KR20090028189A - 잉크 젯 프린터 헤드 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크 젯 프린터 헤드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 잉크 젯 프린터 헤드의 유로 및 노즐에 모세관 현상을 이용한 스탬핑 방법으로 충진제를 채우고, 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 보호 필름을 형성한 후 열처리하여 충진제를 경화시키며, 보호 필름을 제거한 후 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면을 폴리싱(Polishing)하고, 충진제를 제거하며, 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 점성이 높은 물질로 이루어진 소수성 단층막을 스탬핑 방법으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 유로 및 노즐의 내부는 친수성(Hydrophilic)을 유지하고, 노즐의 표면에는 소수성 단층막을 형성함으로써, 유로 및 노즐의 내부에서 잉크의 흐름을 원활히 하고, 잉크를 완전한 액적의 형태로 분사시킬 수 있으며, 잉크가 피 기록재에 착지하는 위치의 정도 및 산포를 향상시킬 수 있다.
잉크 젯 프린터 헤드, 젖음 현상, 노즐, 소수성 단층막, 스탬핑
Description
본 발명은 잉크 젯 프린터 헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 인쇄 기술은 새롭고 다양한 기술이 제시되면서 빠르게 발전하고 있으며, 특히 잉크 젯 방식을 이용한 인쇄 기술은 간단한 구조와 저렴한 가격으로 가정용, 사무용 및 산업용에 널리 사용되고 있다.
상기 잉크 젯 방식은 열이나 기포 또는 압력을 이용하여 인쇄하고자 하는 위치에 잉크를 미세 구멍(Nozzle)으로 밀어 넣어 인쇄하는 방법이다.
잉크 젯 방식의 프린터에 있어서, 잉크 젯 프린터 헤드는 매우 중요한 부분을 이루고 있으며, 잉크 젯 프린터 헤드란 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록 용지상의 원하는 위치에 분출시켜서 일정 색상의 화상으로 인쇄하는 장치이다.
이러한 잉크 젯 프린터 헤드는 잉크 분출 방식에 따라 전기-열 변환 방식(Electro-Thermal Transducer : 버블젯 방식)의 잉크 젯 프린터 헤드와 전기-기계 변환 방식(Electro-Mechanical Transducer : 압전 방식)의 잉크 젯 프린터 헤드 로 구분할 수 있다.
여기서, 전기-열 변환 방식의 잉크 젯 프린터 헤드는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크를 분출시키며, 전기-기계 변환 방식의 잉크 젯 프린터 헤드는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크를 분출시킨다.
이러한, 잉크 젯 프린터 헤드의 노즐을 제작하기 위해서는 전주 도금법, 마이크로 펀칭, 연마 공정(Chemical Mechanical Polishing : CMP)을 수행하였다. 그러나, 최근에는 미세 가공 또는 MEMS 기술 등을 이용한 실리콘 일체형 노즐이 제작되고 있다.
도 1은 종래의 압전 방식의 잉크 젯 프린트 헤드의 분해 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 단결정 실리콘 웨이퍼(10)에 노즐(11), 압력 챔버(13), 리스트릭터(Restrictor)(15), 잉크 유입구(17)가 형성되어 있고, 상기 단결정 실리콘 웨이퍼(10) 상부에 멤브레인(20)이 접합되어 있으며, 상기 멤브레인(20) 상부에 압전 액츄에이터(30)가 형성되어 있다.
여기서, 상기 노즐(11), 압력 챔버(13), 리스트릭터(15), 잉크 유입구(17)는 상기 단결정 실리콘 웨이퍼(10)를 식각하여 형성한다.
상기 잉크 유입구(17)는 잉크 저장고(미도시)로부터 유입된 잉크를 각 압력 챔버(13)로 공급하며, 상기 리스트릭터(15)는 잉크 유입구(17)로부터 압력 챔버(13)로 잉크가 유입되는 통로이다.
상기 압력 챔버(13)는 잉크 유입구(17)에서 유입된 잉크가 채워지는 곳으로, 압전 액츄에이터(30)의 구동에 의해 그 부피가 변화함으로써 잉크의 분출 또는 유입을 위한 압력 변화를 생성한다.
상기 노즐(11)은 압력 챔버(13)의 압력 변화에 의해 잉크를 외부로 분출시키는 역할을 한다.
상기 멤브레인(20)은 실리콘 또는 유리로 이루어진 기판을 상기 단결정 실리콘 웨이퍼(10) 상부에 접합하여 형성하며, 상기 멤브레인(20)의 압력 챔버(13) 상부벽을 이루는 부위는 압전 액츄에이터(30)에 의해 변형되는 진동판(20-1)의 역할을 하게 된다.
상기 압전 액츄에이터(30)는 상기 멤브레인(20) 상부의 압력 챔버(13)와 대응되는 위치에 형성되며, 압전 액츄에이터(30)는 하부 전극, 압전막 및 상부 전극이 순차적으로 적층되어 구성된다.
상기 잉크 젯 프린터 헤드에 있어서, 상기 노즐(11)의 표면 특성은 잉크 젯 프린터 헤드에서 토출되는 잉크 액적의 크기, 잉크의 분사 성능, 잉크 분사의 안정성 및 연속 분사 등에 영향을 끼치는 주요한 인자이다. 특히, 노즐(11)의 표면은 안정적인 잉크의 분사와 연속 분사에 큰 영향을 미친다.
예를 들어, 노즐(11)의 표면이 소수성(Hydrophobic)을 갖는 경우, 잉크는 완전한 액적의 형태로 분사되므로 잉크 방울이 피 기록재에 착지하는 위치의 정도와 산포(散布)가 향상된다. 또한, 잉크가 분사된 후 노즐(11)의 출구 부위에 형성되는 메니스커스(Meniscus)도 안정적이게 된다.
반면에, 노즐(11)의 표면이 소수성을 갖지 못하는 경우에는 잉크의 분사가 반복됨에 따라 노즐(11)의 표면에 잉크의 젖음(Wetting)현상이 일어나게 된다.
이러한 젖음(Wetting) 현상이 일어나면 토출되는 잉크가 노즐의 표면에 젖어 있는 잉크와 덩어리를 형성하게 되고, 이에 따라 토출되는 잉크가 완전한 액적의 형태를 가지지 못한 채 흘러내리게 된다.
그 결과 인쇄 상태가 나빠지게 되고, 잉크가 분사된 후 노즐의 출구 부위의 메니스커스도 안정적이지 못하게 된다. 그러므로 잉크 젯 프린터 헤드의 신뢰성을 확보하기 위해서는 노즐(11) 표면에 소수성 단층막을 형성해 주어야 한다.
한편, 노즐(11)의 표면에만 소수성 코팅을 하기 위해서는 노즐(11) 내부가 소수성이 되지 않도록 충진제(Filling Materials)를 채우는 방법이 필요하다.
이때, 노즐(11) 내부에 충진제를 형성하는 과정에서 충진 물질이 노즐마다 균일하게 형성되지 못하면 노즐(11)의 표면에 형성되는 소수성 단층막이 균일하지 못하게 된다.
즉, 노즐(11) 내부에 충진 물질이 얕게 형성되면 노즐(11)의 표면에 형성되는 소수성 단층막의 두께가 두꺼워지고, 반대로 노즐(11) 내부에 충진 물질이 깊이 형성되면 노즐(11)의 표면에 형성되는 소수성 단층막의 두께가 얇아지게 된다.
이와 같이, 노즐(11)의 표면에 형성되는 소수성 단층막이 노즐마다 균일하지 못하게 되면, 토출되는 잉크 액적의 크기가 균일하지 못하여 인쇄 품질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 노즐(11)의 내부에 소수성 물질이 유입되지 않고, 노즐(11)의 표면에만 두께가 균일한 소수성 단층막을 형성할 필요가 있다.
본 발명의 잉크 젯 프린터 헤드의 바람직한 실시예는, 잉크가 흘러가는 유로 및 상기 유로와 연결되어 잉크가 외부로 토출되는 노즐이 형성되어 있는 기판을 포함하여 이루어지며, 상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 소수성 단층막이 형성되어 있고, 상기 소수성 단층막은 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 소수성 단층막은 PDMS에 핵산(Hexane), 톨루엔(Tolene) 및 벤젠(Benzene) 중에서 선택된 어느 하나의 물질이 합성되어 이루어지며, 소수성 단층 막의 두께는 6 ~ 10㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법의 바람직한 실시예는, 잉크가 흘러가는 유로 및 상기 유로와 연결되어 잉크가 외부로 토출되는 노즐이 형성된 기판을 구비하고 있는 잉크 젯 프린터 헤드를 준비하는 단계와, 상기 유로 및 노즐에 충진제를 채우는 단계와, 상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 보호 필름을 형성한 후, 열처리하여 충진제를 경화시키는 단계와, 상기 보호 필름을 제거한 후, 상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면을 폴리싱(Polishing)하는 단계와, 상기 충진제를 제거하는 단계와, 상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 소수성 단층막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 유로 및 노즐의 내부는 친수성(Hydrophilic)을 유지하고, 노즐의 표면에는 소수성 단층막을 형성함으로써, 유로 및 노즐의 내부에서 잉크의 흐름을 원활히 하고, 잉크를 완전한 액적의 형태로 분사시킬 수 있으며, 잉크가 피 기록재에 착지하는 위치의 정도 및 산포를 향상시킬 수 있다.
그리고, 노즐 표면에 소수성 단층막을 형성함으로서, 잉크 젯 프린터 헤드의 마모 및 오염원을 최소화하고 잉크의 토출 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 소수성 단층막을 노즐마다 균일한 두께로 형성함으로써, 분사되는 액적의 크기를 균일하게 하여 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 잉크 젯 프린터 헤드 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법을 나타낸 개략적인 일부 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 잉크가 흘러가는 유로(110) 및 상기 유로(110)와 연결되어 잉크가 외부로 토출되는 노즐(120)이 형성되어 있는 기판(100)을 구비하고 있는 잉크 젯 프린터 헤드를 준비한다(도 2a).
여기서, 상기 잉크 젯 프린터 헤드의 기판(100)에는 유로(110)와 노즐(120)이 기본적으로 형성되어 있어야 하고, 상기 유로(110)와 노즐(120)을 보호하기 위한 덮개가 상기 기판(100)에 접착될 수 있다.
또한, 내부에 유로와 노즐이 형성되어 있는 기판도 잉크 젯 프린터 헤드의 기판으로 정의될 수 있으며, 잉크 젯 프린터 헤드에는 노즐(120) 밖으로 잉크를 토출시키는 수단이 더 구비될 수 있다.
상기 기판(100)으로는 실리콘(Si), 그라파이트(Graphite), 스테인리스(Stainless Steel), 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(Si3N4) 또는 SOI(Silicon On Insulator) 중에서 선택된 어느 하나의 물질이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 유로(110) 및 노즐(120)에 충진제(Filling Material)(130)를 채운다(도 2b).
상기 충진제(130)는 왁스, 폴리머 및 포토레지스트 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 유로(110) 및 노즐(120)에 충진제(130)를 채우는 방법으로는, 모세관 현상(Capillary Phenomenon)을 이용한 스탬핑(Stamping) 방법으로 채우는 것을 특징으로 한다. 이러한 방법에 의하면 상기 충진체(130)를 각 유로(110) 및 노즐(120)에 균일하게 채울 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
이어서, 상기 충진제(130)가 리플로우(Reflow) 되지 않도록 노즐(120) 표면에 보호 필름(140)을 형성한 후, 열 처리를 수행하여 상기 충진제(130)를 경화시킨다(도 2c).
즉, 상기 보호 필름(140)은 열 처리시 상기 충진제(130)가 흘러나오는 것을 방지하기 위한 것으로, 3M 또는 캡톤 필름을 사용한다.
연이어, 상기 보호 필름(140)을 제거한 후, 상기 노즐(120)의 끝단이 노출된 기판(100) 표면을 폴리싱(Polishing)한다(도 2d).
상기 폴리싱 공정으로 노즐(120)의 끝단이 노출된 기판(100) 표면의 일부를 제거함으로써, 상기 노즐(120)에 채워진 충전제(130) 역시 제거된다.
복수 개의 노즐을 구비한 잉크 젯 프린터 헤드의 경우, 상기 폴리싱 공정을 통해 충전 물질이 노즐(120)마다 균일하게 형성되도록 할 수 있다.
즉, 상기 충진제(130)를 형성하는 과정에서 충진 물질이 노즐(120) 마다 균일하게 형성되지 못하면 노즐(120)의 내부까지 소수성 단층막이 코팅되는 경우가 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 모든 복수 개의 노즐 내부에 충진제(130)를 완전하게 채워진 영역까지 폴리싱 공정을 수행하여, 소수성 단층막이 노즐 내부까지 코팅되지 못하도록 함으로써, 잉크 젯 프린터 헤드의 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.
여기서, 폴리싱은 도 2d의 K-K' 선까지 수행하는 것으로, 노즐(120)의 일부를 폴리싱으로 제거함으로써, 노즐(120)의 끝 단면이 편평하게 되어 잉크 젯 프린터 헤드에서 토출되는 잉크의 직진성을 향상시킨다.
다음으로, 상기 충진제(130)를 제거한다(도 2e).
상기 충진제(130)는 왁스, 폴리머 및 포토레지스트 등의 종류에 따라 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol), 스트리퍼(Stripper) 등을 이용하여 제거한다.
이 경우, 상기 유로(110) 및 노즐(120)에서 충진제(130)가 완전히 제거되지 않고 슬러리(Slurry) 및 각종 오염원이 남아 있을 수 있으므로, 이를 제거하기 위한 공정을 더 수행한다.
이러한 슬러리 및 각종 오염원을 제거하기 위해서는 초음파 및 순환 시스템(Circulation System)을 이용할 수 있다.
이어서, 상기 노즐(120)의 표면에 소수성 단층막(150)을 형성한다(도 2f).
본 발명에서는 소수성 단층막(150) 형성시 노즐(120) 내부에 별도의 충진 물질이 없는 상태에서 형성하게 되며, 상기 소수성 단층막(150)은 PDMS(Polydimethylsiloxane : 폴리디메틸실록산) 등과 같은 점성이 높은 물질을 웨이퍼 표면에 도포한 후, 잉크 젯 프린터 헤드를 스탬핑(Stamping) 하는 방법으로 형성한다.
상기 소수성 단층막(150)은 소수성(Hydrophobic) 물질이 노즐(120) 내부로 인입되지 않도록 6 ~ 10㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 소수성 단층막(150)을 이루는 물질은 비 감광성 폴리머로서, 낮은 표면 에너지를 가지고 열적, 화학적으로 안전한 성질을 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 소수성 단층막(150)을 형성한 후에, 잉크 젯 프린터 헤드의 노출된 상층부(덮개 부분)를 싸이탑(Cytop : 아사히 글라스), 테플론 에이에프(Teflon AF : 듀폰), FC(3M) 등의 액상의 과플루오르 물질을 이용하여 붓질(Painting) 함으로써, 잉크에 젖는 것을 방지하는 과정을 더 수행할 수 있다.
본 발명에서는 유로 및 노즐의 내부는 친수성(Hydrophilic)을 유지하고, 노즐의 표면에는 소수성 단층막을 형성함으로써, 유로 및 노즐의 내부에서 잉크의 흐름을 원활히 하고, 잉크를 완전한 액적의 형태로 분사시킬 수 있으며, 잉크가 피 기록재에 착지하는 위치의 정도 및 산포를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 소수성 단층막을 노즐마다 균일한 두께로 형성함으로 써, 분사되는 액적의 크기를 균일하게 하여 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 유로 및 노즐에 충진제를 채우는 상태를 나타내는 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 복수 개의 노즐들이 어레이 되어 있는 잉크 젯 프린터 헤드(101)를 준비한다(도 3a). 여기서, 어레이된 복수 개의 노즐(120)들 각각에는 독립적인 유로(110)가 연결되어 있다.
즉, 기판(100)에는 복수 개의 노즐(120)들과, 이 노즐(120)들 각각에 독립적으로 연결된 유로(110)가 형성되어 있다.
다음으로, 스핀 코팅(Spin Coating) 방법으로 실리콘 웨이퍼(180) 상에 충진제(130)를 원하는 두께로 균일하게 도포한다(도 3b).
이어서, 모세관 현상(Capillary Phenomenon)을 이용한 스탬핑(Stamping) 방법으로 상기 충진제(130)를 잉크 젯 프린터 헤드의 각 노즐(120) 및 유로(110)에 채운다(도 3c).
여기서, 상기 노즐(120) 및 유로(110)에 충진제(130)를 균일하게 채우기 위해서는, 스탬핑(Stamping) 시 잉크 젯 프린터 헤드(101)의 정확한 정렬(Align), 실리콘 웨이퍼(200) 상에 충진제(130) 도포시 충진제(130)의 주입량, 노즐(120)의 표면 에너지 등을 제어하는 것이 필요하다.
이와 같이, 본 발명은 노즐(120) 및 유로(110)에 충진제(130)를 채울 때, 모세관 현상을 이용한 스탬핑 방법을 사용하는 것이 특징이며, 이 경우 충진제(130) 를 각 노즐(120) 및 유로(110)에 균일하게 채울 수 있다.
도 4는 본 발명의 충진제가 리플로우 되는 것을 방지하기 위해 보호 필름을 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 복수 개의 노즐들이 어레이 되어 있는 잉크 젯 프린터 헤드(101)가 열 처리용 지그(210)에 장착되어 있고, 보호 필름(140)이 노즐(120) 표면에 접착되어 있다.
상기 보호 필름(140)은 열 처리시 노즐 및 유로에 채워진 충진제가 흘러나오는 것을 방지하기 위한 것으로, 보호 필름(140)으로는 3M 또는 캡톤 필름을 사용한다.
도 5는 본 발명의 내부 슬러리 및 각종 오염원을 제거하기 순환 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
앞서 살펴본 바와 같이, 잉크 젯 프린터 헤드의 노즐 및 유로에 채워진 충진제를 1차적으로 제거한다 해도, 충진제는 완전히 제거되지 않고 슬러리(Slurry) 및 각종 오염원이 남아 있게 된다.
따라서, 2차적으로 이러한 슬러리 및 각종 오염원을 제거하기 위해 도 4와 같은 초음파 및 순환 시스템(Circulation System)을 이용하는 것이 바람직하다.
즉, 수조(300)에 충진제 제거용 액체(310)를 채워 놓고, 펌프(400)의 인입관(410)과 잉크 젯 프린터 헤드(101)의 유로를 연결하여 상기 충진제 제거용 액 체(310)에 잉크 젯 프린터 헤드(101)를 담그고, 상기 펌프(400)의 배출관(430)을 상기 충전제 제거용 액체(310)에 담근 후, 상기 펌프(400)의 펌핑 공정으로 충진제 슬러리를 강제적으로 제거한다.
여기서, 상기 충진제 제거용 액체(310)는 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol) 및 스트리퍼(Stripper) 중 어느 하나가 바람직하다.
그리고, 상기 인입관(410)에는 슬러리를 필터링하는 필터(420)가 구비되어 있는 것이 바람직하다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 노즐의 표면에 소수성 단층막을 형성하는 상태를 나타낸 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 복수 개의 노즐들이 어레이 되어 있는 잉크 젯 프린터 헤드(101)를 준비한다(도 6a). 여기서, 어레이된 복수 개의 노즐(120)들 각각에는 독립적인 유로(110)가 연결되어 있다.
다음으로, 실리콘 웨이퍼(180) 상에 소수성(Hydrophobic) 물질(190)을 균일하게 도포한다(도 6b).
여기서, 상기 소수성 물질(190)은 비 감광성 폴리머로서, 낮은 표면 에너지를 가지고 열적, 화학적으로 안전한 성질을 갖는 물질을 사용하며, 특히 점성이 높은 PDMS(Polydimethylsiloxane : 폴리디메틸실록산)를 사용하는 것이 바람직하다.
도 3에서 살펴본 바와 같이, 충진제의 경우 모세관 현상을 이용하여 충진 물질을 노즐 내부로 주입하는 것이 목적이라면, 소수성 코팅막의 경우 노즐 내부는 친수성(Hydrophilic)을 유지해야 하고, 노즐 표면에는 소수성(Hydrophobic) 처리를 해야 하므로 점성이 높은 물질을 사용하여야 한다.
또한, 상기 실리콘 웨이퍼(180) 상의 소수성 물질(190)은 노즐(120) 표면에 소수성 코팅막을 형성할 시, 노즐 내부로 스며들어 가지 않도록 6 ~ 10㎛의 두께로 형성하여야 한다.
그러나, PDMS와 같이 점성이 높은 물질은 두께가 너무 두꺼워서 잉크 젯 프린터 헤드의 노즐 부분이 닿기만 해도 노즐 내부로 스며들 수 있기 때문에, 상기 PDMS에 핵산(Hexane), 톨루엔(Tolene), 벤젠(Benzene) 등의 물질을 합성하여 소수성 물질의 두께를 조절한다.
반면, 상기 소수성 물질(190)의 두께가 너무 얇을 경우, 부분적으로 소수성 단층막이 형성이 되지 않거나, 실제 잉크의 분사 후 노즐 표면을 닦을 때 소수성 단층막이 벗겨지는 원인이 되기도 한다.
따라서, 최근 일반적으로 많이 사용되는 액상의 과플루오르 물질인 싸이탑(Cytop : 아사히 글라스), 테플론 에이에프(Teflon AF : 듀폰), FC(3M) 은 점성이 낮아서 두께 조절이 어렵기 때문에 본 발명에 적용하기는 어렵다.
이어서, 스탬핑(Stamping) 방법을 사용하여 상기 잉크 젯 프린터 헤드(101)의 각 노즐(120) 표면에 소수성 단층막을 형성한다(도 6c).
이때, 상기 노즐(120) 표면에 소수성 단층막을 균일하게 형성하기 위해서는 잉크 젯 프린터 헤드의 노즐 부분을 실리콘 웨이퍼(180) 상의 소수성 물질(190)과 정확하게 정렬되도록 하고, 소수성 단층막의 형성 시간 등을 충분히 고려하여야 한 다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 압전 방식의 잉크 젯 프린트 헤드의 분해 사시도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법을 나타낸 개략적인 일부 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 유로 및 노즐에 충진제를 채우는 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 충진제가 리플로우 되는 것을 방지하기 위해 보호 필름을 형성한 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 내부 슬러리 및 각종 오염원을 제거하기 순환 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 노즐의 표면에 소수성 단층막을 형성하는 상태를 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 110 : 유로
120 : 노즐 130 : 충진제
140 : 보호 필름 150 : 소수성 단층막
Claims (11)
- 잉크가 흘러가는 유로 및 상기 유로와 연결되어 잉크가 외부로 토출되는 노즐이 형성되어 있는 기판을 포함하여 이루어지며,상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 소수성 단층막이 형성되어 있고,상기 소수성 단층막은 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 주성분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드.
- 제1항에 있어서,상기 소수성 단층막의 두께는 6 ~ 10㎛인 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드.
- 제1항에 있어서,상기 소수성 단층막은 상기 PDMS에 핵산(Hexane), 톨루엔(Tolene) 및 벤젠(Benzene) 중에서 선택된 어느 하나의 물질이 합성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드.
- 잉크가 흘러가는 유로 및 상기 유로와 연결되어 잉크가 외부로 토출되는 노즐이 형성된 기판을 구비하고 있는 잉크 젯 프린터 헤드를 준비하는 단계;상기 유로 및 노즐에 충진제를 채우는 단계;상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 보호 필름을 형성한 후, 열처리하여 충진제를 경화시키는 단계;상기 보호 필름을 제거한 후, 상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면을 폴리싱(Polishing)하는 단계;상기 충진제를 제거하는 단계; 및상기 노즐의 끝단이 노출된 기판 표면에 소수성 단층막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 충진제는 왁스, 폴리머, 포토레지스트 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 기판은 실리콘(Si), 그라파이트(Graphite), 스테인리스(Stainless Steel), 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(Si3N4) 및 SOI(Silicon On Insulator) 중에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 충진제를 제거하는 단계는,상기 충진제를 아세톤(Acetone), 메탄올(Methanol) 및 스트리퍼(Stripper) 중 어느 하나의 물질을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 소수성(Hydrophobic) 단층막은 PDMS(Polydimethylsiloxane)에 핵산(Hexane), 톨루엔(Tolene) 및 벤젠(Benzene) 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 합성하는 것으로 두께를 조절하는 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 소수성 단층막은 6 ~ 10㎛의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 소수성 단층막을 형성한 이후에,상기 잉크 젯 프린터 헤드의 노출된 상부에 액상의 과플루오르 물질을 포함하는 막을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제10항에 있어서,상기 액상의 과플루오르 물질은 싸이탑(Cytop : 아사히 글라스), 테플론 에이에프(Teflon AF : 듀폰), FC(3M) 중에서 선택된 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터 헤드의 제조방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20120021640A (ko) * | 2010-08-11 | 2012-03-09 | 삼성전자주식회사 | 액체 적하기의 노즐 표면 개질 방법 |
| JP2019154351A (ja) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 株式会社リコー | 液滴形成装置及び液滴形成方法 |
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