전극(34)을 패터닝하여 형성한다. 형성된 하부전극(34)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하고 노광하여 하부전극을 덮는 절연막(36)을 형성한다.First, the PZT thin plate 31 is provided, and the lower electrode 34 is patterned on the upper portion of the PZT thin plate 31. An insulating film 36 covering the lower electrode is formed by coating and exposing the photosensitive polymer compound on the formed lower electrode 34.
형성된 절연막(36)의 상부에 시딩층(37)을 형성한 후 금속을 도금하여 진동판(38)을 형성한다. 형성된 진동판(38)의 상부에 챔버(40)와 챔버판(42)을 형성한다.After the seeding layer 37 is formed on the formed insulating layer 36, the diaphragm 38 is formed by plating metal. The chamber 40 and the chamber plate 42 are formed on the formed diaphragm 38.
챔버판(42)을 형성한 후 PZT박판(31)을 래핑, 패터닝 및 에칭하여 압전체(32)를 형성하고, 압전체(32)의 상부에 상부전극(30)을 형성하여 액츄에이터를 완성한다.After forming the chamber plate 42, the PZT thin plate 31 is wrapped, patterned, and etched to form a piezoelectric body 32, and an upper electrode 30 is formed on the piezoelectric body 32 to complete an actuator.
도 16 내지 도 25는 본 발명의 유로구조의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도이다.16 to 25 are process diagrams showing one embodiment of a method of manufacturing a flow path structure of the present invention.
먼저 기판(100)을 제공하고, 기판(100)의 상부에 희생층(102)을 형성한다.First, the substrate 100 is provided, and the sacrificial layer 102 is formed on the substrate 100.
형성된 희생층(102)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판(104)을 형성하고, 형성된 하부유로판(104)을 패터닝하여 노광한다.The lower flow path plate 104 is formed by coating a photosensitive polymer compound on the formed sacrificial layer 102, and the lower flow path plate 104 is patterned and exposed.
하부유로판(104)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판(106)을 형성하고, 패터닝하여 노광한다.The photosensitive polymer compound is coated on the lower flow path plate 104 to form the restrictor plate 106, and then patterned and exposed.
리스트릭터판(106)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여상부유로판(108)을 형성하고, 패터닝하여 노광한다.The upper flow path plate 108 is formed by coating a photosensitive polymer compound on the top of the restrictor plate 106, and patterning the light to expose the upper flow path plate 108.
패터닝 및 노광된 상부유로판(108), 리스트릭터판(106) 및 하부유로판(104)을 동시에 현상하여 상부유로(109), 리스트릭터(107) 및 하부유로(105)를 형성한다.The upper flow path plate 108, the restrictor plate 106, and the lower flow path plate 104 are patterned and exposed at the same time to form the upper flow path 109, the restrictor 107, and the lower flow path 105.
형성된 상부유로(109), 리스트릭터(107) 및 하부유로(105)을 열경화시키고, 희생층(102)을 제거함으로써 하부유로판(104)을 기판으로부터 분리하여 유로구조를 완성한다.The upper flow path 109, the restrictor 107, and the lower flow path 105 are thermally cured, and the lower flow path 104 is separated from the substrate by removing the sacrificial layer 102 to complete the flow path structure.
도 26 내지 도 35는 본 발명의 유로구조의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도이다.26 to 35 are process diagrams showing another embodiment of the method for manufacturing the flow path structure of the present invention.
먼저 기판(110)을 제공하고, 기판(110)의 상부에 희생층(112)을 형성한다.First, the substrate 110 is provided, and the sacrificial layer 112 is formed on the substrate 110.
형성된 희생층(112)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 하부유로판(114)을 형성하고, 형성된 하부유로판(114)을 패터닝하여 노광한다.A photosensitive polymer compound is coated on the formed sacrificial layer 112 to form a lower flow path plate 114, and the lower flow path plate 114 is patterned and exposed.
하부유로판(114)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판(116)을 형성하고, 패터닝하여 노광한다.A photosensitive polymer compound is coated on the lower flow path plate 114 to form a restrictor plate 116, and then patterned and exposed.
패터닝 및 노광된 하부유로판(114)과 리스트릭터판(116)을 동시에 현상하여 하부유로(115)와 리스트릭터(117)를 형성하고, 형성된 하부유로(114)와 리스트릭터(117)를 열경화시킨다.The lower flow path plate 114 and the restrictor plate 116 are simultaneously developed to form the lower flow path 115 and the restrictor 117, and the lower flow path 114 and the restrictor 117 are opened. Harden.
상부유로(119)가 형성된 상부유로판(118)은 별도로 제작하여 상기 리스트릭터판(116)과 접착시킨다.The upper flow path plate 118 on which the upper flow path 119 is formed is separately manufactured and bonded to the restrictor plate 116.
희생층(112)을 제거함으로써 하부유로판(114)을 기판으로부터 분리하여 유로구조를 완성한다.By removing the sacrificial layer 112, the lower flow path plate 114 is separated from the substrate to complete the flow path structure.
도 36 내지 도 40은 본 발명의 리저버구조의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도이다.36 to 40 are process diagrams showing one embodiment of a method of manufacturing a reservoir structure of the present invention.
먼저 노즐(202)이 형성된 노즐판(200)을 제조한 후 노즐판(200)의 표면을 감광성 고분자화합물과 친화성을 가지도록 활성화시킨다.First, after manufacturing the nozzle plate 200 in which the nozzle 202 is formed, the surface of the nozzle plate 200 is activated to have affinity with the photosensitive polymer compound.
표면이 활성화된 노즐판(200)에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판(204)을 형성한다. 형성된 리저버판(204)을 포토레지스트(205)로 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버(207)를 형성한다.The reservoir plate 204 is formed by coating a photosensitive polymer compound on the surface of the activated nozzle plate 200. The formed reservoir plate 204 is patterned with a photoresist 205 and then exposed and developed to form the reservoir 207.
리저버(207)가 형성된 리저버판(204)을 열경화시켜 리저버구조를 완성한다.The reservoir plate 204 on which the reservoir 207 is formed is thermally cured to complete the reservoir structure.
도 41 내지 도 49는 본 발명의 리저버구조의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도이다.41 to 49 are flowcharts showing another embodiment of the method for manufacturing the reservoir structure of the present invention.
먼저 기판(220)을 제공하고, 기판(220)의 상부에 희생층(218)을 형성한다.First, the substrate 220 is provided, and the sacrificial layer 218 is formed on the substrate 220.
희생층(218)이 형성된 기판(220)에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판(214)을 형성한다. 형성된 리저버판(214)을 섀도우마스크(215)로 패터닝한 후 노광하고 현상하여 리저버(217)를 형성한다. 리저버(217)가 형성된 리저버판(214)을 열경화시킨다.The reservoir plate 214 is formed by coating the photosensitive polymer compound on the substrate 220 on which the sacrificial layer 218 is formed. The formed reservoir plate 214 is patterned with a shadow mask 215 and then exposed and developed to form the reservoir 217. The reservoir plate 214 on which the reservoir 217 is formed is thermally cured.
희생층(218)을 제거함으로써 리저버판(214)을 기판(220)으로부터 분리하여 리저버구조를 완성한다.By removing the sacrificial layer 218, the reservoir plate 214 is separated from the substrate 220 to complete the reservoir structure.
도 50 내지 도 57은 본 발명의 리저버판과 리스트릭터판 구조의 제조방법의 일실시예를 나타낸 공정도이다.50 to 57 are process charts showing one embodiment of a method for manufacturing a reservoir plate and a restrictor plate structure of the present invention.
먼저 기판(300)을 제공하고, 기판(300)의 상부에 희생층(302)을 형성한다.First, the substrate 300 is provided, and the sacrificial layer 302 is formed on the substrate 300.
형성된 희생층(302)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리저버판(304)을 형성하여 패터닝 및 노광한다.The photosensitive polymer compound is coated on the formed sacrificial layer 302 to form a reservoir plate 304 to be patterned and exposed.
리저버판(304)의 상부에 감광성 고분자화합물을 코팅하여 리스트릭터판(306)을 형성하여 패터닝 및 노광한다.The photosensitive polymer compound is coated on the reservoir plate 304 to form the restrictor plate 306 to be patterned and exposed.
리스트릭터판(306)과 리저버판(304)을 동시에 노광하여 리스트릭터(307)와 리저버(305)를 형성한 후 열경화시킨다.The restrictor plate 306 and the reservoir plate 304 are simultaneously exposed to form the restrictor 307 and the reservoir 305 and then thermally cured.
희생층(302)을 제거하여 리저버판(304)을 기판으로부터 분리함으로써 리저버판과 리스트릭터판 구조를 완성한다.The sacrificial layer 302 is removed to separate the reservoir plate 304 from the substrate to complete the reservoir plate and the restrictor plate structures.
도 58은 도 1 내지 도 7의 공정에 의해 제조된 액츄에이터와, 도 16 내지 도 25의 공정에 의해 제조된 유로구조와, 도 36 내지 도 40의 공정에 의해 제조된 리저버구조를 접착층(150)(150a)에 의해 접합함으로써 제조한 잉크젯 프린터 헤드를 나타낸 것이다.58 is a view illustrating an actuator manufactured by the process of FIGS. 1 to 7, a flow path structure manufactured by the process of FIGS. 16 to 25, and a reservoir structure manufactured by the process of FIGS. 36 to 40. The inkjet printer head manufactured by bonding by 150a is shown.
도 59는 도 8 내지 도 15의 공정에 의해 제조된 액츄에이터와, 도 16 내지 도 25의 공정에 의해 제조된 유로구조와, 도 41 내지 도 49의 공정에 의해 제조된 리저버구조를 접착층(151)(151a)에 의해 접합함으로써 제조한 잉크젯 프린터 헤드를 나타낸 것이다.59 illustrates an actuator manufactured by the process of FIGS. 8 to 15, a flow path structure manufactured by the process of FIGS. 16 to 25, and a reservoir structure manufactured by the process of FIGS. 41 to 49. The inkjet printer head manufactured by bonding by 151a is shown.
도 60은 도 8 내지 도 15의 공정에 의해 제조된 액츄에이터와, 도 26 내지 도 35의 공정에 의해 제조된 유로구조와, 도 36 내지 도 40의 공정에 의해 제조된 리저버구조를 접착층(152)(152a)에 의해 접합함으로써 제조한 잉크젯 프린터 헤드를 나타낸 것이다.60 is a view showing an actuator manufactured by the process of FIGS. 8 to 15, a flow path structure manufactured by the process of FIGS. 26 to 35, and a reservoir structure manufactured by the process of FIGS. 36 to 40. The inkjet printer head manufactured by bonding by 152a is shown.
도 61은 도 1 내지 도 7의 공정에 의해 제조된 액츄에이터와, 도 26 내지 도 35의 공정에 의해 제조된 유로구조와, 도 41 내지 도 49의 공정에 의해 제조된 리저버구조를 접착층(153)(153a)에 의해 접합함으로써 제조한 잉크젯 프린터 헤드를 나타낸 것이다.61 is a view showing an actuator manufactured by the process of FIGS. 1 to 7, a flow path structure manufactured by the process of FIGS. 26 to 35, and a reservoir structure manufactured by the process of FIGS. 41 to 49. The inkjet printer head manufactured by bonding by 153a is shown.
도 62는 도 1 내지 도 7의 공정에 의해 제조된 액츄에이터와, 도 50 내지 도 57의 공정에 의해 제조된 리저버와 리스트릭터 구조와, 별도로 제조된 노즐 플레이트를 접착층(154)(154a)에 의해 접합함으로써 제조한 잉크젯 프린터 헤드를 나타낸 것이다.FIG. 62 shows an actuator manufactured by the process of FIGS. 1 to 7, a reservoir and a restrictor structure manufactured by the process of FIGS. 50 to 57, and a nozzle plate separately manufactured by the adhesive layers 154 and 154a. The inkjet printer head manufactured by bonding is shown.
도 63은 도 1 내지 도 7의 공정에 의해 제조된 액츄에이터와, 도 50 내지 도 57의 공정에 의해 제조된 리저버와 리스트릭터 구조와, 별도로 제조한 상부유로판(308)과, 별도로 제조된 노즐 플레이트를 접착층(155)(155a)에 의해 접합함으로써 제조한 잉크젯 프린터 헤드를 나타낸 것이다.FIG. 63 shows an actuator manufactured by the process of FIGS. 1 to 7, a reservoir and a restrictor structure manufactured by the process of FIGS. 50 to 57, an upper flow path plate 308 manufactured separately, and a nozzle manufactured separately. The inkjet printer head manufactured by bonding the plates by the adhesive layers 155 and 155a is shown.
상기와 같은 본 발명의 방법에 의하면 각 부품을 개별적으로 제조하지 않고 여러 가지 부품을 일체형으로 제조한 후 접합하여 잉크젯 프린터 헤드를 제조함으로써 각 부품의 접합공정에서 발생하는 불량을 줄일 수 있고 잉크젯 프린터 헤드의 장기적인 신뢰성을 확보할 수 있다.According to the method of the present invention as described above, instead of manufacturing each part individually, the various parts are manufactured integrally and then bonded to produce an inkjet printer head, thereby reducing defects in the bonding process of each part, and the inkjet printer head. Long-term reliability of the
또한 코팅 및 노광의 1단계 공정을 적용함으로써 공정시간을 단축시키고 공정비용과 재료비를 절감할 수 있으며 공정의 대면적화가 가능하여 생산성이 높아진다. 또한 반도체 공정수준의 형상정밀도와 마이크론 단위의 두께 자유도를 확보할 수 있어 헤드성능을 향상시키기 위한 다양한 구조변수를 적용할 수 있고 헤드의 밀집도를 높일 수 있으므로 고성능헤드를 용이하게 제작할 수 있다.In addition, by applying the one-step process of coating and exposure, the process time can be shortened, the process cost and material cost can be reduced, and the large area of the process can be achieved, thereby increasing productivity. In addition, it is possible to secure the shape precision of the semiconductor process level and the thickness degree of micron unit, so that various structural variables can be applied to improve the head performance, and the density of the head can be increased, making it possible to easily manufacture a high performance head.
또한 진동판의 두께가 균일하고 챔버의 형상정밀도가 전체 셀에 걸쳐 유지되므로 열간, 칩(chip)간, 헤드간 성능 균일성을 확보하는 작업이 용이해진다.In addition, since the thickness of the diaphragm is uniform and the shape accuracy of the chamber is maintained throughout the entire cell, it is easy to ensure the performance uniformity between hot, chip and head.
또한 액츄에이터 제조공정 중 신뢰성있는 절연막을 형성함으로써 별도의 절연막을 형성하는 공정을 생략할 수도 있고, 절연막에 의해 상부전극과 하부전극이 분리됨으로써 셀의 쇼트현상을 방지할 수 있다.In addition, the process of forming a separate insulating film may be omitted by forming a reliable insulating film in the actuator manufacturing process, and the short electrode of the cell may be prevented by separating the upper electrode and the lower electrode by the insulating film.
Claims (22)
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|---|---|---|---|
| KR1020000048527A KR20020015430A (en) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | Manufacturing method of ink jet printer head |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130094757A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-26 | 제록스 코포레이션 | Method for forming a printhead, and ink jet printhead |
| CN116215081A (en) * | 2022-12-20 | 2023-06-06 | 武汉敏捷微电子有限公司 | Microfluidic device, manufacturing method and application thereof |
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2000
- 2000-08-22 KR KR1020000048527A patent/KR20020015430A/en not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR20130094757A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-26 | 제록스 코포레이션 | Method for forming a printhead, and ink jet printhead |
| CN116215081A (en) * | 2022-12-20 | 2023-06-06 | 武汉敏捷微电子有限公司 | Microfluidic device, manufacturing method and application thereof |
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