CN101112817A - 喷墨印头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种喷墨印头,至少包括晶片、腔室层以及喷嘴层,其中晶片具有多数个致动器件,腔室层则配置于晶片之上,而喷嘴层是配置于腔室层之上。腔室层具有数个腔室。这些腔室位于致动器件上方,且腔室层的材料是一有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂。此外,喷嘴层具有数个喷嘴,而这些喷嘴分别与上述腔室连通,且喷嘴层的材料为环氧基型或酰亚胺基型的负型光致抗蚀剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨印头(inkjet print head)及其制造方法,特别是涉及一种能改善晶片(chip)与腔室层(chamber layer)之间的粘着力的喷墨印头及其制造方法。
背景技术
近年来在高科技产业的带动发展之下,所有电子相关产业无不突飞猛进。就打印机而言,在短短几年的时间之内,打印技术已经从早期的针式打印及单色激光打印,一直进步到目前的彩色喷墨打印及彩色激光打印。就喷墨打印机而言,目前在市面上的喷墨打印机所应用的打印技术主要有热泡式(thermal bubble)或压电式(piezoelectric)的喷墨技术,用以将墨水喷至记录媒介,例如纸张等,因而形成文字或图案在记录媒介的表面。以热泡式喷墨印头为例,该类型的喷墨印头大多利用一层配置于衬底(substrate)之上的腔室层(chamber layer)来形成大体上与衬底表面水平的多数个墨水流道(ink channel)及墨水腔室(ink chamber),并通过穿过衬底的墨水开槽(ink slot)或通孔(via)来供应墨水至这些墨水流道,再流经这些水平的墨水流道进入对应的墨水腔室,之后通过在加热元件(电热元件)将墨水汽化后所产生的力量来推动墨水,使得墨水穿过配置于墨水腔室上的喷嘴板(nozzle plate)的喷嘴(nozzle)来喷出以形成墨滴。喷嘴板虽结构简单,但因其对墨滴喷发有直接的影响,因此喷嘴板的品质、材料、精度与喷嘴形状等要求较多。
喷嘴板压合至晶片上的一种制作方式,是先以电铸、机械或激光钻孔方式预先完成含有喷嘴的喷嘴板,再一片片对位压合至晶片上。利用前述制造技术和方法所产生的喷嘴板,除了成本不斐外(例如采用金属喷嘴板),在其过程上也须较投入较昂贵的设备及耗费较多人力及工时。目前有一种发展中的技术,是利用干蚀刻(dry-etching)来制作喷墨印头的喷嘴板,但是干蚀刻的过程同样在过程设备上需要较高成本,因此较新的技术是以负型光致抗蚀剂(negative photoresist)作为喷嘴板的材料,并选用例如是环氧基(epoxy-based)或聚酰亚胺基(polyimide-based)树脂作为喷嘴板,以解决电铸法在使用上有金属喷嘴板被墨水侵蚀的问题,且上述环氧基或聚酰亚胺基树脂制的喷嘴板因表面能(surface energy)较高,所以相对于金属喷嘴板较不易积墨,且其为透明材料,故易于观察及进行不良产品的分析。再者,这种以负型光致抗蚀剂作为喷嘴板材料的技术所需过程成本及设备皆较现有干蚀刻的过程低,且将该种材料的喷嘴板压合或粘着至晶片之上所需的过程温度、压力也较低,因此能避免喷嘴板压合或粘着至晶片后,产生喷嘴板下凹的问题。
这些采用环氧基或聚酰亚胺基树脂作为喷嘴板的喷墨印头,所使用的腔室层的材料也采用采用环氧基型或聚酰亚胺基(polyimide-based)树脂,例如美国专利US6,739,519,US6,409,312所示。然而,因为喷墨头晶片上有裸露的含硅材料、Ta、氧化材料(oxide material)、氮化材料(nitridematerial)、含金材料等,使环氧基或聚酰亚胺基树脂的腔室层与晶片的粘着力不够好,有剥离的问题,而造成产品的可靠度不佳。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种喷墨印头,可改善腔室层与晶片之间粘着力不佳的问题。
本发明的另一目的是提供一种喷墨印头,以避免腔室层自晶片剥离的情形发生。
本发明的又一目的是提供一种喷墨印头,可改善腔室层与喷嘴层之间粘着力不佳的问题同时可以防止墨水对腔室层的侵蚀。
本发明的再一目的是提供一种喷墨印头的制造方法,能以简单的过程达到改善晶片与腔室层之间粘着力不佳的问题,并提升喷嘴层与腔室层之间的预粘着力。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述的一或部份或全部目的或其它目的,本发明提出一种喷墨印头,至少包括一晶片(chip)、一腔室层(chamber layer)以及一喷嘴层(nozzle layer),其中晶片具有多数个致动器件(actuators),腔室层则配置于晶片之上,而啧嘴层是配置于腔室层之上。其中,腔室层具有多数个腔室,这些腔室位于致动器件上方,且腔室层的材料是一种有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂(organic-solyent developable acrylic familynegative photoresist)。此外,喷嘴层具有多数个喷嘴,而这些喷嘴分别与上述腔室连通,且喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂(epoxy-based negative photoresist)或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂(imide-based negative photoresist)。
本发明再提出一种喷墨印头,至少包括一晶片、一腔室层以及一喷嘴层,其中晶片具有多数个致动器件,腔室层则配置于晶片之上,而喷嘴层是配置于腔室层之上。其中,腔室层具有多数个腔室,且腔室位于致动器件上方。喷嘴层则具有多数个喷嘴,而喷嘴分别与上述腔室连通,其中腔室层所使用的材料与晶片之间的粘着力大于喷嘴层所使用的材料与晶片之间的粘着力。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,其中腔室层的材料包括以有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,更包括一层第一材料层,位于腔室层与喷嘴层之间。其中,第一材料层与喷嘴层具有相同的材料,且第一材料层与腔室层具有大体上相同的轮廓。第一材料层的厚度约为1~40μm之间。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,更包括一层第二材料层,位于腔室层与喷嘴层之间,其中第二材料层与腔室层具有相同的材料,且第二材料层与喷嘴层具有大体上相同的轮廓。第二材料层的厚度约为0.5~40μm之间。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述各喷嘴的内壁与喷嘴层的下表面的夹角介于60度至90度之间。
本发明另提出一种喷墨印头,至少包括一晶片、一腔室层以及一喷嘴层,其中晶片具有多数个致动器件,腔室层则配置于晶片之上,而喷嘴层是配置于腔室层之上。上述腔室层具有多数个腔室,而腔室位于致动器件上方,且腔室层的材料是一种有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂。再者,喷嘴层具有多数个喷嘴,而喷嘴分别与腔室连通,且各喷嘴的内壁与喷嘴层的下表面的夹角介于60度至90度之间。此外,喷嘴层的材料是一种负型光致抗蚀剂,且不同于腔室层的材料。
本发明又提出一种喷墨印头,至少包括一晶片、一腔室层以及一喷嘴层,其中晶片具有多数个致动器件,腔室层则配置于晶片之上,而喷嘴层是配置于腔室层之上。上述腔室层具有多数个腔室与分别连接至腔室的多数个流道,这些腔室位于致动器件上方,且腔室层是一种混合层,该混合层是由有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与环氧基型负型光致抗蚀剂所混合而成或由有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与酰亚胺基型负型光致抗蚀剂所混合而成。而喷嘴层具有多数个喷嘴,这些喷嘴分别与腔室连通。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述混合层中的有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂所占的重量比例约为5%~80%之间。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述各喷嘴的内壁与喷嘴层的下表面的夹角介于60度至90度之间。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述喷嘴层的材料较佳为聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂较佳为有机溶剂型含酯类或醚类的丙烯酸系的负型光致抗蚀剂聚合物。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述喷嘴层的厚度约为15~70μm之间。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述腔室层的厚度约为5~50μm之间。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,上述致动器件为电热元件或压电元件。
依照本发明的较佳实施例所述喷墨印头,其中腔室层具有分别连接至腔室的数个流道。
本发明再提出一种喷墨印头的制造方法,包括提供具有多数个致动器件的晶片,再在晶片之上形成一个双层结构。其中,双层结构包括与晶片表面接触的一层腔室层以及不与晶片表面接触的一层第一材料层,其中双层结构具有多数个腔室与分别连接至腔室的多数个流道,且腔室位于致动器件上方。然后,在双层结构之上形成一层喷嘴层,其中喷嘴层具有多数个喷嘴,而这些喷嘴分别与腔室连通。其中,腔室层的材料包括有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂,喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂,且第一材料层与喷嘴层具有相同的材料。
依照本发明的较佳实施例所述制造方法,其中形成双层结构的步骤包括先在晶片上依序形成有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂以及第一材料层,再对有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与第一材料层进行曝光,之后对有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与第一材料层进行显影。
依照本发明的较佳实施例所述制造方法,其中形成双层结构的步骤包括先在晶片上形成有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂,再对有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂进行第一道曝光与第一道显影。然后,在晶片上形成第一材料层覆盖上述有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂,再对第一材料层进行第二道曝光与第二道显影。
本发明又提出一种喷墨印头的制造方法,包括提供具有多数个致动器件的一晶片,然后在晶片之上形成一层腔室层。这层腔室层具有数个腔室与分别连接至腔室的多数个流道,且腔室位于致动器件上方,而腔室层的材料包括有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂。之后,在腔室层之上形成一个双层结构,其中双层结构包括与腔室层表面接触的一层第二材料层以及不与腔室层表面接触的一层喷嘴层。其中,双层结构具有多数个喷嘴,而这些喷嘴分别与腔室连通,且喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂;以及第二材料层与腔室层具有相同的材料。
依照本发明的较佳实施例所述制造方法,其中形成双层结构的步骤包括:在腔室层上压合由第二材料层以及喷嘴层所组成的干膜。
本发明因为采用有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂作为腔室层的材料,同时搭配物理机械强度较佳的包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂作为喷嘴层的材料,因此可改善晶片与腔室层之间粘着力不佳的问题。此外,腔室层与喷嘴层之间还可搭配一层材料层,来改善这两层在压合时的相容性。再者,腔室层也可选用混合有有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与环氧基型负型光致抗蚀剂或聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂的材料,同样能改善现有晶片与腔室层之间粘着力不佳的问题。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的第一实施例的一种喷墨印头的剖面示意图。
图2A-1、图2A-2至图2C是依照本发明的第二实施例的一种喷墨印头的制造流程剖面示意图。
图3A至图3B是依照本发明的第三实施例的一种喷墨印头的制造流程剖面示意图。
图4是依照本发明的第四实施例的一种喷墨印头的剖面示意图。
图5是依照本发明的第五实施例的一种喷墨印头的剖面示意图。
100、200、300、400、500:晶片
102、202、302、402、502:致动器件
104、204、304、404、504:腔室层
106、206、306、406、506:喷嘴层
105、305:腔室
107、307:流道
205:第一材料层
308:第二材料层
θ1、θ2、θ3、θ4、θ5:夹角
具体实施方式
下列各实施例的说明是参考附图,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用来说明,而非用来限制本发明。
本发明的喷墨印头的设计概念是以材料与晶片之间的粘着力而言,选用粘着力比喷嘴层的材料大者作为腔室层的材料。换言之,相较现有技术腔室层的材料采用与喷嘴层的材料相同的材料例如是环氧基负型光致抗蚀剂(如SU-8),本发明的实施例的腔室层所使用的材料与晶片之间的粘着力大于喷嘴层所使用的材料与晶片之间的粘着力。以下列举数个实施例来详细说明本发明的结构及制造方法,但并非以此限定本发明可应用的范围。
第一实施例
图1是依照本发明的第一实施例的一种喷墨印头的剖面示意图。
请参照图1,第一实施例的喷墨印头包括晶片(chip)100、腔室层104以及喷嘴层106,其中晶片100具有致动器件102,腔室层104则配置于晶片100之上,而喷嘴层或喷嘴板106是配置于腔室层104之上。其中,腔室层104一般都具有多数个腔室105,腔室位于致动器件102上方。在一较佳实施例中,腔室层104具有分别连接至腔室的多数个流道107。在一较佳实施例中,致动器件102如为加热元件(heater;resistive element;或称电热元件),在其上会覆盖有其他保护层(protective layer)(未绘示),例如是SiN层、SiC层或SiN与SiC的叠层。因此,本发明所称腔室位于致动器件102上方,不限于腔室与致动器件102直接紧邻。
请继续参照图1,腔室层104所使用的材料与晶片100之间的粘着力大于喷嘴层106所使用的材料与晶片100之间的粘着力,其中腔室层104的材料例如是一种有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂(organic-solvent developable acrylic-family negative photoresist),较佳材料是为一种以有机溶剂显影的含醚类的丙烯酸系的负型光致抗蚀剂聚合物或Tokyo Ohka Kogyo公司所生产的一种有机溶剂型含酯类的丙烯酸系的负型光致抗蚀剂聚合物。相较于碱性水溶液(aqueous base)显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂,采用有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂所形成的腔室层104和腔室105具有较高的墨水侵蚀的抵抗性。而喷嘴层106具有多数个喷嘴,而这些喷嘴分别与上述腔室105连通,且喷嘴层106的材料例如环氧基型负型光致抗蚀剂(epoxy-based negative photoresist)或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂(imide-based negative photoresist)。环氧基型负型光致抗蚀剂的材料可以是SU-8,例如是由MicroChem公司所生产的SU-8系列负型光致抗蚀剂。若喷嘴层106的材料为酰亚胺基型负型光致抗蚀剂,其较佳材料则为聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。在一实施例中,上述各喷嘴的内壁与喷嘴层106的下表面的夹角θ1例如是约介于60度至90度之间,夹角θ1较佳值约介于80度至88度之间。上述喷嘴层106的厚度例如是在15~70μm之间,较佳厚度在20~70μm之间;上述腔室层104的厚度例如是在5~50μm之间,较佳厚度在10~40μm之间。而上述致动器件102可为电热元件或压电元件。
第二实施例
图2A-1、图2A-2至图2C是依照本发明的第二实施例的一种喷墨印头的制造流程剖面示意图,且第二实施例所制作的喷墨印头与第一实施例的差异是位于腔室层与喷嘴层之间还多了一层第一材料层。
请先参照图2A-1与图2B,提供具有多数个致动器件202的晶片200,且致动器件202可为电热元件或压电元件。之后,在晶片200之上形成一个双层结构,其包括与晶片200表面接触的一层腔室层204以及不与晶片200表面接触的一层第一材料层205。因此,可选择采用图2A-1的方式,先在晶片200上依序形成有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂(即腔室层204的材料)以及第一材料层205,再对有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与第一材料层205进行曝光再进行显影,以形成腔室,而在其他实施例中,并形成流道。在晶片200上形成腔室层204和在腔室层204上形成第一材料层205的方式可以采用例如是涂布(coating)、粘合或压合(lamination)方式。在一实施例中,腔室层204和第一材料层205为干膜(dry film)型态,可以事先对其互相压合后,再将此双层结构粘合或压合至晶片之上。如此一来,第一材料层205与腔室层204会具有大体上相同的轮廓(如图2B)。其中,腔室层204的厚度例如是在0.5~35μm之间,较佳厚度在5~35μm之间。第一材料层205的厚度例如是在1~40μm之间,较佳厚度在10~35μm之间,且其与后续形成的喷嘴层具有相同的材料。
此外,还可另外参照图2A-2与图2B,这是形成上述图2B的双层结构的另一种方法,是先在晶片200之上形成有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂(即腔室层204的材料),再对有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂进行第一道曝光与第一道显影。然后,在晶片200之上形成一层第一材料层205覆盖上述有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂(如图2A-2)。接着,对第一材料层205进行第二道曝光与第二道显影,而得到如图2B所示的双层结构。
接着,请参照图2C,在双层结构(包含腔室层204和第一材料层205)上形成一层喷嘴层206,其中喷嘴层206具有数个喷嘴。形成的方式可以采用粘合或压合(lamination)方式。其中,喷嘴层206的材料例如环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂,且与第一材料层205具有相同的材料,若喷嘴层206的材料为酰亚胺基型负型光致抗蚀剂,其较佳材料则为聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。此外,上述各喷嘴的内壁与喷嘴层206的下表面的夹角θ2例如是约介于60度至90度之间,夹角θ2较佳值约介于80度至88度之间。
第三实施例
图3A至图3B是依照本发明的第三实施例的一种喷墨印头的制造流程剖面示意图,且第三实施例所制作的喷墨印头与第一实施例的差异是位于腔室层与喷嘴层之间还多了一层第二材料层。
请先参照图3A,提供具有多数个致动器件302的晶片300,且致动器件302可为电热元件或压电元件。之后,在晶片300之上形成一层腔室层304。这层腔室层304具有多数个腔室305与分别连接至腔室305的多数个流道307,且腔室位于致动器件302上方,而腔室层304的材料为有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂,较佳材料是一种有机溶剂型含酯类或醚类的丙烯酸系的负型光致抗蚀剂聚合物。
接着,请参照图3B,在腔室层304上形成一个双层结构,其中双层结构包括与腔室层304表面接触的一层第二材料层308以及不与腔室层304表面接触的一层喷嘴层306,其中腔室层304厚度和喷嘴层306厚度可为第一实施例所示的厚度。第二材料层308的厚度约为0.5~40μm之间,较佳厚度为0.5~40μm之间。而形成上述双层结构的步骤例如是在腔室层304上压合由第二材料层308以及喷嘴层306所组成的干膜。其中,喷嘴层306的材料为环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂,若喷嘴层306的材料为酰亚胺基型负型光致抗蚀剂,其较佳材料则为聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。第二材料层308需与喷嘴层306具有大体上相同的轮廓,如图3B所示,且如第二实施例相同,各喷嘴的内壁与喷嘴层306的下表面的夹角θ3例如介于60度至90度之间,而较佳值约介于80度至88度之间,同时第二材料层308与腔室层304具有相同的材料。
第四实施例
图4是依照本发明的第四实施例的一种喷墨印头的剖面示意图。
请参照图4,此一实施例的喷墨印头包括晶片400、腔室层404以及喷嘴层406,其中晶片400具有致动器件402。而腔室层404是配置于晶片400之上、喷嘴层406配置于腔室层404之上。而且,上述各构件之间的位置关系和尺寸均与第一实施例相同。再者,腔室层404的材料是一种有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂,且喷嘴层406的喷嘴的内壁与其下表面的夹角θ4需介于60度至90度之间,而较佳值约介于80度至88度之间,以提升打印品质。此外,喷嘴层的406材料需选用是一种不同于腔室层的材料的负型光致抗蚀剂。
第五实施例
图5是依照本发明的第五实施例的一种喷墨印头的剖面示意图。
请参照图5,本实施例的喷墨印头包括晶片500、腔室层504以及喷嘴层506,其中晶片500具有致动器件502。此一实施例与第四实施例的差异在于腔室层504是一种混合层(blend layer),这层混合层是由有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与环氧基型负型光致抗蚀剂所混合而成或由有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与酰亚胺基型负型光致抗蚀剂所混合而成,其中有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂所占的重量比例约为5%~80%之间。而喷嘴层506的喷嘴的内壁与其下表面的夹角θ5例如是介于60度至90度之间,而较佳值约介于80度至88度之间。
综上所述,在本发明的喷墨印头中的腔室层选用了有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂作为其材料,相较于碱性水溶液(aqueous-base)显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂,有机溶剂显影型较可以抵抗墨水的侵蚀,同时搭配物理机械强度较佳的包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂作为喷嘴层的材料,故可改善晶片与腔室层之间粘着力不佳的问题,同时维持喷嘴层的结构强度。另外,腔室层与喷嘴层之间还可搭配一层与腔室层或者喷嘴层相同材料的材料层,来改善腔室层与喷嘴层在压合时的相容性,例如在前述第二实例中,喷嘴层材料与腔室层上的第一材料层的材料相同,因此可以提升喷嘴层对与腔室层或晶片的粘合或结合效果;而在前述第三实例中,腔室层上的双层结构中的第二材料层的材料与腔室层的材料相同,因此可以提升喷嘴层与腔室层或晶片的粘合或结合效果。此外,腔室层可用一层混合有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与环氧基负型型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂的材料层,来改善现有晶片与腔室层之间粘着力不佳的问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。本发明不限于使用在特定喷墨装置,本发明所揭露的实施例可用于例如是热泡式喷墨打印头、压电式喷墨打印头、或其他类型喷墨打印头。另外本发明实施例中使用的双层结构,不限于该等实施例的双层结构仅能有两层,本领域的技术人员应知道,该等实施例使用二层以上的结构(即腔室层与喷嘴层之间含有一层或一层以上的材料层)也可达到本发明至少其中一目的,因此本发明所称的双层结构系指包含二层或二层以上的结构。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外,说明书摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明的权利范围。
Claims (35)
1.一种喷墨印头,其特征在于其至少包括:
一晶片,具有多数个致动器件;
一腔室层,配置于该晶片之上,其中:
该腔室层具有多数个腔室,该些腔室位于该些致动器件上方;
该腔室层的材料是一种有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂;以及
一喷嘴层,配置于该腔室层之上,其中:
该喷嘴层具有多数个喷嘴,而该些喷嘴分别与该些腔室连通;
该喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
2.根据权利要求1所述的喷墨印头,其特征在于其更包括一第一材料层,位于该腔室层与该喷嘴层之间,其中该第一材料层与该喷嘴层具有相同的材料,且该第一材料层与该腔室层具有大体上相同的轮廓。
3.根据权利要求2所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该第一材料层的厚度为1~40μm之间。
4.根据权利要求1所述的喷墨印头,其特征在于其更包括一第二材料层,位于该腔室层与该喷嘴层之间,其中该第二材料层与该腔室层具有相同的材料,且该第二材料层与该喷嘴层具有大体上相同的轮廓。
5.根据权利要求4所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该第二材料层的厚度为0.5~40μm之间。
6.根据权利要求1所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该腔室层更包括分别连接至该些腔室的多数个流道。
7.根据权利要求1所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂包括有机溶剂型含酯类或醚类的丙烯酸系的负型光致抗蚀剂聚合物。
8.根据权利要求1所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该喷嘴层的材料包括聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
9.一种喷墨印头,其特征在于其至少包括:
一晶片,具有多数个致动器件;
一腔室层,配置于该晶片之上,其中该腔室层具有多数个腔室,且该些腔室位于该些致动器件上方;以及
一喷嘴层,配置于该腔室层之上,其中该喷嘴层具有多数个喷嘴,而该些喷嘴分别与该些腔室连通,其中该腔室层所使用的材料与该晶片之间的粘着力大于该喷嘴层所使用的材料与该晶片之间的粘着力。
10.根据权利要求9所述的喷墨印头,其特征在于其更包括一第一材料层,位于该腔室层与该喷嘴层之间,其中该第一材料层与该喷嘴层具有相同的材料,且该第一材料层与该腔室层具有大体上相同的轮廓。
11.根据权利要求10所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该第一材料层的厚度为1~40μm之间。
12.根据权利要求9所述的喷墨印头,其特征在于其更包括一第二材料层,位于该腔室层与该喷嘴层之间,其中该第二材料层与该腔室层具有相同的材料,且该第二材料层与该喷嘴层具有大体上相同的轮廓。
13.根据权利要求12所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该第二材料层的厚度为0.5~40μm之间。
14.根据权利要求9、10或12所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
15.根据权利要求14所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该喷嘴层的材料包括聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
16.根据权利要求9、10或12所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该腔室层的材料包括有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂。
17.根据权利要求16所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂包括有机溶剂型含酯类或醚类的丙烯酸系的负型光致抗蚀剂聚合物。
18.根据权利要求1或第9所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的各该喷嘴的内壁与该喷嘴层之下表面的夹角介于60度至90度之间。
19.根据权利要求9所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该腔室层更包括分别连接至该些腔室的多数个流道。
20.一种喷墨印头,其特征在于其至少包括:
一晶片,具有多数个致动器件;
一腔室层,配置于该晶片之上,其中:
该腔室层具有多数个腔室,该些腔室位于该些致动器件上方;
该腔室层的材料是一种有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂;以及
一喷嘴层,配置于该腔室层之上,其中:
该喷嘴层具有多数个喷嘴,而该些喷嘴分别与该些腔室连通,且各该喷嘴之内壁与该喷嘴层之下表面的夹角介于60度至90度之间;
该喷嘴层的材料是一种负型光致抗蚀剂,且不同于该腔室层的材料。
21.根据权利要求20所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该腔室层更包括分别连接至该些腔室的多数个流道。
22.一种喷墨印头,其特征在于其至少包括:
一晶片,具有多数个致动器件;
一腔室层,配置于该晶片之上,其中:
该腔室层具有多数个腔室与分别连接至该些腔室的多数个流道,该些腔室位于该些致动器件上方;
该腔室层是一种混合层,该混合层是由有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与环氧基型负型光致抗蚀剂或有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与酰亚胺基型负型光致抗蚀剂所混合而成;
一喷嘴层,配置于该腔室层之上,其中该喷嘴层具有多数个喷嘴,而该些喷嘴分别与该些腔室连通。
23.根据权利要求22所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该混合层中的该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂所占的重量比例为5%~80%之间。
24.根据权利要求22所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的各该喷嘴的内壁与该喷嘴层之下表面的夹角介于60度至90度之间。
25.根据权利要求20或第22所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
26.根据权利要求25所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该喷嘴层的材料包括聚酰亚胺基型负型光致抗蚀剂。
27.根据权利要求20或22所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂包括有机溶剂型含酯类或醚类的丙烯酸系的负型光致抗蚀剂聚合物。
28.根据权利要求1、9、20、22其中任一项所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该喷嘴层的厚度为15~70μm之间。
29.根据权利要求1、9、 0、22其中任一项所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该腔室层的厚度为5~50μm之间。
30.根据权利要求1、9、20、22其中任一项所述的喷墨印头,其特征在于其中所述的该致动器件为电热元件或压电元件。
31.一种喷墨印头的制造方法,其特征在于其包括:
提供一晶片,该晶片具有多数个致动器件;
在该晶片之上形成一双层结构,该双层结构包括与该晶片表面接触的一腔室层以及不与该晶片表面接触的一第一材料层,其中该双层结构具有多数个腔室与分别连接至该些腔室的多数个流道,且该些腔室位于该些致动器件上方;以及
在该双层结构上形成一喷嘴层,其中该喷嘴层具有多数个喷嘴,而该些喷嘴分别与该些腔室连通;
其中,
该腔室层的材料包括有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂;
该喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂;以及
该第一材料层与该喷嘴层具有相同的材料。
32.根据权利要求31所述的喷墨印头的制造方法,其特征在于其中所述的形成该双层结构的步骤包括:
在该晶片上依序形成有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂以及第一材料层;
对该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与该第一材料层进行曝光;以及
对该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂与该第一材料层进行显影。
33.根据权利要求31所述的喷墨印头的制造方法,其特征在于其中所述的形成该双层结构的步骤包括:
在该晶片上形成有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂;
对该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂进行第一道曝光与第一道显影;
在该晶片上形成第一材料层覆盖该有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂;以及
对该第一材料层进行第二道曝光与第二道显影。
34.一种喷墨印头的制造方法,其特征在于其包括:
提供一晶片,该晶片具有多数个致动器件;
在该晶片之上形成一腔室层,其中该腔室层具有多数个腔室与分别连接至该些腔室的多数个流道,且该些腔室位于该些致动器件上方,而该腔室层的材料包括有机溶剂显影型的丙烯酸系负型光致抗蚀剂;
在该腔室层上形成一双层结构,其中该双层结构包括与该腔室层表面接触的一第二材料层以及不与该腔室层表面接触的一喷嘴层,其中该双层结构具有多数个喷嘴,而该些喷嘴分别与该些腔室连通;
其中,
该喷嘴层的材料包括环氧基型负型光致抗蚀剂或酰亚胺基型负型光致抗蚀剂;以及
该第二材料层与该腔室层具有相同的材料。
35.根据权利要求34所述的喷墨印头的制造方法,其特征在于其中所述的形成该双层结构的步骤包括:在该腔室层上压合由该第二材料层以及该喷嘴层所组成的干膜。
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