KR20100104730A - 잉크젯 헤드 제조방법 - Google Patents

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KR20100104730A
KR20100104730A KR1020090023346A KR20090023346A KR20100104730A KR 20100104730 A KR20100104730 A KR 20100104730A KR 1020090023346 A KR1020090023346 A KR 1020090023346A KR 20090023346 A KR20090023346 A KR 20090023346A KR 20100104730 A KR20100104730 A KR 20100104730A
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김재성
정재우
양주환
유영석
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삼성전기주식회사
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Abstract

잉크젯 헤드 제조방법이 개시된다. 잉크를 수용하는 복수의 챔버가 형성되는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서, 챔버의 위치에 상응하여 압전체의 일면이 구획되도록 압전체의 일면에 분리홈을 형성하는 단계, 분리홈의 위치에 따라 압전체의 타면이 구획되도록 압전체의 타면에 정렬홈을 형성하는 단계, 챔버의 위치에 상응하여 정렬홈이 배치되도록 압전체를 챔버가 형성되는 잉크젯 헤드의 일면에 배치하는 단계, 압전체의 일면을 잉크젯 헤드의 일면에 접합하는 단계 및 분리홈이 노출되도록 압전체를 분리하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법은, 구동부를 이루는 각각의 압전체를 분리하여 crosstalk를 저감시킬 수 있는 잉크젯 헤드를 제조할 수 있다.
잉크젯, 헤드, crosstalk, 압전체, 피에조(pzt)

Description

잉크젯 헤드 제조방법{Method for Manufacturing Ink-Jet Head}
본 발명은 잉크젯 헤드 제조방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 전기적인 신호를 물리적인 힘으로 변환하여 노즐을 통해 잉크 액적을 토출함으로써 인쇄를 수행할 수 있는 장치이다. 최근 들어 잉크젯 헤드는 기존의 종이 및 섬유에 인쇄하는 그래픽 잉크젯 산업뿐만 아니라 프린트 기판, LCD 패널 등의 전자 부품 제작에도 그 적용이 확대되고 있다.
그에 따라, 기존의 그래픽 프린팅에 비하여 기능성 잉크를 정확하고 정밀하게 토출 시켜야 하는 전자부품용 잉크젯 프린팅 기술에는 기존의 잉크젯 헤드에서는 요구되지 않았던 기능들이 요구된다.
잉크젯 헤드는, 잉크를 수용하는 챔버, 잉크가 토출되도록 챔버의 일측에 형성되는 노즐 및 챔버의 타측에 형성되는 멤브레인 상에 결합되는 구동부를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 구동부가 동작되어, 멤브레인을 통해 챔버에 압력을 제공하면, 챔버에 수용되어 있던 잉크는 노즐을 통해 토출된다.
한편, 종래에는 압전체를 잉크젯 헤드의 일면의 멤브레인에 접합한 후, 각각 의 챔버 위에서 독립적인 구동부를 형성하기 위해, 압전체를 다이싱(dicing)하는 공정이 수행되었다.
이 때, 압전체를 완전히 절단하기 위해 다이싱 공정을 수행하면, 잉크젯 헤드의 멤브레인을 이루고 있는 실리콘 기판에 심각한 스트레스를 가할 수 있었다. 그리고, 이와 같은 문제로 인해 압전체를 완전 절단하지 못하면, 인접하는 각각의 구동부가 서로 연결되어, 인접한 챔버에 진동이 전달되는 crosstalk를 유발할 수 있었다.
더구나, 다이싱 공정을 수행할 때, 잉크젯 헤드의 실리콘 기판의 스트레스를 우려하여 얇은 절단날(saw blade)을 이용하여 두 번의 다이싱 공정을 수행하면, 인접한 구동부 간에 벽(wall) 형태의 압전체 잔존물이 남아 crosstalk를 유발할 수 있는 원인이 되었다.
본 발명은 crosstalk를 저감시킬 수 있는 구동부를 구비하는 잉크젯 헤드의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 잉크를 수용하는 복수의 챔버가 형성되는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서, 챔버의 위치에 상응하여 압전체의 일면이 구획되 도록 압전체의 일면에 분리홈을 형성하는 단계, 분리홈의 위치에 따라 압전체의 타면이 구획되도록 압전체의 타면에 정렬홈을 형성하는 단계, 챔버의 위치에 상응하여 정렬홈이 배치되도록 압전체를 챔버가 형성되는 잉크젯 헤드의 일면에 배치하는 단계, 압전체의 일면을 잉크젯 헤드의 일면에 접합하는 단계 및 분리홈이 노출되도록 압전체를 분리하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법이 제공된다.
여기서, 분리홈을 형성하는 단계는 압전체의 일면을 다이싱(dicing)하여 수행될 수 있으며, 분리홈을 형성하는 단계는 압전체의 일측을 기준으로 하여 수행될 수 있다. 그리고, 정렬홈을 형성하는 단계는 압전체의 일측을 기준으로 하여 압전체의 타면을 다이싱하여 수행될 수 있다.
한편, 압전체를 분리하는 단계는 정렬홈의 위치에 따라 압전체의 타면을 다이싱하여 수행될 수 있으며, 이 때, 압전체를 분리하는 단계는 정렬홈 및 분리홈 보다 작은 폭으로 압전체의 타면을 다이싱하여 수행될 수 있다.
또한, 정렬홈을 형성하는 단계는 분리홈의 깊이와 동일하게 정렬홈을 형성할 수 있으며, 정렬홈을 형성하는 단계는 분리홈의 폭과 동일하게 정렬홈을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 구동부를 이루는 각각의 압전체를 분리하여 crosstalk를 저감시킬 수 있는 잉크젯 헤드를 제조할 수 있다.
본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
먼저, 도 1은 잉크젯 헤드(100)의 구조를 나타낸 측단면도이며, 도 2는 잉크젯 헤드(100)의 구조를 나타낸 정단면도이다. 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(100)는, 리저버(110), 리스트릭터(108), 챔버(106), 멤브레인(107), 구동부(120) 및 노즐(104)을 포함할 수 있다.
리저버(110)는 잉크를 수용하며, 이하에서 설명할 리스트릭터(108)를 통해 챔버(106)에 잉크를 공급한다. 리저버(110)는 유입구(112)를 통해 잉크젯 헤드(100)의 외부로부터 잉크를 공급받을 수 있다.
리스트릭터(108)는 리저버(110)와 이하에서 설명할 챔버(106)를 서로 연결시키며, 리저버(110)로부터 챔버(106)로 잉크를 공급하는 채널로서의 기능을 수행할 수 있다.
리스트릭터(108)는 리저버(110) 보다 작은 단면을 갖도록 형성되며, 후술할 구동부(120)에 의해 챔버(106)에 압력이 제공되는 경우 리저버(110)로부터 챔버(106)로 공급되는 잉크의 흐름을 제어할 수 있다.
챔버(106)의 일단은 리스트릭터(108)와 연결되며, 그 타단은 노즐(104)과 연결된다. 챔버(106)는 잉크젯 헤드(100)의 내부에 형성되어 잉크를 수용하며, 그 일측이 멤브레인(107)에 의해 커버된다. 챔버(106)는 복수 개가 나란히 잉크젯 헤드(100)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있으며, 챔버(106) 간에는 격벽(109)이 형 성되어 각각의 챔버(106)를 구획할 수 있다.
노즐(104), 챔버(106), 멤브레인(107), 리스트릭터(108), 리저버(110) 및 유입구(112)는 복수의 실리콘 웨이퍼를 적층하여 형성되는 바디(102) 내에 형성될 수 있다.
멤브레인(107) 상에는 구동부(120)가 결합된다. 구동부(120)는 챔버(106)에 압력을 제공할 수 있는 부분으로, 멤브레인(107)이 형성되는 잉크젯 헤드(100)의 일면에 챔버(106)를 따라 나란히 결합될 수 있다.
구동부(120)는 압전체와, 압전체에 전기적 연결을 제공하는 공통전극(미도시) 및 개별전극(미도시)을 포함하여 이루어질 수 있다. 구동부(120)에 전압이 인가되면, 압전체가 상하 방향으로 변형되어 멤브레인(107)을 통해 챔버(106)에 압력을 제공할 수 있다.
노즐(104)은 챔버(106)를 중심으로 구동부(120)와 대향하여 형성된다. 챔버(106)에 수용된 잉크가 압력을 받아, 노즐(104)을 통해 잉크젯 헤드(100)의 외부로 토출될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드(100)의 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(100) 제조방법을 나타낸 순 서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(100) 제조방법은, 챔버(106)의 위치에 상응하여 압전체(200)의 일면이 구획되도록 압전체(200)의 일면에 분리홈(210)을 형성하는 단계(S100), 분리홈(210)의 위치에 따라 압전체(200)의 타면이 구획되도록 압전체(200)의 타면에 정렬홈(220)을 형성하는 단계(S200), 챔버(106)의 위치에 상응하여 정렬홈(220)이 배치되도록 압전체(200)를 챔버(106)가 형성되는 잉크젯 헤드(100)의 일면에 배치하는 단계(S300), 압전체(200)의 일면을 잉크젯 헤드(100)의 일면에 접합하는 단계(S400) 및 분리홈(210)이 노출되도록 압전체(200)를 분리하는 단계(S500)를 포함함으로써, 구동부(120)를 이루는 각각의 압전체(200)를 분리하여 crosstalk를 저감시킬 수 있는 잉크젯 헤드(100)를 제조할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(100)의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 챔버(106)는 잉크젯 헤드(100)의 내부에 잉크를 수용하도록 형성되며, 복수 개의 챔버(106)가 잉크젯 헤드(100)의 길이 방향을 따라 나란히 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리홈(210)을 형성하는 모습을 나타낸 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 챔버(106)의 위치에 상응하여 압전체(200)의 일면이 구획되도록, 압전체(200)의 일측을 기준으로 압전체(200)의 일면을 다이싱하여 분리홈(210)을 형성할 수 있다. (S100)
압전체(200)는 압전세라믹이 후막의 형태를 가지도록 소결된 것일 수 있다. 압전체(200)는 일정한 두께를 가지며, 길이 방향으로 연장되는 형태를 가질 수 있 다. 압전체(200)의 타면은 예를 들어 자외선 테이프(UV tape, 400)와 같은 캐리어 상에 부착된 상태에서, 다이싱 공정을 거칠 수 있다.
압전체(200)의 일측은 예를 들어 지그(402)와 같은 고정물에 의해 지지될 수 있으며, 이로써 다이싱 공정을 거치는 동안 다이싱 블레이드(dicing blade)와 일정한 위치 관계를 유지할 수 있다.
분리홈(210)은 챔버(106)의 위치에 상응하여, 즉 챔버(106)의 격벽(109)의 위치와 일치하게 압전체(200)의 일면에 형성될 수 있으며, 다이싱 공정을 통해 형성될 수 있다.
즉, 압전체(200)의 일측을 시작점으로 하여 챔버(106)의 격벽(109)의 위치에 따라 이격하여 분리홈(210)을 형성함으로써, 압전체(200)의 일측을 다이싱 공정의 기준점으로 이용할 수 있다.
분리홈(210)은, 이후 다이싱을 통해 압전체(200)를 분리하는 단계(S500)에서 압전체(200)가 완전히 분리되도록, 잉크젯 헤드(100)의 일면과 접합되는 압전체(200)의 일면에 형성되는 것일 수 있다.
이 때, 분리홈(210)의 깊이는 다이싱 공정의 오차를 고려하여 압전체(200)를 분리하는 단계(S500)에서 다이싱 블레이드가 멤브레인(107)에 손상을 가하지 않도록, 다이싱 블레이드와 멤브레인(107) 간에 확보되어야 하는 거리 이상일 수 있다.
분리홈(210)이 형성되면, 압전체(200)의 타면에 부착된 자외선 테이프(400)를 제거하고, 압전체(200)의 일면에 자외선 테이프(400)를 부착하여, 이후 공정에서 압전체(200)를 지지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬홈(220)을 형성하는 모습을 나타낸 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 다음으로, 분리홈(210)의 위치에 따라 압전체(200)의 타면이 구획되도록, 압전체(200)의 일측을 기준으로 압전체(200)의 타면을 다이싱하여 정렬홈(220)을 형성할 수 있다. (S200)
정렬홈(220)은 압전체(200)의 일면에 형성된 분리홈(210)과 동일한 위치의 압전체(200)의 타면에 형성된다. 이 때, 압전체(200)의 일측을 지그(402)로 고정하여 압전체(200)의 타면을 다이싱 함으로써, 압전체(200)의 일측을 기준으로 이용하여 정렬홈(220)과 분리홈(210)을 압전체(200)의 양면의 동일한 위치에 각각 형성할 수 있다.
정렬홈(220)의 폭(w2)과 깊이(d2)는 분리홈(210)의 폭(w1) 및 깊이(d1)와 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 압전체(200)는 상하 대칭 구조를 가지게 되어, 이후 압전체(200)를 잉크젯 헤드(100)의 일면에 접합하는 공정에서 압전체(200)에 열이 가해지는 경우 발생할 수 있는 휨(warpage)을 방지할 수 있다.
정렬홈(220)이 형성되면, 자외선 테이프(400)를 제거한 후에 이후 공정으로 압전체(200)는 전달될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체(200)를 접합하는 모습을 나타낸 정단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 챔버(106)의 위치에 상응하여 정렬홈(220)이 배치되도록 압전체(200)를 챔버(106)가 형성되는 잉크젯 헤드(100)의 일면에 배치할 수 있다. (S300)
분리홈(210)은 잉크젯 헤드(100)의 일면과 대향하는 압전체(200)의 일면에 형성되고, 이와 동일한 위치의 압전체(200)의 타면에 정렬홈(220)이 형성되므로, 정렬홈(220)의 위치를 이용하여 분리홈(210)의 위치를 확인할 수 있다.
결국, 압전체(200)의 일면이 잉크젯 헤드(100)의 일면과 대향되도록, 압전체(200)를 잉크젯 헤드(100)의 일면에 배치한 후에. 정렬홈(220)이 챔버(106)의 격벽(109)의 위치와 동일한 위치에 놓여지도록 압전체(200)의 위치를 조절하여, 압전체(200)와 잉크젯 헤드(100) 간의 위치 관계를 용이 하게 정렬할 수 있게 된다.
압전체(200)를 잉크젯 헤드(100)의 일면 상에 배치하기 이전에, 잉크젯 헤드(100)의 일면에 도전층을 형성함으로써 압전체(200)에 전기적 연결을 제공하는 공통전극을 형성할 수 있다. 공통전극을 형성한 이후에, 공통전극 상에 에폭시 수지와 같은 접합제를 도포하여 압전체(200)와 잉크젯 헤드(100)의 일면 사이에 접합층을 형성할 수 있다.
다음으로, 압전체(200)의 일면을 잉크젯 헤드(100)의 일면에 접합할 수 있다. (S400) 압전체(200)를 접합하는 단계는, 접합제가 접합력을 가지는 온도까지 접합제를 가열하고, 압전체(200)를 잉크젯 헤드(100) 측으로 가압하여 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이 때, 압전체(200)는 상하 대칭 구조를 이루고 있어, 휨의 발생이 방지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체(200)를 분리하는 모습을 나타낸 정단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 다음으로, 분리홈(210)이 노출되도록 정렬홈(220)의 위치에 따라 압전체(200)의 타면을 다이싱하여 압전체(200)를 분리할 수 있다. (S500)
정렬홈(220)은 분리홈(210)과 동일한 위치에 형성됨으로, 압전체(200)를 분리하는 단계에서 다이싱 공정은 정렬홈(220)을 따라 수행될 수 있다. 결국, 정렬홈(220)을 이용하여 다이싱 공정의 정렬도를 향상시킬 수 있게 된다.
본 단계에서 사용되는 다이싱 블레이드의 폭은 상술한 분리홈(210)을 형성하는 단계(S100) 및 정렬홈(220)을 형성하는 단계(S200)에서 사용되는 다이싱 블레이드의 폭 보다 작을 수 있으며, 이로써, 정렬홈(220)과 분리홈(210) 사이에 발생할 수 있는 단차의 발생을 방지할 수 있다.
그리고, 다이싱 공정은 압전체(200)의 양면에 형성되는 정렬홈(220)과 분리홈(210)이 관통되도록 수행됨으로써, 압전체(200)가 분리되어 형성되는 각각의 구동부(120) 사이를 완전히 분리할 수 있게 된다.
따라서, 인접하는 구동부(120)가 서로 연결되어, 인접한 챔버(106) 간에 진동 전달로 인한 crosstalk의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 압전체(200)를 분리하는 단계(S500) 이후에, 분리된 각각의 압전체(200)에 개별적극을 부착하여 각각의 구동부(120)를 형성할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 잉크젯 헤드의 구조를 나타낸 측단면도.
도 2는 잉크젯 헤드의 구조를 나타낸 정단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 일부를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리홈을 형성하는 모습을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬홈을 형성하는 모습을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 접합하는 모습을 나타낸 정단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 분리하는 모습을 나타낸 정단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 잉크젯 헤드 106: 챔버
107: 멤브레인 120: 구동부
200: 압전체 210: 분리홈
220: 정렬홈

Claims (8)

  1. 잉크를 수용하는 복수의 챔버가 형성되는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서,
    상기 챔버의 위치에 상응하여 압전체의 일면이 구획되도록 상기 압전체의 일면에 분리홈을 형성하는 단계;
    상기 분리홈의 위치에 따라 상기 압전체의 타면이 구획되도록 상기 압전체의 타면에 정렬홈을 형성하는 단계;
    상기 챔버의 위치에 상응하여 상기 정렬홈이 배치되도록 상기 압전체를 상기 챔버가 형성되는 상기 잉크젯 헤드의 일면에 배치하는 단계;
    상기 압전체의 일면을 상기 잉크젯 헤드의 일면에 접합하는 단계; 및
    상기 분리홈이 노출되도록 상기 압전체를 분리하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리홈을 형성하는 단계는
    상기 압전체의 일면을 다이싱(dicing)하여 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분리홈을 형성하는 단계는
    상기 압전체의 일측을 기준으로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정렬홈을 형성하는 단계는
    상기 압전체의 일측을 기준으로 하여 상기 압전체의 타면을 다이싱하여 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압전체를 분리하는 단계는
    상기 정렬홈의 위치에 따라 상기 압전체의 타면을 다이싱하여 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압전체를 분리하는 단계는
    상기 정렬홈 및 상기 분리홈 보다 작은 폭으로 상기 압전체의 타면을 다이싱하여 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정렬홈을 형성하는 단계는
    상기 분리홈의 깊이와 동일하게 상기 정렬홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정렬홈을 형성하는 단계는
    상기 분리홈의 폭과 동일하게 상기 정렬홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
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