KR20140127487A - 잉크젯 프린트 헤드 - Google Patents

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KR20140127487A
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이태경
김병헌
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Abstract

본 발명의 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 유로를 포함하는 기판 부재; 상기 기판 부재에 형성되는 압전 액추에이터; 및 상기 압전 액추에이터에 형성되고, 감광성 물질을 포함하는 피복 부재;를 포함할 수 있다.

Description

잉크젯 프린트 헤드{Inkjet print head}
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 기반으로 제작이 용이하고 압전 액추에이터의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.
잉크젯 프린트 헤드는 전기신호를 물리적인 힘으로 변환하여 저장된 잉크를 물방울 크기로 토출하는 장치이다.
이러한 잉크젯 프린트 헤드는 대량생산이 가능하므로, 사무용 프린터뿐만 아니라 산업용 프린터에도 사용되고 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린트 헤드는 종이에 잉크를 토출하여 출력물을 인쇄하는 사무실뿐만 아니라 인쇄회로기판(PCB) 상에 액상의 금속 물질을 토출하여 회로 패턴을 직접 형성하는 제조공장에서도 사용되고 있다.
한편, 잉크젯 프린트 헤드에 구비되는 압전 액추에이터는 프린터의 주 기판과 가요성 기판(FPCB)에 의해 연결되며, 주 기판으로부터 전송되는 전기신호에 따라 작동한다.
그런데 잉크젯 프린트 헤드에서 사용되는 산업용 잉크에는 일반적으로 강산 또는 강염기의 용제가 포함되어 있으므로, 용제에 의해 압전소자의 전극이 부식되거나 또는 압전소자가 부식되는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 압전소자의 표면에 상당한 두께의 접착층을 형성하는 기술이 소개되었다. 그러나 종래의 기술은 접착층에 의해 잉크젯 프린트 헤드의 두께가 증가하는 단점이 있다. 아울러, 종래의 기술은 접착층이 압전소자의 구동특성을 크게 변화시키므로 압전소자의 구동에 따른 토출특성을 신뢰하기 어렵다.
따라서, 압전소자의 부식을 방지하면서도 압전소자의 구동신뢰성을 확보할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드의 개발이 요청된다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다. 특허문헌 1은 압전체(30)의 상면에 형성되는 전극(70)의 끊김 현상을 경감시키기 위해 압전체(30)의 측면에 경사면을 형성하는 필름(60)을 소개하고 있다. 그러나 특허문헌 1은 압전소자의 부식을 방지하기 위한 구성에 대해서는 소개하고 있지 않다.
KR 2001-028359 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 잉크젯 프린트 헤드의 박형화를 가능케 하면서 압전소자의 구동신뢰성을 확보할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 유로를 포함하는 기판 부재; 상기 기판 부재에 형성되는 압전 액추에이터; 및 상기 압전 액추에이터에 형성되고, 감광성 물질을 포함하는 피복 부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재는 실록산을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재는 50wt% 이상의 실리콘을 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재는 실리콘을 포함하는 드라이 필름일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재의 영률(Young's Modulus)은 0.10 ~ 0.25 ㎬일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재의 포아송비(Poisson's ratio)는 0.2 ~ 0.4일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재의 두께는 50 ~ 200 ㎛일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 유로를 포함하는 기판 부재; 상기 기판 부재에 형성되는 압전 액추에이터; 상기 기판 부재의 상부에 배치되고 상기 압전 액추에이터의 구동을 위한 구동소자가 탑재되는 구동회로기판; 및 상기 기판 부재와 상기 구동회로기판 사이에 형성되어, 상기 압전 액에이터의 상부 표면을 피복하고 상기 기판 부재와 상기 구동회로기판을 접합하며, 감광성 물질을 포함하는 피복 부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 압전 액추에이터와 상기 구동소자는 와이어본딩에 의해 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재는 실록산을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재는 50wt% 이상의 실리콘을 함유할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재는 실리콘을 포함하는 드라이 필름일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재의 영률(Young's Modulus)은 0.10 ~ 0.25 ㎬일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재의 포아송비(Poisson's ratio)는 0.2 ~ 0.4일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 피복 부재의 두께는 50 ~ 200 ㎛일 수 있다.
본 발명은 잉크에 포함된 용제 가스에 의해 잉크젯 프린트 헤드의 전극이 부식 또는 산화되는 것을 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 압전 액추에이터의 구동특성을 일정하게 유지할 수 있으며, 이를 통해 잉크젯 프린트 헤드의 출력해상도를 높일 수 있다.
아울러, 본 발명은 잉크젯 프린트 헤드의 박형화가 가능하고 압전소자의 구동신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 다른 형태에 따른 단면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 제조 공정을 나타낸 순서도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 단면도이고,
도 5는 도 4에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 다른 형태에 따른 단면도이다.
산업용 잉크젯 프린터는 강산 또는 강염기의 용제를 포함한 잉크를 기판 또는 LCD 패널에 인쇄할 수 있다. 이 경우 잉크에 포함된 용제는 프린터에서 발생하는 열에 의해 증발할 수 있다.
그런데 이러한 용제의 증발 증기(solvent vapor)는 잉크젯 프린터를 구성하는 잉크젯 프린트 헤드의 전기적인 패턴(예를 들어, 압전 액추에이터의 전극 또는 압전 액추에이터와 프린터의 기판을 연결하는 가요성 기판(즉, 필름형 기판))을 부식시킬 수 있다.
이 같은 압전 액추에이터의 전극 또는 필름형 기판의 부식은 압전 액추에이터로의 정확한 신호 전달을 방해하므로, 잉크젯 프린터의 정밀한 인쇄작업과 이에 따른 고해상도 출력을 방해할 수 있다.
이러한 점을 해소하기 위해 압전 액추에이터의 상부에는 보호층이 형성될 수 있다. 통상적으로 보호층은 수 ㎜의 두께를 갖는다. 그런데 압전 액추에이터의 두께가 수 ㎛로 단위로 얇아짐에 따라 상기 보호층에 의한 압전 액추에이터의 성능현상이 문제되고 있다. 실제로, 보호층이 없는 상태에서 압전 액추에이터의 최대 변위는 100 ~ 120 ㎚ 범위였으나, 수 ㎜ 두께의 보호층이 형성된 상태에서의 압전 액추에이터의 변위는 50 ㎚이하였다.
따라서, 용제의 증발 증기로부터 압전 액추에이터를 보호하면서도 압전 액추에이터의 변위를 보장할 수 있는 새로운 형태의 기술이 필요하다
본 발명은 이러한 점을 감안하여 개발된 것으로서, 압전 액추에이터를 용제로부터 보호하고 압전 액추에이터의 변위를 보장할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드를 제공할 수 있다.
이를 위해 본 발명은 압전 액추에이터에 형성되는 피복 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 피복 부재의 두께는 수십 ~ 수백 ㎛일 수 있다. 부연 설명하면, 피복 부재의 두께는 50 ~ 200 ㎛일 수 있다. 바람직하게는 50 ~ 100 ㎛일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 ㎛일 수 있다.
아울러, 상기 피복 부재는 실리콘 화합물 또는 실록산을 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 상기 피복 부재는 실리콘 화합물 또는 실록산을 10 wt% 이상 함유할 수 있다. 바람직하게는 상기 피복 부재는 10 ~ 70 wt% 함유할 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 wt% 함유할 수 있다. 참고로, 나머지 wt%에 대응하는 성분은 상기 피복 부재의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 피복 부재가 광경화성 드라이 필름인 경우, 나머지 wt%에 대응하는 성분은 드라이 필름의 일반적인 성분을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명에서 상기 피복 부재의 재질이 실리콘 화합물 또는 실록산을 포함하는 재질로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 피복 부재는 영률(Young's Modulus)이 0.10 ~ 0.25 ㎬ 범위에 있는 다른 재질로 변경될 수 있다. 예를 들어, 피복 부재는 LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 화합물로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 피복 부재는 포아송비(Poisson's ratio)가 0.2 ~ 0.4인 재질로 변경될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 피복 부재는 영률과 포아송비가 상기 조건을 모두 만족하는 재질 중에서 선택될 수 있다.
여기서, 상기 조건믈 맞족하는 상기 피복 부재는 잉크젯 프린트 헤드의 제조공정에서 사용되는 드라이 필름일 수 있다. 바람직하게는 광 경성 드라이 필름일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 압전 액추에이터의 변위 특성은 표 1과 같다. 참고로, 실험에서 사용된 압전 액추에이터는 105 ㎩의 압력 조건에서 104.4㎚의 변위 특성을 갖는 제품이었다.
Figure pat00001
표 1에서 실험 예 1 ~ 3은 피복 부재의 두께를 다른 경우를 나타낸다. 부연 설명하면, 실험 예 1은 피복 부재의 두께가 50 ㎛인 경우이고, 실험 예 2는 피복 부재의 두께가 100 ㎛인 경우이고, 실험 예 3은 피복 부재의 두께가 200 ㎛인 경우이다. 이와 달리 비고 1 ~ 3은 피복 부재의 두께를 동일하나 실록산의 wt%가 다른 경우를 나타낸다. 부연 설명하면, 비고 1은 피복 부재에 실록산 10 wt%가 함유된 경우이고, 비고 2는 피복 부재에 실록산 50 wt%가 함유된 경우이고, 비고 3은 피복 부재에 실록산 70 wt%가 함유된 경우이다.
참고로, 표 1에서 가로축 항목(실시 예 1 ~ 3)에 대해 세로축 항목(비고 1 ~ 3)이 교차하는 부분의 값은 압전 액추에이터의 변위 값[단위 ㎚]을 의미한다. 예를 들어, 실험 예 1에 대해 비고 2가 교차하는 부분의 값(83.60 ㎚)은 실록산 50 wt%를 함유하고 두께가 50 ㎛인 피복 부재가 형성된 압전 액추에이터의 변위를 나타낸다.
표 1에서 알 수 있듯이, 실록산 50 wt% 이상을 함유하는 피복 부재를 압전 액추에이터에 형성한 경우의 변위(83.00 ~ 90.40 ㎚)는 압전 액추에이터에 피복 부재를 형성하기 전의 변위(104.4 ㎚)와 큰 차이가 없었다. 특히, 전술된 경우에는 피복 부재의 두께를 50에서 200 ㎛로 증가시켜도 충분한 압전 액추에이터의 변위를 보장받을 수 있었다.
따라서, 압전 액추에이터의 구동 신뢰성을 향상시키기 위해서는 실록산 50 wt% 이상을 함유한 피복 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 표 1은 실록산을 함유한 피복 부재에 대한 실험 예로 한정되어 있으나, 피복 부재의 영률을 0.15 ~ 0.24로 보장할 수 있다면 실록산을 다른 화합물로 변경하거나 또는 실록산의 wt%를 조정할 수 있다.
다음에서는 위와 같은 물리적 특성을 갖는 피복 부재를 구비한 잉크젯 프린트 헤드에 대해 설명한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 다른 형태에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 제조 공정을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 다른 형태에 따른 단면도이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명한다.
본 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 기판 부재(110), 압전 액추에이터(140), 피복 부재(150)를 포함할 수 있다.
기판 부재(110)는 노즐과 압력실을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드를 형성할 수 있다. 기판 부재(110)는 2개 이상의 실리콘 기판들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판 부재(110)는 제1기판(120)과 제2기판(130)의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 그러나 잉크젯 프린트 헤드의 크기 및 종류에 따라 3장 이상의 기판들로 구성될 수 있다.
제1기판(120)은 단결정의 실리콘 기판으로 이루어질 수 있으나, 필요에 따라 SOI(Silicon on insulator) 기판일 수 있다. 제1기판(120)은 노즐(210)과 리스트릭터(230)를 포함할 수 있다.
노즐(210)은 제1기판(120)을 상하 관통하는 형상으로 형성될 수 있다. 아울러, 노즐(210)은 하방(도 1 기준으로 Z축의 - 방향)으로 갈수록 점차 감소하는 단면 형상을 가질 수 있다. 이 같은 형상의 노즐(210)은 압전 액추에이터(140)의 구동력이 작은 경우도 일정량의 잉크를 토출시킬 수 있다. 따라서 이 같은 형상의 노즐(210)을 구비한 잉크젯 프린트 헤드(100)는 상대적으로 작은 압전 액추에이터(140)를 사용할 수 있으며, 상대적으로 적은 양의 전류로 구동될 수 있다. 그러나 노즐(210)의 형상은 도 1에 도시된 형태에 국한되는 것이 아니며, 필요에 따라 상하방향으로 동일한 크기를 갖는 단면 형상일 수 있다.
리스트릭터(230)는 제1기판(120)의 일면에 형성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 리스트릭터(230)는 제1기판(120)의 상면(도 1 기준임)에 소정의 깊이로 형성될 수 있으며, 노즐(210)과 소정의 거리를 두고 형성될 수 있다. 이 같이 형성된 리스트릭터(230)는 잉크가 유동하는 유로로 이용될 수 있으며, 잉크의 유동량을 제한하는 구실을 할 수 있다.
한편, 도 1에서는 제1기판(120)에 노즐(210)과 리스트릭터(230)가 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 제1기판(120)에 압력실의 일부분이나 매니폴드의 일부분이 형성될 수 있다. 아울러, 노즐(210)을 통해 잉크가 급속하게 토출되는 것을 방지할 수 있는 댐퍼 등이 제1기판(120)에 부가적으로 형성될 수 있다.
제2기판(130)은 단결정의 실리콘 기판으로 이루어질 수 있으나, 필요에 따라 SOI(Silicon on insulator) 기판일 수 있다. 제2기판(130)은 압력실(220)과 매니폴드(240)를 포함할 수 있다. 한편, 첨부된 도면에서는 제1기판(120)의 두께(t1)와 제2기판(130)의 두께(t2)가 동일한 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 제1기판(120)의 두께(t1)가 제2기판(130)의 두께(t2)보다 더 크거나 또는 이와 반대일 수 있다.
압력실(220)은 제2기판(130)의 하면(도 1 기준임)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 압력실(220)은 제1기판(120)의 노즐(210) 및 리스트릭터(230)와 부분적으로 마주보도록 형성될 수 있다. 즉, 압력실(220)은 제1기판(120)과 제2기판(130)이 적층되었을 때 제1기판(120)의 노즐(210) 및 리스트릭터(230)와 연결될 수 있다. 아울러, 압력실(220)은 1회 토출되는 잉크의 양과 동일한 체적을 가지거나 또는 이보다 큰 체적을 가질 수 있다.
매니폴드(240)는 제2기판(130)의 하면(도 1 기준임)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 매니폴드(240)는 압력실(220)과 일정한 간격을 두고 형성되며, 제1기판(120)과 제2기판(130)이 적층되었을 때 제1기판(120)의 리스트릭터(230)와 연결될 수 있다. 아울러, 매니폴드(240)의 형성 깊이(h2)는 압력실(220)의 형성 깊이(h1)와 동일할 수 있다. 이 경우 제2기판(130)에 압력실(220)과 매니폴드(240)를 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 압력실(220)과 매니폴드(240)의 형성 깊이가 동일하면, 제2기판(130)의 1회 식각 공정을 통해 압력실(220)과 매니폴드(240)를 동시에 형성할 수 있다. 그러나 필요에 따라 압력실(220)과 매니폴드(240)의 형성 깊이를 서로 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 매니폴드(240)의 형성 깊이(h2)를 제2기판(130)의 두께(t2)와 동일하게 할 수 있다. 이 경우 제2기판(130)에는 매니폴드(240)로 잉크를 공급하는 잉크 유입로가 부가적으로 형성될 수 있다.
압전 액추에이터(140)는 제2기판(130)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 압전 액추에이터(140)는 제2기판(130)의 상면(도 1 기준임)에 형성될 수 있으며, 압력실(220)에 저장된 잉크가 노즐(210)을 통해 토출될 수 있도록 제2기판(130)의 압력실(220)에 소정 크기의 압력을 가할 수 있다. 이를 위해 압전 액추에이터(140)는 제2기판(130)에서 압력실(220)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 아울러, 압전 액추에이터(140)의 길이(L2)는 압력실(220)의 길이(L1)와 동일할 수 있다.
압전 액추에이터(140)는 압전 소자(142), 제1전극(144), 제2전극(146)을 포함할 수 있다.
압전 소자(142)는 압전 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 압전 소자(142)는 세라믹으로 이루어질 수 있으며, 더욱 상세하게는, 압전 소자(142)는 PZT(Lead Zirconate Titanate)로 제작될 수 있다. 이 같이 이루어진 압전 소자(142)는 외부의 전기신호에 따라 수축 또는 이완하며, 제2기판(130)의 압력실(220)에 압력을 가할 수 있다. 압전 소자(142)의 크기는 압력실(220)의 길이(L1)에 비례할 수 있으며, 압력실(220)의 길이(L1)와 동일할 수 있다.
제1전극(144)은 제2기판(130)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 제1전극(144)은 에폭시와 같은 접착제를 매개로 제2기판(130)에 형성될 수 있으며, 압전 소자(142)와 동일한 크기로 형성될 수 있다. 제1전극(144)은 도전성 재질로 이루어질 수 있으며, 압전 소자(142)의 제1극성의 전류를 제공할 수 있다. 이를 위해 제1전극(144)의 외부의 전원 또는 외부 회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 아울러, 제1전극은 티타늄(Ti)과 백금(Pt)으로 이루어진 두 개의 금속 박막층으로 구성될 수 있다. 이 같이 형성된 제1전극(144)은 공통 전극 구실을 할 수 있다.
제2전극(146)은 압전 소자(142)의 상면에 형성될 수 있다. 제2전극(146)은 Pt, Au, Ag, Ni, Ti 및 Cu 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으며, 제1전극(144)과 다른 극성의 전류를 압전 소자(142)에 제공할 수 있다. 참고로, 본 실시 예에서 제2전극(146)은 가요성 기판(170)과 연결되어 있다.
한편, 본 실시 예에서는 제1전극(144)이 압전 소자(142)의 하면에 형성되고, 제2전극(146)이 압전 소자(142)의 상면에 형성되는 것으로 설명되어 있으나, 경우에 따라 제1전극(144)과 제2전극(146)의 위치가 바뀔 수 있다.
피복 부재(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 압전 액추에이터(140)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 피복 부재(150)는 압전 액추에이터(140)의 상부에 형성될 수 있으며, 이를 통해 압전 액추에이터의 상부가 용제에 의해 부식되는 현상을 경감시킬 수 있다. 한편, 피복 부재(150)는 필요에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 압전 액추에이터(140)의 상부와 제2기판(130)의 상부에 모두 형성될 수 있다. 이 경우, 용제에 의해 제2기판(130)의 상부가 부식되는 현상도 경감시킬 수 있다.
피복 부재(150)는 전술한 바와 같이 실록산을 함유하는 부재일 수 있다. 부연 설명하면, 피복 부재(150)는 실록산 50 wt%이상을 함유하는 부재일 수 있다. 아울러, 피복 부재(150)는 포아송비가 0.3인 부재 중에서 선택될 수 있다. 또한, 피복 부재(150)는 영률이 0.15 ~ 0.24 ㎬ 범위에 있는 부재 중에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 포아송비가 0.3이고 영률이 0.15 ~ 0.24 ㎬ 범위에 있는 부재 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 피복 부재(150)는 LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 화합물로 이루어질 수 있다.
피복 부재(150)는 드라이 필름일 수 있다. 부연 설명하면, 피복 부재(150)는 경화성 드라이 필름일 수 있다. 예를 들어, 피복 부재(150)는 포지티브 드라이 필름과 네가티브 드라이 필름을 모두 포함할 수 있다.
베젤(160)은 제2기판(130)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 베젤(160)은 제2기판(130)의 매니폴드(240)와 연결되고, 상당량의 잉크를 저정할 수 있는 공간을 가질 수 있다. 참고로, 도 1에 도시된 베젤(160)은 잉크젯 프린트 헤드(100)의 구조에 따라 생략될 수 있다.
위와 같이 구성된 잉크젯 프린트 헤드(100)는 압전 액추에이터(140)와 제2기판(130)의 상부가 피복 부재(150)에 의해 보호되므로, 압전 액추에이터(140)의 부식으로 인한 오작동 또는 제2기판(130)의 부식으로 인한 잉크의 누설을 방지할 수 있다.
아울러, 본 잉크젯 프린트 헤드(100)는 피복 부재(150)가 형성된 상태에서도 압전 액추에이터(140)의 충분한 변위 특성을 확보할 수 있으므로(표 1 및 표 1 관련 내용 참조), 잉크젯 프린트 헤드(100)의 토출 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 잉크젯 프린트 헤드(100)는 고품질의 인쇄특성을 필요로 하는 여러 전자장치의 제조공정에서 널리 사용될 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 도 3에 도시된 순서에 따라 제조될 수 있다. 부연 설명하면, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 제조 공정은 피복 부재의 형성 공정, 현상 마스크의 형성 공정, 피복 부재의 제거 공정을 포함할 수 있다. 그리고 부가적으로 베젤의 형성 공정 및 회로 연결 공정을 더 포함할 수 있다.
1) 피복 부재의 형성 공정
본 공정에서는 기판 부재(110)에 피복 부재(150)를 형성할 수 있다. 피복 부재(150)는 제2기판(130)의 상부영역 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 피복 부재(150)의 형성은 박막 증착, 인쇄 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 피복 부재(150)는 광 경화성 재질일 수 있다. 예를 들어, 피복 부재(150)는 드라이 필름일 수 있다.
2) 현상 마스크의 형성 공정
본 공정에서는 피복 부재(150)가 제거될 영역에 마스크(300)를 형성할 수 있다. 여기서, 마스크(300)는 빛을 차단하는 재질일 수 있다. 다만, 피복 부재(150)가 네가티브 드라이 필름인 경우에는 피복 부재(150)가 형성될 영역에 마스크(300)가 형성되고, 마스크(300)가 빛을 투과하는 재질일 수 있다. 참고로, 마스크(300)의 형성방법은 이미 알려진 포토 마스크 형성방법 중 선택될 수 있다.
아울러, 본 공정에서는 피복 부재(150)를 경화시킬 수 있다. 여기서, 피복 부재(150)의 경화는 마스크(300)의 외부로 노출된 부분에 한해 이루어질 수 있다. 따라서, 마스크(300)에 의해 가려진 부분은 에칭에 의한 제거가 용이하고, 마스크(300)의 외부로 노출된 부분은 에칭에 의한 제거가 용이하지 않을 수 있다.
3) 피복 부재의 제거 공정
본 공정에서는 마스크(300) 및 피복 부재(150)의 비 경화영역을 제거할 수 있다. 마스크(300)와 피복 부재(150)의 제거는 건식 에칭, 습식 에칭 등의 방법으로 이루어질 수 있다.
4) 기타 공정
전술된 공정이 완료되면, 압전 액추에이터(140)와 외부 전원을 연결하는 공정 및 베젤 형성 공정을 추가로 수행할 수 있다. 참고로, 본 공정은 필요에 따라 생략되거나 이전 단계에서 수행될 수 있다.
다음에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명한다.
본 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 구동회로기판(180)을 더 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 본 잉크젯 프린트 헤드(100)는 압전 액추에이터(140)의 구동신호를 송출하는 구동소자(190)가 탑재된 구동회로기판(180)을 더 포함할 수 있다.
아울러, 본 잉크젯 프린트 헤드(100)에서 피복 부재(150)는 제2기판(130)의 대부분의 영역에 형성되고, 제2기판(130)과 구동회로기판(180)을 연결하는 접착층으로써 사용될 수 있다.
구동회로기판(180)의 구동소자(190)와 압전 액추에이터(140)는 와이어 본딩(172, 도 4 참조) 또는 비아 전극(174, 176, 도 5 참조)에 의해 연결될 수 있다.
위와 같이 구성된 잉크젯 프린트 헤드(100)는 구동회로 및 구동소자(190)의 탑재에 필요한 공간을 축소할 수 있으므로, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 소형화에 유리할 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100 잉크젯 프린트 헤드
110 기판 부재
120 제1기판
130 제2기판
140 압전 액추에이터
142 압전 소자
144 제1전극
146 제2전극
150 피복 부재
210 노즐
220 압력실
230 리스트릭터
240 매니폴드

Claims (15)

  1. 잉크 유로를 포함하는 기판 부재;
    상기 기판 부재에 형성되는 압전 액추에이터; 및
    상기 압전 액추에이터에 형성되고, 감광성 물질을 포함하는 피복 부재;
    를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피복 부재는 실록산을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피복 부재는 50wt% 이상의 실리콘을 함유하는 잉크젯 프린트 헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피복 부재는 실리콘을 포함하는 드라이 필름인 잉크젯 프린트 헤드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피복 부재의 영률(Young's Modulus)은 0.10 ~ 0.25 ㎬인 잉크젯 프린트 헤드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피복 부재의 포아송비(Poisson's ratio)는 0.2 ~ 0.4인 잉크젯 프린트 헤드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피복 부재의 두께는 50 ~ 200 ㎛인 잉크젯 프린트 헤드.
  8. 잉크 유로를 포함하는 기판 부재;
    상기 기판 부재에 형성되는 압전 액추에이터;
    상기 기판 부재의 상부에 배치되고 상기 압전 액추에이터의 구동을 위한 구동소자가 탑재되는 구동회로기판; 및
    상기 기판 부재와 상기 구동회로기판 사이에 형성되어, 상기 압전 액에이터의 상부 표면을 피복하고 상기 기판 부재와 상기 구동회로기판을 접합하며, 감광성 물질을 포함하는 피복 부재;
    를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압전 액추에이터와 상기 구동소자는 와이어본딩에 의해 연결되는 잉크젯 프린트 헤드.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 피복 부재는 실록산을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 피복 부재는 50wt% 이상의 실리콘을 함유하는 잉크젯 프린트 헤드.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 피복 부재는 실리콘을 포함하는 드라이 필름인 잉크젯 프린트 헤드.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 피복 부재의 영률(Young's Modulus)은 0.10 ~ 0.25 ㎬인 잉크젯 프린트 헤드.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 피복 부재의 포아송비(Poisson's ratio)는 0.2 ~ 0.4인 잉크젯 프린트 헤드.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 피복 부재의 두께는 50 ~ 200 ㎛인 잉크젯 프린트 헤드.
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