KR100334465B1 - 액적데포지션장치및그제조방법 - Google Patents

Abstract

잉크 분사 프린터의 제조에 있어서의 한 단계로서, 마무리된 프린터내의 잉크 채널로서 사용되는 나란한 그루브 (20) 를 지니는 압전층 (10) 에 덮개 (16) 가 접착제 접합된다. 정합 표면이 준비되고, 과잉 접착제가 도포되며, 2 개의 표면의 표면 말단부가 접촉을 이룰때까지 접합 압력이 가해져서, 2 ㎛ 이하의 접합층을 형성한다. 과잉 접착제의 유동 거리가 접합 부위상에 균일하게 하도록, 그루브 (32)는 상기 압전층의 경계 (30) 에서 절단된다.

Description

액적 데포지션 장치 및 그 제조방법{DROPLET DEPOSITION APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURE}

본 발명은 액적 데포지션 장치, 특히 압전 세라믹으로 형성되는 잉크 분사 프린트헤드에 관한 것이다. 구체적으로 말하면, 본 발명은 조립시 프린트헤드에 관한 것이다. 구체적으로 말하면, 본 발명은 조립시 상기 프린트헤드를 접합하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전단 ( shear ) 모드 벽 작동기를 사용하는 프린트 헤드 제조에 있어 특정의 용도가 있다.

예를들면, 미합중국 특허 제 5,003,679호 (유럽특허 제 0 277 703호)에서, 한층 이상의 압전 재료층으로 베이스를 형성하는 단계, 연속 채널 사이에 압전 재료의 벽들을 제공하기 위해 상기 한층 이상의 재료로 뻗어있는 상기 베이스내에서 다수의 평행 그루브들 ( groove ) 을 형성하는 단계, 전계 ( electric field ) 가 상기 채널을 가로질러 상기 벽들의 전단모드의 변위가 가능토록 상기 벽들과 관련힌 전극을 설정하고, 그리고 상기 액체 채널들을 닫기위해 상부벽을 벽들에 부착하는 단계들을 포함하는 멀티채널 펄스 액적 데포지션 장치를 만드는 방법이 설명되어 있다.

압전 전단모드 잉크분사 프린트헤드의 또하나의 예는 미합중국 특허 제 5,016,028 (유럽특허 제 0 364 136호) 호에 제공되며, 상기 양 특허들이 본원에 참고로 반영되어 있다.

후자 특허의 바람직한 실시예의 한 특징은 채널들 사이에서 작동기 벽들의 만족스런 작동을 위해, 상부벽을 작동기 벽들에 부착시키는 접착층의 콤플라이언스율 (콤플라이언스율은 hE/He이며, h는 접착층 탄성계수이다) 이 1 이하, 바람직하기로는 0.1이하이다. 예를들면 만약 H = 440 ㎛ E = 110 GPa 이면, 후자특허의 값은 대략 접착층 두께 h 〈 2 ㎛ 가 된다.

압전 세라믹을 다른 세라믹에 혹은 유리 및 잉크분사 프린트헤드 제조에 사용되는 다른 기판재료에 부착시키는 다양한 기술들이 있지만, 가장 융통적이고 편리한 기술은 종종 접착체 접합이다. 그렇지만, 2 ㎛ 이하 두께의 균일한 접착제층을 제공하는데에는 진짜 어려움이 있다.

본 발명의 목적은 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치를 제조하는 개선된 방법을 제공한다는 점에서, 이런 어려움의 일부 또는 전부를 극복하는 것이다.

따라서, 일 실시태양으로, 본 발명은, 적어도 하나의 압전 재료층과 덮개층 을 포함하는 적층을 서로 접합시키는 단계, 상기 덮개층에 의해 폐쇄되는 연속적인 액적 채널들 사이에 압전재료의 벽들을 제공하도록 적어도 일부가 상기 압전재료층을 통해 연장되어 있는 다수개의 나란한 그루브들을 상기 적층내에 형성하는 단계 ,및 전계가 상기 채널을 가로질러 상기 벽들의 전단 모드 변위를 이루게 가해질 수 있도록 상기 벽들에 대하여 전극을 배치시키는 단계를 임의 순서로 포함하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법에 있어서, 상기 2 개의 층을 서로 접합시키는 단계는 표면 거칠기를 2 ㎛ 이하로 감소시키도록 상기 층의 각 정합 표면들(mating surfaces)을 준비하는 단계, 과잉 접착제를 도포하고 상기 정합 표면 이 일치되게 압력을 가하며 평균 두께가 2 ㎛ 이하인 접합층을 형성하도록 각 정합 표면의 표면 말단부가 실질적으로 직접적인 접촉을 이룰때까지 접착제가 접합 부위에 유동하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법에 있다.

적절히 제어된 래핑과 그라인딩으로, 접합층없이, 정합면이 서로 접촉해 있을 경우, 정합면 사이의 평균 간격이 2 ㎛이하이게 표면이 일치하도록 정합면 각각의 표면 거칠기를 제어하는 것이 가능하다. 그렇지만, 적당한 접착제의 접합층이 표면들에 도포되고 표면들이 압력하에서 서로 접촉해 있을 경우, 접합층은 유체 정역학적 ( hydrostitic ) 압력을 형성하여 정합표면의 직접적인 접촉을 억제하고 과도한 접합 콤플라이언스 ( compliance ) 의 결과를 낳는다.

도포되는 접착제의 양을 줄이므로써 유체정역적 압력의 문제점을 줄이려는 시도들은 어떤 영역들이 부적합하게 접착되는 위험이 따른다. 완성된 장치의 정확한 작동이 있어서의 벽들의 미세한 규모와 접합의 임계성은 이러한 문제를 더 번거롭게 한다. 그렇지만, 본 발명의 이러한 실시태양에 있어서, 과잉의 접착제가 사용되고 상기 접찹제가 틈새를 메우면서 정합표면의 표면 말단부가 실질적으로 직접적인 접촉을 이룰때까지 압력이 가해진다. 과잉 접착제가 접합 부위로 유동하는 데 필요한 거리는 전체 계면에 걸쳐 적절하게는 100 ㎛로 균일하게 유지되는 것이 바람직스럽다. 접합 표면중 한 표면이 나란한 그루브에 의해 단지 이러한 폭의 스트립으로 분할되는 경우, 과잉 접착제는 상기 그루브로 유동하게 된다. 완성된 장치의 채널내에 과잉 접착제가 존재하는 것은 성능에 어떠한 실질적 효과도 주지 않는다. 다른 경우에 있어서, 접착제 유동 형성체는 과잉 접착제를 수용하고 최대 유동 거리를 유지하도록 접합 경게며에 제공된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 기술하고자 한다.

제 1 도는 전단모드 작동기들을 합체한 잉크분사 프린트헤드의 한 형태의 분해 사시도이다.

제 2도는 조립후 제 1 도에 도시된 프린트헤드의 잉크 채널에 수직인 단면도이다.

제 3 도는 본 발명이 해결하고자 하는 문제점들의 일례를 보여주는 제 2 도의 프린트헤드의 세부도이다.

제 4 도는 제 3 도의 문제점에 해결책을 제시하는 본 발명의 한 실시예를 도시한다.

제 5 도는 제 2 의 해결책을 제시하는 본 발명의 변형 실시예를 도시한다.

제 6 도 및 제 7 도는 셰브론 ( chevron ) 설계 형태의 전단 모드 벽작동기를 합체한 잉크분산 프린트헤드의 제조에 적당한 세개의 세라믹 층들을 포함하는 적층된 웨이퍼를 도시한다.

제 8 도는 세라믹층들 사이에 접합 콤플라이언스를 줄이기위해 제 6 도 및 제 7 도의 적층된 웨이퍼의 형성에 어떠한 방식으로 본 발명에 적용되는지를 도시한다.

제 1 도는 전단모드에서 작동하는 압전 작동기를 합체한 잉크분사 프린트헤드 (8) 의 투시에 대한 전개도이다. 잉크분사 프린트헤드는 연결트랙 (14) 을 나타내는 부분만 보이는 회로판 (12) 에 장착되는 압전 재료인 베이스 (10) 를 포함한다. 나중에 기술되는 바와같이, 조립중 베이스 (10) 에 접착하는 덮개 (16) 는 조립된 위치상에서 보여진다. 명확히 하기위해서, 노즐 플레이트는 도면에서 생략한다.

다수의 평행한 그루브들 (18) 이 압전 재료층으로 뻗어있는 베이스 (10) 내에서 형성된다. 그루브 (18) 들은 상기한 미합중국 특허 제 5,016,028 호 (유럽특허 제 0 364 136호) 에 기술된 바와같이 형성된다. 베이스는 그루브들이 비교적 깊어서 대향하는 작동기 벽들 (22) 에 의해 분리되는 잉크채널 (20) 을 제공해주 는 전방부가 있다. 전방부의 후미에 있는 그루브들은 비교적 얕아서 연결 트랙 (24) 에 위치를 제공해 준다. 그루브들 (18) 을 형성한후, 금속도금막이 잉크 채널 (20) 의 양면상에 전극 (26) 을 제공하는 전방부에서 데포지트된다. 전방부의 도금막은 채널 높이의 약 반이상으로 뻗어 있으며, 뒷부분에서 각각의 채널 (20) 내에서 전극과 연결된 연결 트랙 (24) 을 제공한다. 그루브들은 분리하는 상부벽들은 각각의 채널내에서 연결 트랙 (24) 과 전극 (26) 이 다른 채널로부터 전기적으로 분리되도록 금속도금되지 않는다.

전극 부분들을 잉크로부터 전기적으로 분리하기 위해 베이스부분 (10) 의 금속 도금막과 피막을 불황성층으로 데포지트한후에, 베이스 (10) 는 제 1 도에서와 같이 회로판 (12) 에 장착되고 접착된 와이어 연결부들 (15) 이 베이스 (10) 의 연결 트랙들 (24) 을 회로판 (12) 의 연결트랙들 (14) 에 연결시킨다.

덮개를 베이스 (10) 에 접착시키므로써 덮개를 조립하는 것은 이제 제 2 도 내지 5 도의 언급으로 기술한다. 제 2 도는 접합층들 (28) 에 의해 베이스 (10) 에서 상부벽들 (22) 에 부착된 덮개 (16) 를 보여준다. 적당한 접합용 재료는 Epotek 353ND 와 같은 물질을 경화시킨후 고도로 중합된 에폭시 수지 합성물이다. 유리한 점은, 수지 합성물이 경화시킨후 접합을 굳히기위해서 데구사 에에로실 ( Degussa Aerosil ) R2O2 와 같은 실리카 분말을 섞을수 있다는 점이다.

상기 언급에 지적되었듯이 접합층 (28) 은 덮개 (16) 에 고정되는 작동기 벽들 (22) 이 회전 및 전단으로부터 실질적으로 억제되도록 낮은 콤플라이언스로 형성되는 것이 바람직하다. 작동기 벽들을 덮개에 고정시키는 접합층 (28) 의 콤플라이언스율 (콤플라이언스율은 hE/He이고, h 는 접합층의 두께, e 는 상기층의 탄성 계수, H 는 작동기벽의 높이, E 는 벽들의 단성계수이다) 은 1 이하, 바람직하기로는 0.1 이하가 되어야 한다.

적절히 명시된 래핑과 그라인딩으로, 상부벽들 (22) 과 덮개 (16) 에서 베이스 (10) 의 접촉표면들의 거칠기가 제어됨으로써, 그들이 접합층이 없는 상태에서의 접합 압력하에 부착될때, 표면들은 상기 표면들의 엷은 간격이 2 ㎛ 이하가 되도록 일정하게 된다. 본 발명의 내용에서 전형적인 접착 압력은 약 50 기압이다. 상기 표면들을 분리하는 공간이 경화된 접합물질로 채워질때, 접합 콤플라이언스는 아교층의 탄성적 특성의 결과이다. 매우 작은 부가적 경화도 표면의 거칠기 사이에서의 직접적인 접촉으로 기인한다는 것은 일반적으로 인되고 있다. 그렇지만, 문제점은 접착제층의 도포로 접합층이 바라던 최소 이상의 두께가 될수 있다는 것이다.

상기 표면들을 아교로 완전히 덮기위해서, 매우 얇은 층가는 달리, 과잉의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 표면들이 압력하에 접합될때, 상부 벽들 (22) 과 같은 영역내에 과잉의 아교가 표면 구멍내로 흘러들어가도록 함으로써, 상기 표면들은 실질적으로 접착층이 없이 얻는 것과 같이 간격이 얇은 상기 표면의 거친 부분내에서 접합된다. 두께 3 - 5 ㎛층에 상응하는 과잉 아교가 인접 채널로 확산되어 채널 표면들을 무해하게 코팅한다.

예를들어, 위에서 지적된 문제점은 프린트헤드의 외부벽들 (30) 상에 있는 덮개 (16) 와 랜드부 (31)사이의 표면들이 압력하에 접합될때 제기된다. 이러한 표면들 사이의 접착층 재료는 손쉽게 만들어지지 않지만 유체정역적 압력을 증가시켜서 접촉표면들의 밀접한 접합을 억제한다. 이것은 (점성물질에 있어) 접착재료의 과잉층을 만드는 시간이 과잉의 재료가 유동하는데 필요한 제 3 의 힘인 거리에 따라 다양하다. 예를들면, 외부벽 (30) 이 작동기 벽들 (22) 보다 10배가 넓다면, 필요시간은 1000배가 더 크다. 게다가, 아교는 비 뉴톤적 ( non - Newtonian ) 이어서 시간은 훨씬 더 길게된다. 그 결과가 얻어진다면 상기 표면이 접합되기 위한 요구시간은 대량 생산공정에서는 보통 유용하지 못하다. 제 3 도는 두껍게 보이는 굳은 비활성 외부벽 (30) 사이에 접착층이 있음은 물론 - 국부적으로 덮개의 굳기정도에 기인하여 - 아교층이 상부벽의 접합 콤플라이언스가 매우 큰 결과를 갖는 프린트헤드 (10) 끝의 작동벽들보다 두꺼운 외부벽 (30) 하에 과잉의 아교로인해 부각되는 효과들을 도시한다. 따라서, 그와같은 프린트헤드는 미합중국 특허 제 4,973,981 호 (유럽특허 제 0 376 532호)에서 명시된 테스트 또는 다른 동등한 테스트를 통과하지 않은 벽들을 가지며 제조가 거절될 수 있다.

외부벽들 (30) 위에서와 같은 확장 영역위의 정확히 계량된 엷은 아교접착층을 형성하는 문제는 많은 얕은 그루브들 (32) 이 외부벽들 (30) 상부에서 형성되는 제 4 도에 도시된 바와같이 극복될수 있다. 이것들은 전방부내의 채널 (20) 형성과 같은 시간에 형성될수 있으며, 상기벽 (10) 후미내의 그루브들과 유사한 깊이로 간편하게 형성될수 있다. 유리한 점은, 그것들이 채널 그루브들 (18) 과 폭 및 공간이 같을 수 있다는 것이다. 그와같은 두개의 그루브들이 도시되어 있지만, 10, 20 또는 그이상과 같은 큰 번호는 상기 외부벽의 폭에 따라 제공될수 있다.

상기의 의도는 과잉의 접착제 가장자리 랜드부 (31) 상의 접착면에서 유동해야만 하는 최대거리가 베이스 영역 크기 이상, 즉 한개의 벽 (22) 의 두께와 대략 같은 거리가 된다는 것이다.

예를들어 베이스벽 (10) 의 표면상에 아교를 스크린 인화함으로써 과잉의 아교가 공급되고, 덮개 (16) 가 압력하에 베이스벽과 부착될때, 외부벽 (30) 에 형성된 그루브들 (32) 가 압력하에 베이스벽과 부착될때, 외부벽 (30) 에 형성된 그루브들 (32) 은 과잉의 아교가 유입하는 채널을 공급하므로써, 외부벽 (30) 내에 본질적인 일치성이 상부 작동기 벽들 사에서와 만큼 손쉽게 얻어진다. 게다가, 과잉의 아교가 그루브들 (32) 을 채우기위해 다량으로 공급된다면, 과잉의 아교는 접촉부분들 사이에서 유체정역적 압력의 증가없이, 그루브들을 따라 보다 신속히 유입하여 새어 나올수 있다. 활성벽들에 미치는 저조한 콤플라이언스 효과없이, 접합형성을 성공시키기위해서 과잉 아교의 사용양을 조절하는 것은 보다 더 쉬운 일이다.

또하나의 실시예는 위에서 기술된 바와같은, 베이스에 형성되는 것과 대조하여, 그루브들이 덮개 (16) 에 형성되는 제 5 도에서 도시되어 있다. 덮개 (16) 가 베이스 (10) 와 같은 재료와 같은 공정으로 제조되어질때, 그루브들은 베이스를 제조하기 위해 사용된 같은 공정으로 덮개에 형성되는 것이 바람직하다. 선택적으로 덮개를 다른 재료 혹은 다른 공정으로 제조하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를들어 덮개는 분말 압축 및 소성으로 형성된 세라믹일 수도 있으며, 열팽창율이 베이스가 구성되어져 있는 압전 세라믹의 열팽창율과 실질적으로 정합한 재료를 상기 공정에서 선택하는 것은 중요하다. 그 경우에 덮개 (16) 내의 그루브들은압축 조장중에 압축면들에 톱니모양을 새김으로써 형성된다. 접합층의 얇기는 접합될 물질의 열팽창율과 정합할 필요가 특히 중요함을 의미한다. 적어도 1 ppm 으로 정합하는 것이 바람직하다.

덮개 (16) 에 톱니모양의 형성은 베이스 부분의 외부벽과 대면하는 영역에서 사용되는 톱니모양을 새기는 방식에 압박을 또한 덜 가한다. 그루브들 대신에, 톱니모양의 구멍 또는 크로스해칭이나 다른 적당한 접착제 유입형성을 제공하는 점각 방법이 채택될수 있다. 상기 방식으로된 영역의 상부들이 명기된 표면의 평평함을 유지하기위해 그라인딩되거나 래핑되거나 달리 형성되는 것과, 제일 바깥쪽 채널에 인접한 가장자리부가 제일 바깥쪽 채널에서 연속적으로 접합된 잉크용 실 (seal ) 을 공급하는 것은 중요하다.

확장영역 위에 정확히 계량된 엷은 아교층을 형성하는 문제점은 제 6 도 및제 7도의 언급으로 기술된 바와같은 접착된 압전 적층된 웨이퍼 (40) 를 형성하는데 있어서 유사하게 제기된다. 적층 (40) 된 결합된 세개의 세라믹을 구성한다. 베이스층 (42) 은 한 형태에 있어 비 압전인 절연 세라믹이다. 베이스층에 두개의 폴 압전 세라믹층들 (44 및 46)이 접착되어 있고 폴 방향들은 왼쪽 스트랩 부분의 제 6 도에 지적된 바와같이 반 평형상태이다.

적층된 미합중국 특허 제 5,003,679 호 및 미합중국 특허 제 4,887,568 호 (유럽특허 제 0 277 703 호) 그리고 미합중국 특허 제 4,887,100 호 (유럽특허 제 0 0278 590 호) 에 기재된 바와같이 "셰브론 디자인 " 형의 전단모드벽 작동기들을 사용 하는 잉크분사 어레이 프린트헤드의 제조에 사용할 수 있다. 적층된 작동기 벽들 (22)에 의해 분리되는 잉크 채널들 (20) 을 공급하는 다수의 평행 그루브들 (18) 을 형성하는 압전 층들 (42 및 44) 을 통해 절단된다. 금속 도금막은 오른쪽 스트랩 부분에서 보는 바와같이 잉크채널들의 양면에 데포지트되며, 그것은 작동 전극을 제공하는 채널 벽들의 전 높이로 확장된다. 채널벽들은 잉크로부터 전극을 전기적으로 고립시키기위해 비활성층으로 코팅되며, 덮개는 벽들 상부에 고정 된다. 이런 유형의 벽들이 저전압으로 작동할수 있기때문에 상, 하 양쪽 절반부에서 움직이는 이런 벽들은 유리한 점이 있다. 이러한 면들은 본원에서 참고로 반영된 상기 선행기술에서 보다 상세히 기술된다.

제 7 도에 도시된 적층 웨이퍼는 제 6 도에 관한 언급으로 기술된 세개의 접합된 층들로 그리고 다수의 잉크분사 프린트헤드를 공급하기에 충분히 큰 영역으로 구성된다. 20개가 도시되어 있지만, 아래의 제조방법이 대량 제조를 위해 적당히많은 프린트헤드를 수용하는 웨이퍼에 알맞다. 개별 작동기들이 체크무늬로 나누어진 수평선과 수직선 (47 및 48) 이 나온다.

전에 지적한 바와같이, 세라믹 층들 (42, 44 및 46)사이에 접착층들이 얇고 낮은 콤플라이언스를 갖는 것은 중요하다. 이것은 상기 층들이 서로 접착되어 있는 벽 작동기들 (22) 이 탄성회전과 전단으로부터 실질적으로 억제되도록하고, 작동 전압에 걸렸을때, 압력이 전압 작동 방식에 따라 채널 내부의 잉크에서 발생되도록 하는 것이 필요하다.

세라믹층들 (42, 44 및 46)의 접촉면들의 적절히 제어된 표면 거칠기는 상기 층들이 압력하에 접합될때 상기 층들이 표면의 거친 부분에 닿아서 2 ㎛ 이하의 엷은 표면 간격으로 균일해지도록 래핑과 그라인딩함으로써 얻어질수 있다. 결과적으로 접합 콤플라이언스를 지배하는 것은 세라믹 층들 사이의 중간 접착층의 두께이다.

접촉표면의 표면 거칠기는 바람직하기로는 2 ㎛ 이하의 R_A값을 제공하는 탈리서프 ( Talysurf ) 장치로 측정할수 있다. 예를들어, 표면의 말단부분들이 접촉될때, 각각의 R_A값을 갖는 양표면들이 대략 2 ㎛ 의 엷은 두께의 표면층을 만들어 낼 것으로 인식될 것이다.

적당히 엷은 접착층들의 형성은 제 6 도 및 제 7 도의 적층 부분을 나타내는 제 8 도에 도시된 것처림 이루어진다. 그 형성은 채널들 (20) 의 위치에 대해서 나란하고 상기 위치에서 각각의 세라믹 층들 사이의 하나 또는 다른쪽의 접촉표면에서 그루브들 (50) 을 제공함으로써 이루어진다. 그루브들은 기준 엣지 를 제공하기 위해 웨이퍼의 엣지를 사용함으로써 제조중에 설정되며 채널들보다 좁게 절단되는 것이 바람직하다. 잉크채널이 없는 프린트 헤드 영역에서, 그루브들 (50) 역시 형성된다.

세라믹 층이 과도하게 도포되는 접착제로 피복되고 또한 상기 층이 압력하에서 접촉해 있을 경우, 과잉 접촉제가 그루브내로 및 그루브를 따라 유동할 수 있기때문에, 조립 및 접합시 접착제층에 실질적인 유체 정역학적 압력을 전개시키려는 경향이 방지되며 세라믹층의 직접적인 일치가 달성된다. 접착제가 채널 방향으로 그루브 (50) 를 따라 유동하는 것이 상기 층의 일치를 방해하는 유체 정역학적 압력을 방지하기에 불충분한 경우, 교차 그루브 (도시되지 않음) 는 또한 부수적인 배수로를 제공하도록 일부라인 (47 또는 48) 의 위치에 형성될 수 있다. 그러나, 채널 방향에 있는 주 그루브 (50) 의 체적은 대개 과잉 접착제를 수용하고 세라믹층의 일치를 허용하기에 충분하다.

압력하에서 세라믹층을 접합한 다음에, 적층된 웨이퍼 (40) 는 압전층 (46, 44)을 통해 절단되어, 작동기 벽 (22)에 의해 분리된 잉크 채널 (20)을 제공하는, 제 6 도에 예시된 바와같은 그루브 (18)를 형성한다. 상기 그루브 (50)의 위치는 채널 재료의 제거에 앞서 그루브 (50) 중 몇몇 그루브의 위치를 나타내는 점선으로 도시된 윤곽 그루브로서 제 8 도의 스크랩 단면에서 잉크 채널 (20) 에 대하여 우측에 도시되어 있다. 그루브 (18) 는 그루브 (50) 와 거의 동일한 중심으로 웨이퍼의 에지 기준부에 의해 형성되어서 형성하는 재료뿐만 아니라 상기 그루브내의 과잉 접착제를 제거한다. 상기 공정을 사용하여 얻어진, 벽 작동기를 형성하는 접합 콤플라이언스는 특허 참증 미합중국 특허 제 4,973,981 호 (유럽특허 제 0 375 532호)에 기재된 형태의 공진 테스트에 의해 확인될수 있는 것처럼 접합 콤플라이언스 비율이 ( hE/He ) 〈 0.1 이라는 요건을 만족시키도록 감소될수 있다고 밝혀지고 있다.

Claims (26)

1. 적어도 하나의 압전 재료층 및 덮개층을 포함하는 적층을 서로 접합시키는 단계; 상기 덮개층에 의해 페쇄된 연속 액적 채널 사이에 압전 재료의 벽을 제공하도록 적어도 일부가 상기 압전 재료층을 통해 연장되어 있는 다수개의 나란한 그루브 ( groove ) 를 상기 적층내에 형성하는 단계; 및 전계 ( electric field )가 상기 채널을 가로질러 상기 벽의 전단 모드 변위를 이루게 가해질수 있도록 상기 벽에 대하여 전극을 배치시키는 단계를 임의 순서로 포함하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법에 있어서, 상기 2 개의 층을 서로 접합시키는 단계는 표면 거칠기를 2 ㎛ 이하로 감소시키도록 상기 층의 각 정합 표면들을 준비하는 단계; 과잉의 접착제를 도포하고 상기 정합 표면이 일치되게 압력을 가하는 단계; 평균 두께가 2 ㎛ 이하인 접합층을 형성하도록 각 정합 표면의 표면 말단부가 실질적으로 직접적인 접촉을 이룰때까지 접착제가 접합 부위로 유동하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접합 부위에서 과잉 접착제의 유동 거리는 접합면 전반에 걸쳐 균일한 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 정합 표면중 한 표면이 상기 나란한 그루브에 의해균일한 폭의 표면 스트립 부분들로 분할되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 한 정합 표면이 상기 표면 스트립 부분의 폭을 상당히 초과하는 폭의 하나이상의 경계 부위를 지니고, 접착제 유동 형성체들이 상기 표면 스트립 부분의 폭과 실질적으로 동일한 간격으로 상기 부위에나 상기 부위에 대향하여 제공되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데 포지션 장치의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 접합 부위에서의 과잉 접착제의 최대유동거리는 100 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 다중채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 정합표면들중 하나의 정합표면이 상기 나란한 그루브에 의해 폭이 100 ㎛ 이하인 표면 스트립 부분들로 분할되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 한 정합 표면이 100 ㎛ 를 상당히 초과하는 폭의 하나이상의 경계 부위를 지니고, 접착제 유동 형성체들이 100 ㎛ 이하의 간격으로 상기 부위에나 상기 부위에 대향하여 제공되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서, 과잉 접착제를 수용하도록 상기 정합 표면중 적어도 하나의 정합 표면에 접착제 유동 형성체를 형성하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 접착제 유동 형성체는 상기 나란한 그루브와 동일한 간격으로 나란한 요부 ( recess ) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제 유동 형성체 및 그 내부에 있는 과잉 접착제는 상기 나란한 그루브의 차후 형성으로 제거되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 전해질 2 개의 층은 동일한 재료나 1ppm 으로나 그보다 양호하게 정합되는 각각의 열 팽창 계수를 지니는 서로 다른 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
12. 하나 이상의 압전재료층으로 베이스를 형성하는 단계; 연속 채널사이에 상기 압전재료의 벽을 제공하도록 적어도 일부가 상기 압전 재료층 (들)을 통해 연장되어 있는 다수개의 나란한 그루브를 상기 베이스에 형성하는 단계, 전계가 상기 채널을 가로질러 상기 벽의 전단 모드 변위를 이루게 가해질수 있도록 상기 벽에 대하여 전극을 배치시키는 단계; 및 상기 액적 채널을 폐쇄시키도록 상기 베이스에 덮개를 접합시키는 단계를 포함하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법에 있어서, 상기 접합 단계는 표면 거칠기를 2 ㎛ 이하로 감소시키도록 상기 베이스 및 덮개의 각 정합표면을 준비하는 단계; 과잉 접착제를 도포하고 상기 정합면이 일치되게 압력을 가하며 평균 두께가 2 ㎛ 이하인 접합층을 형성하도록 각 정합표면의 표면 말단부가 상기 그루브로 유동하는 과잉 접착제와 실질적으로 직접적인 접촉을 이룰때까지 접착제가 상기 표면 사이에 유동하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 베이스 정합표면은 상기 그루브에 의해 형성된 나란한 스트립 부분을 포함하며, 적어도 한측면이 상기 스트립 부분의 폭보다 상당히 큰 폭인 양측면에 경계 부분이 있고, 접착제 유동 형성체는 상기 경계 부분에나 상기 경계 부분에 대향하여 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 다 중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 접착제 유동 형성체는 상기 나란한 그루브의 간격과 필적할 만한 간격으로 나란한 요부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 베이스 및 상기 덮개는 동일한 재료 또는 1 ppm 으로나 그보다 양호하게 정합되는 각각의 열 팽창 계수를 지니는 서로 다른 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법 .
16. 하나이상의 압전 재료층으로 베이스를 형성하는 단계, 상기 압전재료의 벽으로서, 서로와 그리고 상기 베이스내의 그루브의 양측면에 있는 경계 부위와 공통인 부위에 놓인 각각의 상부 표면을 지니는 벽을 연속 채널사이에 제공하도록 그루브의 적어도 일부가 상기 압전 재료층 (들)을 통해 연장되어 있는 배열 방향으로 서로 이격된 다수개의 나란한 그루브를 상기 베이스내에 형성하는 단계, 전계가 상기 채널을 가로질러 상기 벽의 전단 모드 변위를 이루게 가해질수 있도록 상기 벽에 대하여 전극을 배치시키는 단계, 및 상기 액적 채널을 폐쇄시키도록 상기 경계 부위에 및 상기 벽의 상부표면에 덮개를 접착제 접합시키는 단계를 포함하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법에 있어서, 상기 접착제 접합 단계는 상기 경계 부위 및 상기 덮개의 계면에 접착제 유동 형성체를 형성하는 단계, 및 과잉 접착제의 도포후, 과잉 접착제가 상기 채널로 및 상기 접착제 유동 형성체로 흐르게 하여 상기 공통 부위상에 균일한 두께의 접합을 제공하도록 상기 베이스 및 상기 덮개 사이에 압력을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 접착제 유동 형성체는 상기 경계 부위에 제공되는것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 접착제 유동 형성체는 상기 나란한 그루브와 동일한 조작으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
19. 적어도 하나의 압전 재료층을 포함하는 적층의 접착제 접합을 통해 적층된 베이스를 형성하는 단계, 연속 액적 채널 사이에 상기 압전재료의 벽을 제공하도록 적어도 일부가 상기 압전 재료층을 통해 연장되어 있는 다수개의 나란한 그루브를 상기 베이스에 형성하는 단계, 및 전계가 상기 채널을 가로질러 상기 벽의 전단 모드 변위를 이루게 가해질 수 있도록 상기 벽에 대하여 전극을 배치시키는 단계를 포함하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법에 있어서, 상기 2개의 층을 서로 접합시키는 단계는 상기 층의 각 정합표면을 준비하는 단계, 상기 정합 표면중 하나의 표면에 접착제 유동 요부를 제공하는 단계, 및 과잉 접착제의 도포후. 접착제가 상기 요부로 유동하게 하도록 상기 2 개의 층 사이에 압력을 가하는 단계를 포함하며, 상기 요부는 상기 요부 및 그 내부에 있는 과잉 접착제가 상기 그루브의 차후 형성으로 제거되도록 상기 나란한 그루브의 각 그루브의 최종적인 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 접착체 유동 요부는 접합 부위에서의 과잉 접착제의 유동 거리가 접합 부위상에 균일하도록 배치되고 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 접착제 유동 형성체는 과잉 접착제의 최대 유동거리가 100 ㎛ 인 간격으로 제공되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
22. 제 19 항에 있어서, 상기 2개의 층 사이에 압력을 가하는 단계는 상기 2개의 층의 표면 말단부가 실질적으로 직접적인 접촉을 이루게하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
23. 제 20 항 내지 제 22 항중 어느 한항에 있어서, 상기 접합층은 2 ㎛ 이하의 평균 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
24. 제 1 항, 제 12 항, 제 16 항 및 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합층은 1 ㎛ 이하의 평균 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.
25. 제 1 항, 제 12 항, 제 16 항 및 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, ㎛단위의상기 접합 층의 평균 두께대 GPa 단위의 상기 접합층의 탄성 계수의 비율은 0.4 10^-8mPa^-1이하인 것을 특징으로 하는 다중 재널 펄스 액적데포지션 장치의 제조방법.
26. 제 1 항, 제 12 항, 제 16 항 및 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력을 가하는 단계는 대략 50 기압의 압력을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 펄스 액적 데포지션 장치의 제조방법.