KR20060006657A - 잉크젯 프린트 헤드 및 그것을 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

잉크젯 프린트 헤드가 제공된다. 상기 잉크젯 프린트 헤드는 반도체기판 및, 상기 반도체기판의 소정영역을 관통하며 잉크가 유입되는 잉크피드홀을 구비한다. 상기 반도체기판의 상부에는 다수의 잉크챔버들이 상기 잉크피드홀의 양측부에 정렬되어 배치된다. 상기 잉크피드홀과 상기 잉크챔버들을 개별유로들에 의해 각각 연결된다. 상기 잉크챔버들 각각의 상부에는 노즐들이 배치된다. 상기 잉크챔버들 각각의 저면에는 상기 잉크챔버들에 수용된 잉크를 상기 노즐들을 통해 외부로 토출하는 잉크토출소자가 배치된다. 상기 잉크의 온도를 측정하도록 상기 잉크피드홀과 상기 잉크토출소자 사이의 상기 반도체기판에는 온도측정수단이 배치된다. 따라서, 제공된 잉크젯 프린트 헤드에 따르면, 온도측정수단이 잉크와 직접 접촉되는 부분 곧, 잉크피드홀에 인접한 부분의 반도체기판에 배치되기 때문에 보다 정확하게 잉크온도를 측정할 수 있다.
잉크젯, 헤드

Description

잉크젯 프린트 헤드 및 그것을 제조하는 방법{Ink jet printhead and method of fabricating the same}
도 1은 종래 잉크젯 프린트 헤드의 레이아웃도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 레이아웃도,
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도,
도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드 및 그것을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크의 온도를 정확하게 측정할 수 있도록 온도측정수단을 갖는 잉크젯 프린트 헤드 및 그것을 제조하는 방법에 관한 것이다.
잉크젯 기록장치라 함은 인쇄용 잉크의 미소한 액적(Droplet)을 기록매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 화상으로 인쇄하는 장치를 말하며, 통상 잉크(Ink)가 저장되는 잉크저장용기와, 잉크저장용기에 저장된 잉크를 외부로 토출시키는 잉크젯 프린트 헤드를 포함한다.
이와 같은 잉크젯 기록장치에 있어서, 잉크젯 프린트 헤드는 잉크토출방식에 따라 전기-열 변환기(Electro-thermal transducer)를 사용하는 열방식과, 전기-기계 변환기(Electro-mechanical transducer)를 사용하는 압전방식 등으로 분류되고 있으며, 최근에는 전기-열 변환기를 사용하는 열방식이 많이 사용되고 있다.
일반적으로, 열방식의 잉크젯 프린트 헤드는 잉크를 순간 가열하여 얻은 버블(Bubble,기포)에 의해 잉크 액적을 외부로 토출하며, 반도체기판 상에 형성된 복수개의 잉크챔버(Chamber)들과, 각 챔버들 내에 구비된 잉크히터(Heater) 및, 각 챔버들에 마련된 노즐(Nozzle)을 포함한다. 따라서, 잉크챔버에 저장된 잉크는 잉크히터에 의해 가열된 다음 그 챔버들에 마련된 노즐을 통해 외부로 토출된다.
한편, 잉크는 주변온도에 따라 그 점도 등이 달라짐으로써 토출 액적량이나 토출속도 등 토출특성에 많은 영향을 준다. 따라서, 일정한 잉크의 토출을 위해서는 이러한 특성변화를 적절하게 보상해 주어야 한다. 이에 따라 종래 잉크젯 프린트 헤드에서는 반도체기판을 일정온도로 계속 유지시켜줌으로써 그 특성변화를 보상해주고 있다.
도 1에는 종래 잉크젯 프린트 헤드의 일예가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래 잉크젯 프린트 헤드(10)는 잉크저장용기(미도시)로부터 잉크를 공급받도록 잉크피드홀(12)이 형성된 반도체기판(11)과, 잉크를 일정량 수용하도록 반도체기판(11) 상에 마련된 잉크챔버(13)와, 챔버(13)의 잉크를 가열 하도록 각 챔버(13)들 내에 구비된 잉크히터(18)와, 챔버(13)의 잉크가 토출되도록 각 챔버(13)마다 마련된 노즐(19)과, 기판(11)을 가열하여 최적의 잉크토출조건을 만들어주는 기판히터(15)와, 각 히터(15)들 등에 전기적 신호를 공급하기 위한 다수의 금속패드(Pad,16) 및, 기판(11)의 온도를 측정하도록 어느 하나의 금속패드(16)와 이에 인접한 잉크챔버(13) 사이에 마련된 온도측정수단(14)을 포함한다.
따라서, 종래 잉크젯 프린트 헤드(10)에 인쇄명령이 내려지면, 잉크히터(18)는 챔버(13)에 저장된 잉크를 순간적으로 가열하게 된다. 이에 챔버(13) 내부에서는 소정 버블이 형성되고, 이 버블은 점차 커지면서 챔버(13) 내 잉크를 가압하게 된다. 이에 따라 챔버(13) 내 잉크는 이 버블의 압력에 의해 노즐(19)을 통하여 외부로 토출된다.
그리고, 온도측정수단(14) 및 기판히터(15)는 기판(11)의 온도를 일정하게 유지함으로써 최적의 잉크토출조건을 만들고 온도에 따른 잉크의 특성변화를 보상하게 된다. 구체적으로, 온도측정수단(14)은 기판(11)의 온도를 계속 측정하게 되는 바, 만일 온도측정수단(14)에 의해 측정된 기판온도가 일정온도 이하일 경우 기판히터(15)는 온도측정수단(14)의 제어에 의해 자동으로 구동되어 기판(11)을 가열하게 된다. 이에 기판(11)은 이들의 구동에 의해 항상 일정온도를 유지하게 된다. 따라서, 온도에 따른 잉크의 특성변화는 이러한 기판(11)의 가열에 의해 일정부분 보상된다.
그러나, 실제 잉크의 토출특성에 크게 영향을 주는 것은 기판(11)의 온도보다 잉크의 온도이다. 따라서, 잉크의 특성변화를 적절하게 보상하기 위해서는 기판 (11)의 온도보다 잉크의 온도를 정확하게 측정해야 한다. 하지만, 종래 잉크젯 프린트 헤드(10) 같은 경우는 온도측정수단(14)이 도 1에 도시된 바와 같이 잉크챔버(13)와 금속패드(16) 사이에 마련되어 있기 때문에 종래의 온도측정수단(14)으로 잉크의 온도를 정확하게 측정하는데에는 많은 어려움이 따르게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 잉크의 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드 및 그것을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명은 잉크젯 프린트 헤드를 제공한다. 상기 잉크젯 프린트 헤드는 반도체기판 및, 상기 반도체기판의 소정영역을 관통하며 잉크가 유입되는 잉크피드홀(Ink feed hole)을 구비한다. 상기 반도체기판의 상부에는 다수의 잉크챔버들이 상기 잉크피드홀의 양측부에 정렬되어 배치된다. 상기 잉크피드홀과 상기 잉크챔버들을 개별유로들에 의해 각각 연결된다. 상기 잉크챔버들 각각의 상부에는 노즐들이 배치된다. 상기 잉크챔버들 각각의 저면에는 상기 잉크챔버들에 수용된 잉크를 상기 노즐들을 통해 외부로 토출하는 잉크토출소자가 배치된다. 상기 잉크의 온도를 측정하도록 상기 잉크피드홀과 상기 잉크토출소자 사이의 상기 반도체기판에는 온도측정수단이 배치된다.
바람직하게, 상기 온도측정수단은 상기 잉크피드홀 주변을 따라서 배치될 수 있다. 이에 더하여, 상기 온도측정수단은 불순물이 도핑되고 상기 잉크의 온도에 따라 그 저항이 변하는 온도측정소자와, 상기 온도측정소자를 외부의 전기적 영향으로부터 보호하도록 상기 온도측정소자를 감싸는 웰(Well)을 포함할 수 있다. 상기 온도측정소자는 고농도로 불순물 도핑되어 P+ 또는 N+ 로 형성됨이 바람직하다. 상기 웰은 상기 P+ 또는 N+ 에 대응되는 N웰이나 P웰로 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 온도측정수단의 상부에는 상기 온도측정수단이 상기 잉크와 반응하는 것을 방지하는 안티-캐비테이션(Anti-cavitation)층이 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 반도체기판과 상기 잉크토출소자 사이에는 절연층이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 잉크토출소자의 상부에는 상기 잉크토출소자에 전기적으로 연결되는 전기배선이 형성될 수 있다. 또, 상기 안티-캐비테이션층과 상기 전기배선 사이에는 상기 전기배선과 상기 잉크토출소자를 보호하는 보호층이 더 개재될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 잉크피드홀 영역을 갖는 반도체기판을 준비한다. 상기 잉크피드홀 영역의 주변 반도체기판에 온도측정수단을 형성한다. 상기 반도체기판 상에 절연층을 형성한다. 상기 절연층 상에 소정 패턴(Pattern)의 히터층을 형성한다. 상기 히터층 상에 상기 히터층과 전기적으로 연결되는 전기배선을 형성한다. 상기 전기배선 상에 상기 히터층과 상기 전기배선을 보호하는 보호층을 형성한다. 상기 보호층 상에 잉크챔버들 및 개별유로들을 한정하는 챔버층을 형성한다. 상기 챔버층 상에 노즐을 갖는 노즐판을 형성한다.
바람직하게는, 상기 챔버층을 형성하기 전에 상기 보호층의 상부에 안티-캐비테이션층을 형성할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5c를 참조하여 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드(20) 및 그것을 제조하는 방법의 바람직한 일실시예를 구체적으로 설명하기로 한다. (여기서, 도면들에 도시된 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 다소 과장되어진 것이다.)
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 레이아웃도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다. 그리고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드(20)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 반도체기판(21)에는 상기 반도체기판(21)을 관통하는 잉크피드홀(22)이 배치된다. 상기 반도체기판(21)은 집적회로의 제조에 널리 사용되는 실리콘기판일 수 있다. 상기 잉크피드홀(22)은 상기 반도체기판(21)의 하부에 배치되며, 도시되지 않은 잉크저장용기와 연결된다. 상기 잉크피드홀(21)은 평면도상으로 보았을 때 직사각형 구조를 가질 수 있다.
한편, 상기 반도체기판(21)의 상부에는 다수의 잉크챔버(23)들이 상기 잉크피드홀(22)의 양측부에 정렬되어 위치된다. 상기 잉크챔버(23)들 각각은 개별유로(41)들을 통해 상기 잉크피드홀(22)에 연결된다. 이에, 상기 잉크저장용기에 저장된 잉크는 잉크피드홀(22)을 통해 반도체기판(21)으로 유입된 다음 각각의 개별유로(41)들을 따라 다수의 잉크챔버(23)들에 공급된다. 따라서, 상기 잉크피드홀(22) 은 각 개별유로(41)들에 잉크를 공급하는 공통유로의 역할을 한다.
또한, 상기 잉크챔버(23)들 각각의 상부에는 노즐(32)이 위치한다. 이에 따라 잉크챔버(23)들에 공급된 잉크는 노즐(32)을 통해 외부로 토출된다. 상기 노즐(32)들은 노즐판(43) 내에 위치한다. 상기 노즐판(43)은 상기 잉크피드홀(22), 상기 개별유로(41)들 및, 상기 잉크챔버(23)들의 상부를 덮는다.
상기 잉크챔버(23)들 각각의 저면에는 잉크토출소자가 위치한다. 상기 잉크토출소자는 열방식의 경우 잉크히터(34)일 수 있으며, 압전방식의 경우 압전체일 수 있다. 이하에서는 잉크히터(34)를 예로 들어 설명하기로 한다.
한편, 상기 잉크히터(34)들 각각의 양단은 상기 잉크히터(34)들 상에 배치되는 전기배선(35)들과 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 잉크히터(34)들 및 상기 전기배선(35)들 상부에는 상기 잉크히터(34)들과 상기 전기배선(35)들을 덮어주는 보호층(36)이 배치된다. 따라서, 상기 잉크히터(34)들 및 상기 전기배선(35)들은 상기 보호층(36)으로 인하여 상기 잉크로부터 절연 및 보호되며, 상기 잉크는 상기 잉크히터(34)의 가열로 인하여 외부로 토출된다.
또한, 상기 잉크의 토출시 잉크토출방향의 반대방향으로는 캐비테이션 현상이 발생되어 상기 보호층(36) 및 상기 잉크히터(34)들을 물리적으로 손상시킬 수 있다. 따라서, 잉크챔버(23)들 및 개별유로(41)들 내부에 위치하는 상기 보호층(36)의 상부에는 상기 캐비테이션 현상으로 인하여 상기 보호층(36) 및 상기 잉크히터(34)들이 물리적으로 손상되는 것을 방지하도록 안티-캐비테이션층(37)이 더 배치된다.
한편, 잉크젯 프린트 헤드(20)의 단부들 상에는 다수의 금속패드(26)가 배치된다. 상기 금속패드(26)들은 상기 반도체기판(21) 상의 전기배선(35)들과 동일레벨에 배치될 수 있다. 상기 금속패드(26)들은 도시되지 않은 외부회로와 상기 프린트 헤드(20)를 전기적으로 연결한다.
또한, 상기 금속패드(26)와 상기 잉크챔버(23)의 사이에는 기판히터(25)가 배치된다. 상기 기판히터(25)는 상기 반도체기판(21) 상의 잉크히터(34)들과 동일레벨에 배치될 수 있으며, 상기 반도체기판(21)을 가열하기 위해 사용될 수 있다. 상기 기판히터(25)는 상기 금속패드(26)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 반도체기판(21)으로 공급되는 잉크의 온도가 잉크토출에 적정한 온도보다 낮을 경우, 상기 기판히터(25)를 사용하여 상기 반도체기판(21)을 가열함으로써 상기 잉크의 온도를 높일 수 있다.
그리고, 상기 반도체기판(21) 상에는 논리회로 영역(51)들과, 파워트랜지스터 영역(53)들 및, 어드레스 영역(52)들이 배치된다. 상기 논리회로 영역(51)들 내에는 시모스 트랜지스터들이 위치하여 어드레싱(Addressing) 또는 디코딩(Decoding)을 수행한다. 상기 파워트랜지스터 영역(53)들 상에는 상기 잉크히터(34)들과 각각 전기적으로 연결되는 모오스 트랜지스터들이 위치한다. 상기 모오스 트랜지스터들은 상기 반도체기판(21) 내에 형성되는 소오스/드레인 영역들 및 상기 소오스/드레인 영역들 사이의 채널영역 상에 위치하는 게이트 전극들을 포함한다. 상기 논리회로 영역(51)들은 상기 어드레스 영역들 상에 위치하는 어드레스 라인들을 통해 상기 파워트랜지스터 영역(53)들 상에 위치하는 모오스 트랜지스터들을 턴 온(Turn-on)시킨다. 따라서, 외부회로에서 신호를 받아 상기 파워트랜지스터 영역(53)들 내에 있는 특정 모오스 트랜지스터가 턴온되면, 상기 모오스 트랜지스터에 전기적으로 연결된 히터(34)에는 전류가 흐른다. 이에 따라 상기 히터(34)는 일정온도로 가열된다. 이에 상기 잉크챔버(23) 내에는 소정크기의 버블이 발생되는 바, 잉크챔버(23) 내부에 수용된 잉크는 이 버블로 인하여 상기 노즐(32)을 통해 잉크 액적의 형태로 토출된다.
또한, 상기 반도체기판(21)과 상기 잉크히터(34)들 사이에는 절연층(33)이 개재된다. 상기 절연층(33)은 실리콘 산화막(SiO2)일 수 있다.
한편, 상기 잉크피드홀(22)과 상기 개별유로(41)들 사이에는 상기 잉크피드홀(22)로 공급되는 잉크의 온도를 측정하도록 온도측정수단(24)이 위치한다. 상기 온도측정수단(24)은 상기 잉크피드홀(22)의 주변을 따라 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 온도측정수단(24)은 상기 절연층(33)의 하부 중 상기 잉크피드홀(22)에 인접한 상기 반도체기판(21)에 배치된다. 따라서, 상기 온도측정수단(24)은 상기 잉크피드홀(22)로 공급되는 잉크의 온도를 측정가능하게 된다.
이때, 상기 온도측정수단(24)은 다양한 형태로 구성될 수 있다. 일예로, 상기 온도측정수단(24)은 반도체 도핑공정에 의해 고농도로 불순물 도핑되어 P+ 또는 N+ 로 형성된 온도측정소자(28)와, 이 온도측정소자(28)를 감싸서 외부로부터의 전기적 영향을 최소화하기 위한 웰(27)로 구성된다. 여기서, 온도측정소자(28)에 도핑되는 불순물은 1×1018-19/㎤ 의 농도 정도로 도핑됨이 바람직하다. 그리고, 웰 (27)은 P+ 또는 N+ 에 대응되는 N 웰이나 P웰로 형성됨이 바람직하다. 따라서, 노이즈 등과 같이 외부로부터 온도측정소자(28)에 전달되는 전기적영향은 이 온도측정소자(28)와 웰(27)이 이루는 PN접합에 의해 모두 차단된다.
그리고, 상기 온도측정수단(24)의 양단에는 콘택부(39)가 형성된다. 상기 콘택(Contact)부(39)는 전기배선(35) 등에 의해 금속패드(26)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 상기 콘택부(39)는 온도측정소자(28)에 연결되는 소자 콘택(30)과, 웰(27)에 연결되는 웰 콘택(29)을 포함한다. 따라서, 상기 소자 콘택(30)을 이용하여 상기 온도측정소자(28)의 저항을 측정하면 상기 반도체기판(21)으로 공급되는 잉크의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 상기 웰 콘택(29)에는 5V와 같은 소정크기의 전압이 인가될 수 있다. 이 경우, 외부로부터 온도측정소자(28)에 전달되는 전기적영향 등은 보다 확실하게 차단된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(20)를 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a를 참조하면, 잉크피드홀(22) 영역을 갖는 반도체기판(21)을 준비한다. 상기 잉크피드홀(22) 영역은 후속공정에서 잉크피드홀(22)이 형성될 영역을 의미한다. 한편, 상기 반도체기판(21) 상에는 모오스 트랜지스터들이 형성되어 있을 수 있다. 상기 모오스 트랜지스터들은 파워트랜지스터 영역(53)들, 논리회로 영역(51)들 내에 위치할 수 있다.
이후, 상기 잉크피드홀(22) 영역의 주변 반도체기판(21)에 온도측정소자(28)와 웰(27)로 구성된 온도측정수단(24)을 형성한다. 상기 온도측정수단(24)은 상기 잉크피드홀(22) 영역에 인접하게 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 온도측정소자(28)는 전술한 바와 같이 1×1018-19/㎤ 의 농도 정도로 불순물 도핑된 P+ 또는 N+ 로 형성될 수 있다. 그리고, 웰(27)은 P+ 또는 N+ 에 대응되는 N 웰이나 P웰로 형성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 온도측정수단(24)이 형성된 반도체기판(21) 상에 절연층(33)을 형성한다. 상기 절연층(33)은 실리콘 산화막으로 형성할 수 있다.
이후, 상기 절연층(33) 상에는 소정 패턴의 히터층(34)을 형성한다. 상기 히터층(34)은 전술한 잉크히터(34)들이다. 상기 잉크히터(34)는 탄탈륨(Ta) 또는 텅스텐(W)과 같은 고융점 금속 또는 상기 고융점 금속을 포함하는 합금일 수 있다. 예를 들어, 상기 잉크히터(34)는 TaAl이나 WCN일 수 있다. 그리고, 상기 잉크히터(34)를 형성하는 동안 기판히터(25)도 형성할 수 있다.
이후, 상기 잉크히터(34) 상에 전기배선(35)들을 형성한다. 상기 전기배선(35)들 각각은 상기 파워트랜지스터 영역(53)들 내에 위치하는 모오스 트랜지스터들 각각에 연결된다. 한편, 상기 전기배선(35)을 형성하는 동안 상기 금속패드(26)와 상기 어드레스 영역(52)들 상의 어드레스 라인들을 같이 형성할 수 있다. 상기 전기배선(35)들은 상기 히터층(34) 상에 알루미늄막을 형성하고 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.
이후, 상기 전기배선(35)들을 갖는 반도체기판(21) 상에 보호층(36)을 형성한다. 상기 보호층(36)은 실리콘 산화막(SiO2) 또는 BPSG(Boron-Phospho-silicate glass)막 등으로 형성할 수 있다. 상기 보호층(36)은 상기 전기배선(35)들 및 상기 잉크히터(34)들이 산화되거나 부식되는 것을 방지한다. 한편, 상기 금속패드(26)들 상의 상기 보호층(36)은 제거될 수 있다. 이에 상기 금속패드(26)들은 외부회로와 연결된다.
이후, 상기 보호층(36)이 형성된 반도체기판(21) 상에 안티-캐비테이션층(37)을 형성한다. 상기 안티-캐비테이션층(37)은 탄탈륨막으로 형성할 수 있다. 이후, 상기 안티-캐비테이션층(37)을 패터닝하여 상기 보호층(36)의 소정영역들을 덮는 안티-캐비테이션층(37) 패턴을 형성한다. 상기 안티-캐비테이션층(37) 패턴은 잉크와 접촉하는 부분에서 상기 보호층(36)이 잉크와 반응하는 것을 방지한다.
도 5c를 참조하면, 상기 안티-캐비테이션층(37) 패턴이 형성된 반도체기판(21) 상에 잉크챔버(23)들, 개별유로(41)들 및, 노즐(32)들을 형성한다. 상기 노즐(32)들은 상기 잉크히터(34)들의 상부에 위치하도록 형성된다.
이때, 상기 잉크챔버(23)들, 개별유로(41)들 및, 노즐(32)들은 네거티브 포토레지스트막을 사용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 안티-캐비테이션층(37) 패턴이 형성된 반도체기판(21) 상에 네거티브 포토레지스트막을 형성한다. 이후, 상기 네거티브 포토레지스트막을 사진 및 현상공정을 사용하여 패터닝하여 상기 잉크챔버(23)들 및 상기 개별유로(41)들을 한정하는 챔버층(38)을 형성한다. 이후, 상기 잉크챔버(23)들 및 상기 개별유로(41)들을 채우는 희생층을 형성하고, 노즐판(43)을 형성한다. 상기 노즐판(43)은 네거티브 포토레지스트막으로 형성한다. 상기 네거티브 포토레지스트막을 사진 및 현상공정을 사용하여 패터닝하여 상기 노 즐(32)들을 형성한다.
계속하여, 상기 노즐(32)들이 형성된 반도체기판(21)의 뒷면을 패터닝하여 잉크피드홀(22)을 형성한다. 이때, 상기 절연층(33) 및 보호층(36) 등도 연속적으로 패터닝한다. 이후, 상기 희생층을 제거하여 상기 개별유로(41)들 및 상기 잉크챔버(23)들을 완성한다. 상기 잉크챔버(23)들은 각각 상기 개별유로(41)들을 통해 상기 잉크피드홀(22)에 연결된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 온도측정수단이 잉크와 직접 접촉되는 부분 곧, 잉크피드홀에 인접한 부분의 반도체기판에 배치되기 때문에 보다 정확하게 잉크온도를 측정할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 온도측정수단이 잉크히터 및 기판히터에 인접하게 배치되기 때문에 히터의 구동에 따른 기판온도 및 잉크온도변화에 신속하게 대응할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 잉크의 특성변화를 적절하게 보상할 수 있고, 최적의 잉크토출환경을 구현할 수 있다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 반도체기판;
    상기 반도체기판의 소정영역을 관통하며 잉크가 유입되는 잉크피드홀;
    상기 잉크피드홀의 양측부에 정렬되고 상기 반도체기판의 상부에 배치되는 다수의 잉크챔버;
    상기 잉크피드홀과 상기 잉크챔버들을 각각 연결하는 개별유로들;
    상기 잉크챔버들 각각의 상부에 배치되는 노즐들;
    상기 잉크챔버들 각각의 저면에 배치되며 상기 잉크챔버들에 수용된 잉크를 상기 노즐들을 통해 외부로 토출하는 잉크토출소자; 및,
    상기 잉크의 온도를 측정하도록 상기 잉크피드홀과 상기 잉크토출소자 사이의 상기 반도체기판에 배치되는 온도측정수단을 포함한 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 온도측정수단은
    상기 잉크피드홀 주변을 따라서 배치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 온도측정수단은
    불순물이 도핑되고 상기 잉크의 온도에 따라 그 저항이 변하는 온도측정소자 와, 상기 온도측정소자를 외부의 전기적 영향으로부터 보호하도록 상기 온도측정소자를 감싸는 웰을 포함한 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 온도측정소자는 고농도로 불순물 도핑되어 P+ 또는 N+ 로 형성되고, 상기 웰은 상기 P+ 또는 N+ 에 대응되는 N웰이나 P웰로 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 온도측정수단의 상부에는 상기 온도측정수단이 상기 잉크와 반응하는 것을 방지하는 안티-캐비테이션층이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  6. 잉크피드홀 영역을 갖는 반도체기판을 준비하고,
    상기 잉크피드홀 영역의 주변 반도체기판에 온도측정수단을 형성하고,
    상기 반도체기판 상에 절연층을 형성하고,
    상기 절연층 상에 소정 패턴의 히터층을 형성하고,
    상기 히터층 상에 상기 히터층과 전기적으로 연결되는 전기배선을 형성하고,
    상기 전기배선 상에 상기 히터층과 상기 전기배선을 보호하는 보호층을 형성하고,
    상기 보호층 상에 잉크챔버들 및 개별유로들을 한정하는 챔버층을 형성하고,
    상기 챔버층 상에 노즐을 갖는 노즐판을 형성하는 것을 포함하는 잉크젯 프 린트 헤드.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 챔버층을 형성하기 전에 상기 보호층의 상부에 안티-캐비테이션층을 형성하는 것을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
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JP2017081131A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 ブラザー工業株式会社 インクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置
JP2021014098A (ja) * 2019-07-16 2021-02-12 キヤノン株式会社 素子基板、液体吐出ヘッド、及び記録装置

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