KR20050069456A - 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 - Google Patents

잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050069456A
KR20050069456A KR1020030101581A KR20030101581A KR20050069456A KR 20050069456 A KR20050069456 A KR 20050069456A KR 1020030101581 A KR1020030101581 A KR 1020030101581A KR 20030101581 A KR20030101581 A KR 20030101581A KR 20050069456 A KR20050069456 A KR 20050069456A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ink
chamber
layer
bead
substrate
Prior art date
Application number
KR1020030101581A
Other languages
English (en)
Inventor
박용식
박병하
하용웅
박성준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020030101581A priority Critical patent/KR20050069456A/ko
Publication of KR20050069456A publication Critical patent/KR20050069456A/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/05Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers produced by the application of heat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088Structure of heating means
    • B41J2/14112Resistive element
    • B41J2/14129Layer structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1601Production of bubble jet print heads
    • B41J2/1603Production of bubble jet print heads of the front shooter type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1632Manufacturing processes machining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 잉크젯 프린트헤드는, 표면에는 잉크를 가열하기 위한 히터가 형성되며, 잉크 공급을 위한 잉크 피드홀이 관통되어 형성된 기판; 이 기판 위에 적층되는 것으로, 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버 및 잉크 챔버와 잉크 피드홀을 연결하는 리스트릭터를 한정하는 챔버층; 이 챔버층에 마련되어 챔버층의 두께를 균일하게 하기 위한 것으로, 챔버층의 두께와 동일한 직경을 가지는 구 형상의 비드(bead); 및 챔버층 위에 적층되는 것으로, 잉크가 토출되는 노즐이 형성된 노즐층;을 구비한다.

Description

잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법{Inkjet printhead and method for manufacturing the same}
본 발명은 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 챔버층의 두께를 균일하게 함으로써 토출 성능이 향상된 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록용지 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상으로 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린트헤드는 잉크 액적의 토출 메카니즘에 따라 크게 두가지 방식으로 분류될 수 있다. 그 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 압전구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이다.
상기 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드에서의 잉크 액적 토출 메카니즘을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 저항 발열체로 이루어진 히터에 펄스 형태의 전류가 흐르게 되면, 히터에서 열이 발생되면서 히터에 인접한 잉크는 대략 300℃로 순간 가열된다. 이에 따라 잉크가 비등하면서 버블이 생성되고, 생성된 버블은 팽창하여 잉크 챔버 내에 채워진 잉크에 압력을 가하게 된다. 이로 인해 노즐 부근에 있던 잉크가 노즐을 통해 액적의 형태로 잉크 챔버 밖으로 토출된다.
한편, 이러한 열구동 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향에 따라 다시 탑-슈팅(top-shooting) 방식, 사이드-슈팅(side-shooting) 방식 및 백-슈팅(back-shooting) 방식으로 분류된다. 탑-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 동일한 방식이고, 사이드-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 직각을 이루는 방식이고, 백-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 서로 반대인 잉크 토출 방식을 말한다.
이와 같은 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드는 일반적으로 다음과 같은 요건들을 만족하여야 한다. 첫째, 가능한 한 그 제조가 간단하고 제조비용이 저렴하며, 대량 생산이 가능하여야 한다. 둘째, 고화질의 화상을 얻기 위해서는 인접한 노즐 사이의 간섭(cross talk)은 억제하면서도 인접한 노즐 사이의 간격은 가능한 한 좁아야 한다. 즉, DPI(Dots Per Inch)를 높이기 위해서는 다수의 노즐을 고밀도로 배치할 수 있어야 한다. 셋째, 고속 인쇄를 위해서는, 잉크 챔버로부터 잉크가 토출된 후 잉크 챔버에 잉크가 리필(refill)되는 주기가 가능한 한 짧아야 한다. 즉, 가열된 잉크와 히터의 냉각이 빨리 이루어져 구동 주파수를 높일 수 있어야 한다.
도 1 및 도 2는 종래 탑-슈팅 방식의 잉크젯 프린트헤드를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 잉크젯 프린트헤드는 기판(10)과, 상기 기판(10) 위에 적층되어 잉크 챔버(ink chamber,22) 및 리스트릭터(restrictor,21)를 한정하는 챔버층(20)과, 상기 챔버층(20) 위에 적층되는 노즐층(30)으로 이루어진다.
상기 기판(10)으로는 실리콘 웨이퍼를 가공하여 사용한다. 이는 실리콘 웨이퍼가 반도체 소자에 널리 사용되는 것으로서, 대량 생산에 효과적이기 때문이다. 상기 기판(10)에는 잉크 챔버(22) 각각으로 잉크를 공급하기 위한 공통의 잉크 피드홀(ink feedhole,12)이 관통되어 형성되어 있다. 상기 잉크 챔버(22) 내에는 토출될 잉크가 채워지며, 이 잉크 챔버(22)의 바닥을 이루는 부분의 기판(10)의 상면에는 상기 잉크 챔버(22) 내의 잉크를 가열하여 버블을 발생시키는 히터(25)가 형성된다. 그리고, 상기 히터(25)에는 전류를 인가하기 위한 도선(미도시)이 연결된다. 한편, 상기 잉크 챔버(22)의 일측벽에는 잉크 피드홀(12)과 잉크 챔버(22)를 연결하는 리스트릭터(21)가 관통되어 형성된다. 상기 노즐층(30)에는 잉크 챔버(22)로부터 잉크가 토출되는 노즐(32)이 형성되어 있다.
이와 같은 구조에서, 히터(25)에 펄스 형태의 전류가 인가되어 히터(25)에서 열이 발생하게 되면, 잉크 챔버(22) 내에 채워진 잉크는 가열되어 버블이 발생하게 된다. 그리고, 이렇게 발생된 버블이 팽창함에 따라 잉크 챔버(22) 내의 잉크는 노즐(32)을 통해 액적의 형태로 외부로 토출된다.
상기와 같은 구조의 잉크젯 프린트헤드를 제조하는데 있어서, 잉크 챔버(22)의 높이를 일정하게 해야만 원하는 설계에 맞는 프린트헤드를 제조할 수 있으며, 그 성능을 극대화할 수 있다. 잉크 챔버(22)의 높이를 일정하게 해줄 수 있는 한 방법으로서, 화학적-기계적 연마(CMP; Chemical-Mechanical Polishing) 방법이 이용된다. 상세하게는, 챔버층(20)을 형성한 후 그 내부에 희생층을 채운 다음, 화학적-기계적 연마(CMP) 공정을 통하여 원하는 잉크 챔버(22)의 높이가 되도록 챔버층 (20)및 희생층을 가공하게 된다. 이러한 화학적-기계적 연마(CMP)를 이용한 방법은 두께를 초정밀로 제어할 수 있으므로 고성능의 잉크젯 프린트헤드를 제조하는데 유리하다.
이러한 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에서 가장 중요한 공정 관리 요소는 두께를 정확하게 조절하는 것이다. 일반적인 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에서 두께는 연삭하고자 하는 물체에 마이크로미터를 장착하여 실시간으로 측정하면서 조절한다. 그러나, 잉크젯 프린트헤드의 잉크 챔버(22) 높이는 대략 10㎛ 정도이므로 이를 마이크로 미터만을 이용하여 조절한다는 것은 매우 어렵다. 특히 챔버층(20)이나 희생층은 그 재질이 경도가 약한 폴리머(polymer) 계열이므로, 매우 빠르게 연삭되는 경우 그 두께의 조절이 매우 어렵다. 그리고, 경도가 약한 재질로 인한 웨이퍼 내의 디싱(dishing) 현상 발생으로 웨이퍼 중앙 부분과 외곽 부분의 두께도 일정하게 하기 어렵다. 또한, 초기 웨이퍼 두께 측정이 부정확한 경우에도 최종 두께를 조절하기가 어려워진다. 한편, 잉크젯 프린트헤드의 리스트릭터(21)의 높이는 1㎛ 정도가 변화하여도 프린트헤드의 토출 성능은 크게 달라지므로, 챔버층(20)이 일정한 두께를 가질 수 있도록 하는 화학적-기계적 연마(CMP) 기술이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 챔버층의 두께를 균일하게 함으로써 토출 성능이 향상된 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는,
표면에는 잉크를 가열하기 위한 히터가 형성되며, 잉크 공급을 위한 잉크 피드홀이 관통되어 형성된 기판;
상기 기판 위에 적층되는 것으로, 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버 및 상기 잉크 챔버와 상기 잉크 피드홀을 연결하는 리스트릭터를 한정하는 챔버층;
상기 챔버층에 마련되어 상기 챔버층의 두께를 균일하게 하기 위한 것으로, 상기 챔버층의 두께와 동일한 직경을 가지는 구 형상의 비드(bead); 및
상기 챔버층 위에 적층되는 것으로, 잉크가 토출되는 노즐이 형성된 노즐층;을 구비한다.
상기 비드는 상기 챔버층의 재질보다 경도가 큰 재질로 이루어지며, 이때 상기 비드는 세라믹 또는 카본 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 챔버층에는 상기 비드가 삽입되는 비드홀(bead hole)이 형성되며, 상기 비드홀에는 경화되지 않는 점성 액체가 채워지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조방법은,
기판의 표면에 히터를 형성하는 단계;
상기 기판 위에 잉크 챔버 및 리스트릭터를 한정하고, 구 형상의 비드가 삽입된 비드홀이 형성된 챔버층을 형성하는 단계;
상기 잉크 챔버 및 리스트릭터의 내부를 채우는 희생층을 형성하는 단계;
상기 챔버층의 두께가 상기 비드의 직경과 동일해질 때까지 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에 의하여 상기 희생층 및 챔버층을 연마하는 단계;
상기 챔버층 및 희생층의 상면에 노즐층을 형성하고, 상기 노즐층에 노즐을 형성하는 단계;
상기 기판에 잉크 피드홀을 형성하는 단계; 및
상기 희생층을 제거하여 상기 잉크 챔버 및 리스트릭터를 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 비드는 상기 챔버층의 재질보다 경도가 큰 재질로 이루어진다.
그리고, 상기 비드홀에는 경화되지 않는 점성 액체가 채워지는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면 상에서 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 구조를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드는 기판(110)과, 상기 기판(110) 위에 적층되어 잉크 챔버(ink chamber,122) 및 리스트릭터(restrictor,121)를 한정하는 챔버층(120)과, 상기 챔버층(120) 위에 적층되는 노즐층(130)을 구비한다.
상기 기판(110)으로는 실리콘 웨이퍼를 가공하여 사용한다. 이러한 기판(110)에는 각각의 잉크 챔버(122)로 잉크를 공급하는 공통의 잉크 피드홀(ink feedhole,112)이 관통되어 형성되어 있다.
상기 잉크 챔버(122)에는 토출될 잉크가 채워지며, 이 잉크 챔버(122)의 바닥을 이루는 부분의 기판(110) 표면에는 잉크 챔버(122) 내의 잉크를 가열하여 버블을 발생시키는 히터(125)가 형성된다. 그리고, 이러한 히터(125)에는 전류를 인가하기 위한 도선(미도시)이 연결된다. 상기 잉크 챔버(122)의 일측벽에는 잉크 피드홀(112)과 잉크 챔버(122)를 연결하는 리스트릭터(121)가 관통되어 형성된다. 상기 잉크 챔버(122) 및 리스트릭터(121)를 한정하는 챔버층(120)은 일반적으로 폴리머(polymer) 계열의 재질로 이루어진다.
한편, 상기 챔버층(120)에는 비드홀(bead hole,128)이 형성된다. 이러한 비드홀(128)은 각각의 잉크 챔버(122) 주위에 형성되며, 그 내부에는 구 형상의 비드(bead,150)가 삽입되어 있다. 이러한 비드(150)는 챔버층(120)을 화학적-기계적 연마(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 공정에 의하여 연마할 때, 챔버층(120)의 두께를 균일하게 하기 위한 연마 스토퍼(polishing stopper)로서의 기능을 한다. 여기서, 상기 비드(150)는 챔버층(120)의 재질보다 경도가 큰 세라믹이나 카본 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 챔버층(120)의 두께는 비드(150)의 직경과 동일하게 된다. 한편, 상기 비드홀(128) 내부에는 비드(150) 외에도 경화되지 않는 점성 액체(140)가 채워진다. 이렇게 비드홀(128)에 점성 액체(140)와 비드(150)를 혼합하여 넣게 되면, 비드(150)의 정량 공급을 원활하게 할 수 있으며, 또한 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에서 상기 점성 액체(140)로 인하여 비드(150)가 상기 비드홀(128) 내부에서 유동하여 기판(110)의 표면에 밀착될 수 있다.
상기 챔버층(120)의 상면에는 노즐층(130)이 형성되며, 이 노즐층(130)에는 잉크 챔버(122)로부터 잉크가 토출되는 노즐(132)이 형성되어 있다.
이하에서는, 도 3a 내지 도 9b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조방법을 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 기판(110)의 표면에 히터(125)를 형성한 상태를 도시한 것이다. 먼저, 기판(110)으로는 실리콘 웨이퍼를 대략 400 ~ 650㎛의 두께로 가공하여 사용한다. 이는 실리콘 웨이퍼가 반도체 소자에 널리 사용되는 것으로서, 대량 생산에 효과적이기 때문이다.
상기 히터(125)는 기판(110)의 표면에 탄탈륨 질화물(TaN), 탄탈륨-알루미늄 합금(TaAl), 티타늄 질화물(TiN) 또는 텅스텐 실리사이드(tungsten silicide) 등과 같은 발열 저항체를 소정 두께로 증착하고, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 히터(125)는 잉크 챔버(도 2a의 122)의 바닥을 이루는 부분의 기판(110) 표면에 형성된다.
도 4a 및 도 4b는 히터(125)가 형성된 기판(110) 위에 챔버층(120)을 형성한 상태를 도시한 것이다. 상기 챔버층(120)은 잉크 챔버(122) 및 리스트릭터(121)를 한정하는 층으로, 폴리머 계열의 물질을 기판(110)의 상면에 형성하고, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 상기 챔버층(120)은 후술하는 비드(150)의 직경보다 큰 두께로 형성된다. 한편, 상기 패터닝 과정에서, 챔버층(120)에는 각각의 잉크 챔버(122) 주위에 구 형상의 비드(150)가 들어갈 수 있는 공간인 비드홀(128)이 형성된다. 그리고, 이 비드홀(128)에 구 형상의 비드(150)와 경화되지 않는 점성 액체(140)를 혼합하여 마이크로 디스펜서(micro dispenser)를 이용하여 주입하게 된다. 여기서, 상기 비드(150)는 설계하고자 하는 잉크 챔버(122)의 높이와 동일한 직경을 가진다. 이러한 비드(150)는 원하는 사양에 따라 그 직경이 수㎛에서 수백㎛까지 다양하게 제조될 수 있다. 상기 비드(150)는 추후의 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에서, 챔버층(120)의 두께를 균일하게 하기 위한 연마 스토퍼(polishing stopper)로서의 기능을 한다. 이에 따라, 상기 비드(150)는 챔버층(120)의 재질보다 경도가 큰 세라믹이나 카본 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 점성 액체(140)를 비드홀(128)에 주입하는 이유는 비드(150)가 정량 공급되도록 하고, 추후의 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에서 비드(150)가 비드홀(128) 내부에서 유동하여 기판(110)의 표면에 밀착되도록 하기 위함이다. 따라서, 비드홀(128)에 주입된 비드(150)가 기판(110)에 닿지 않고 있더라도 화학적-기계적 연마(CMP) 공정 중에 기판(110)의 표면과 만나게 됨으로써 챔버층(120)의 정확한 두께 조절이 가능하게 된다.
다음으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 기판(110) 및 챔버층(120) 위에 희생층(160)을 형성한다. 이에 따라, 잉크 챔버(122) 및 리스트릭터(121)는 희생층(160)으로 채워지게 된다. 이러한 희생층(160)은 챔버층(120)과 같은 폴리머 계열의 재질로 이루어진다.
도 6a 및 도 6b는 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에 의하여 상기 챔버층(120)의 두께가 비드(150)의 직경과 동일해지도록 상기 희생층(160) 및 챔버층(120)을 연마한 상태를 나타낸 것이다.
화학적-기계적 연마(CMP) 공정은 부식성의 슬러리(slurry)를 이용하여 가공하고자 하는 표면을 경도차를 이용하여 연마하는 공정이다. 본 실시예에서는, 연마하고자 하는 희생층(160) 및 챔버층(120)은 대부분 세라믹 재질로 이루어져 있는 슬러리에 비하여 경도가 매우 낮은 폴리머 재질로 이루어져 있기 때문에 그 연마 속도가 빠른 편이다. 따라서, 원하는 챔버층(120)의 두께를 조절하기가 어렵게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에서 연마 스토퍼(polishing stopper)로서의 기능을 하는 구 형상의 비드(150)가 챔버층(120)에 마련된다. 그리고, 이러한 비드(150)는 희생층(160)이나 챔버층(120)의 재질보다 경도가 큰 세라믹이나 카본 재질로 이루어진다. 따라서, 폴리머 계열의 희생층(160)과 챔버층(120) 만을 화학적-기계적 연마 공정에 의하여 연마할 경우는 그 연마 속도가 커서 두께가 급격히 감소하게 되나 경도가 높은 비드(150)를 만나게 되면 그 연마 속도는 크게 줄어들게 된다. 이때, 화학적-기계적 연마 공정을 중단하게 되면, 비드(150)의 직경과 동일한 두께를 가지는 챔버층(120)을 얻을 수 있게 된다.
다음으로, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 챔버층(120) 및 희생층(160)의 상면에 노즐층(130)을 형성한 다음, 이를 패터닝하여 상기 희생층(130)을 노출시키는 노즐(132)을 형성한다.
도 8a 및 도 8b는 기판(110)에 잉크 공급을 위한 잉크 피드홀(112)을 형성한 상태를 도시한 것이다. 상기 잉크 피드홀(112)은 기판(110)의 배면쪽에 식각 마스크(미도시)를 마련하고, 이 식각 마스크를 통하여 노출된 기판(110)을 식각하여 관통함으로써 형성될 수 있다.
마지막으로, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(160)을 식각하여 제거함으로써 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버(122) 및 상기 잉크 챔버(122)와 잉크 피드홀(112)을 연결하는 리스트릭터(121)를 형성한다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 챔버층을 화학적-기계적 연마(CMP)하는 공정에서, 챔버층의 재질보다 경도가 큰 재질의 비드를 연마 스토퍼로 사용함으로써 정확하고 균일한 두께를 가지는 챔버층을 얻을 수 있다. 이에 따라, 잉크젯 프린트헤드의 구조물에 대한 신뢰성과 생산성이 향상된다.
둘째, 잉크 챔버 및 리스트릭터가 균일한 높이로 형성되므로, 잉크젯 프린트헤드의 토출 성능이 향상된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 잉크젯 프린트헤드의 구조를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 구조를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다.
도 3a 내지 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110... 기판 112... 잉크 피드홀
120... 챔버층 121... 리스트릭터
122... 잉크 챔버 125... 히터
128... 비드홀(bead hole) 130... 노즐층
132... 노즐 150... 비드(bead)
160... 희생층

Claims (7)

  1. 표면에는 잉크를 가열하기 위한 히터가 형성되며, 잉크 공급을 위한 잉크 피드홀이 관통되어 형성된 기판;
    상기 기판 위에 적층되는 것으로, 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버 및 상기 잉크 챔버와 상기 잉크 피드홀을 연결하는 리스트릭터를 한정하는 챔버층;
    상기 챔버층에 마련되어 상기 챔버층의 두께를 균일하게 하기 위한 것으로, 상기 챔버층의 두께와 동일한 직경을 가지는 구 형상의 비드(bead); 및
    상기 챔버층 위에 적층되는 것으로, 잉크가 토출되는 노즐이 형성된 노즐층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드는 상기 챔버층의 재질보다 경도가 큰 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드는 세라믹 또는 카본 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버층에는 상기 비드가 삽입되는 비드홀(bead hole)이 형성되며, 상기 비드홀에는 경화되지 않는 점성 액체가 채워지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  5. 기판의 표면에 히터를 형성하는 단계;
    상기 기판 위에 잉크 챔버 및 리스트릭터를 한정하고, 구 형상의 비드가 삽입된 비드홀이 형성된 챔버층을 형성하는 단계;
    상기 잉크 챔버 및 리스트릭터의 내부를 채우는 희생층을 형성하는 단계;
    상기 챔버층의 두께가 상기 비드의 직경과 동일해질 때까지 화학적-기계적 연마(CMP) 공정에 의하여 상기 희생층 및 챔버층을 연마하는 단계;
    상기 챔버층 및 희생층의 상면에 노즐층을 형성하고, 상기 노즐층에 노즐을 형성하는 단계;
    상기 기판에 잉크 피드홀을 형성하는 단계; 및
    상기 희생층을 제거하여 상기 잉크 챔버 및 리스트릭터를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비드는 상기 챔버층의 재질보다 경도가 큰 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 비드홀에는 경화되지 않는 점성 액체가 채워지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
KR1020030101581A 2003-12-31 2003-12-31 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 KR20050069456A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030101581A KR20050069456A (ko) 2003-12-31 2003-12-31 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030101581A KR20050069456A (ko) 2003-12-31 2003-12-31 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050069456A true KR20050069456A (ko) 2005-07-05

Family

ID=37259864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030101581A KR20050069456A (ko) 2003-12-31 2003-12-31 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050069456A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300596B2 (en) 2005-07-25 2007-11-27 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing liquid discharge head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300596B2 (en) 2005-07-25 2007-11-27 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing liquid discharge head
KR100816568B1 (ko) * 2005-07-25 2008-03-24 캐논 가부시끼가이샤 액체 토출 헤드 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6158846A (en) Forming refill for monolithic inkjet printhead
US5608436A (en) Inkjet printer printhead having equalized shelf length
US6676244B2 (en) Bubble-jet type inkjet printhead
JP2005205916A (ja) モノリシック・インクジェット・プリントヘッドの製造方法
EP1908593A1 (en) Inkjet printhead and method of manufaturing the same
JP2004042395A (ja) 液体吐出ヘッドおよび、該ヘッドの製造方法
US20050264627A1 (en) Inkjet print head
JP2008511477A (ja) 流体射出装置用の基板およびその基板の形成方法
KR101235808B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
US6896360B2 (en) Barrier feature in fluid channel
KR100717023B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
US20070052759A1 (en) Inkjet printhead and method of manufacturing the same
KR100519759B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
KR20050069456A (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
KR100708142B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
KR100499150B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
KR20050062743A (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
KR100477704B1 (ko) 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
KR20090028189A (ko) 잉크 젯 프린터 헤드 및 그 제조방법
JP4261904B2 (ja) インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法
US7097280B2 (en) Printheads having improved heater chip construction
KR100908115B1 (ko) 다공성 매체를 통한 잉크 공급 구조를 가진 잉크젯프린트헤드 및 그 제조방법
JP4580203B2 (ja) インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド
KR100641359B1 (ko) 고효율 히터를 갖는 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조 방법
KR100421027B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination