KR101301497B1 - 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판과, 잉크 유로의 형성을 위하여 기판 상에 적층되는 제 1 필름부재를 포함한 잉크젯 프린터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 제 1 필름부재는 감광성 재질로 형성되며 잉크 유로가 형성되는 유로형성층과, 감광성 재질로 형성되며 유로형성층이 기판에 안정적으로 접합되게 하는 접착층을 포함하므로, 유로형성층과 접착층이 동시에 기판 상에 적층되고 함께 패터닝 되므로, 잉크젯 프린트헤드의 제조공정이 간단해질 뿐만 아니라 유로형성층과 접착층에 형성되는 패턴을 용이하게 일치시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크 유로가 형성된 유로형성층과 노즐이 형성된 노즐형성층을 포함한 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트헤드는 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록용지 상의 원하는 위치에 토출시켜 화상을 형성하는 장치이다.
이러한 잉크젯 프린트헤드는 표면에 잉크 토출을 위한 토출압 발생소자가 마련된 기판과, 기판 상에 적층되며 잉크가 공급되는 잉크 유로가 형성되는 유로형성층과, 유로형성층 상에 적층되며 잉크가 토출되는 노즐이 형성되는 노즐형성층과, 기판과 유로형성층 사이에 개재되어 유로형성층이 기판에 안정적으로 접합될 수 있도록 하는 접착층을 포함한다.
이러한 종래의 잉크젯 프린트헤드의 제조방법은 한국특허공개 10-2005-112027호에 개시되어 있는 바와 같이, 기판의 상측에 접착층을 적층하는 과정과, 유로형성층에 형성될 패턴과 대응하는 패턴을 갖도록 접착층을 포토리소그래 피(photolithography) 공정을 통해 패터닝하는 과정과, 패턴이 형성된 접착층 상에 유로형성층을 적층하는 과정과, 잉크 유로가 형성되도록 유로형성층을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하는 과정과, 패턴이 형성된 유로형성층 상에 노즐형성층을 적층하는 과정과, 노즐이 형성되도록 노즐형성층을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하는 과정 등을 포함하여 이루어진다.
그런데 상술한 종래의 잉크젯 프린트헤드에 있어서 접착층은 유로형성층에 형성될 패턴과 대응하는 패턴을 갖도록 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝 되어야만 하므로, 접착층을 형성하는 과정이 복잡하게 이루어지며, 포토리소그래피 공정을 통해 접착층과 유로형성층을 각각 개별적으로 패터닝 할 경우, 접착층에 형성되는 패턴과 유로형성층에 형성되는 패턴을 서로 일치시키기가 매우 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 잉크젯 프린트헤드는 노즐형성층의 표면에 잉크가 부착되는 것을 방지할 수 있도록 노즐형성층의 표면에 발수층이 형성되도록 하는 것이 바람직하나, 발수층에 노즐형성층의 노즐 패턴과 대응하는 패턴이 형성되도록 하는 작업이 매우 난해하여 실제 적용은 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보다 용이하게 유로형성층과 동일한 패턴을 갖는 접착층을 형성시킬 수 있는 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 보다 용이하게 노즐형성층에 발수층을 형성시킬 수 있는 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는 기판과, 잉크 유로의 형성을 위하여 상기 기판 상에 적층되는 제 1 필름부재를 포함하며, 상기 제 1 필름부재는 감광성 재질로 형성되며 잉크 유로가 형성되는 유로형성층과, 감광성 재질로 형성되며 상기 유로형성층이 상기 기판에 안정적으로 접합되게 하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 노즐의 형성을 위하여 상기 제 1 필름부재에 적층되는 제 2 필름부재를 더 포함하며, 상기 제 2 필름부재는 감광성 재질로 형성되어 노즐이 형성되는 노즐형성층과, 감광성 및 발수성 재질로 형성된 발수층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는 기판과, 잉크 유로의 형성을 위하여 상기 기판 상에 적층되는 유로형성층과, 노즐의 형성을 위하여 상기 유로형성층에 적층되는 제 2 필름부재를 포함하며, 상기 제 2 필름부재는 감광성 재질로 형성되어 노즐이 형성되는 노즐형성층과, 감광성 및 발수성 재질로 형성된 발수층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유로형성층은 필름 형태로 형성되어 상기 기판에 적층되는 제 1 필름부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 필름부재는 감광성 재질로 형성되는 상기 유로형성층과, 감광성 재질로 형성되며 상기 유로형성층이 상기 기판에 안정적으로 접합되게 하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드 제조방법은 잉크를 가열하기 위한 발열층이 형성된 기판을 준비하는 과정과, 각각 감광성 재질로 이루어진 유로형성층과 접착층을 갖는 제 1 필름부재를 제조하는 과정과, 상기 제 1 필름부재를 상기 기판 상에 적층하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 1 필름부재의 상기 유로형성층과 상기 접착층을 함께 패터닝하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 각각 감광성 재질로 이루어진 노즐형성층과 발수층을 갖는 제 2 필름부재를 제조하는 과정과, 상기 제 2 필름부재를 상기 제 1 필름부재 상에 적층하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 2 필름부재의 상기 노즐형성층과 상기 발수층을 함께 패터닝하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드 제조방법은 잉크를 가열하기 위한 발열층이 형성된 기판을 준비하는 과정과, 상기 기판 상에 잉크 유로 형성을 위한 유로형성층을 적층하는 과정과, 각각 감광성 재질로 이루어진 노즐형성층과 발수층을 갖는 제 2 필름부재를 제조하는 과정과, 상기 유로형성층 상에 상기 제 2 필름부재를 적층하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 2 필름부재의 상기 노즐형성층과 상기 발수층을 함께 패터닝하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는 제 1 필름부재가 각각 감광성 재질로 형성된 유로형성층과 접착층을 포함하므로, 유로형성층과 접착층이 동시에 기판 상에 적층되고 함께 패터닝되므로, 잉크젯 프린트헤드의 제조공정이 간단해질 뿐만 아니라 유로형성층과 접착층에 형성되는 패턴을 용이하게 일치시 킬 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는 제 2 필름부재가 각각 감광성 재질로 형성된 노즐형성층과 발수층을 포함하므로, 노즐형성층과 발수층이 동시에 제 1 필름부재 상에 적층되고 함께 패터닝되므로, 잉크젯 프린트헤드의 제조공정이 간단해질 뿐만 아니라 노즐형성층과 발수층에 형성되는 패턴을 용이하게 일치시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는 열원을 이용하여 잉크에 버블을 발생시켜 버블의 팽창력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 열구동 방식 잉크젯 프린트헤드로써, 도 1에 도시한 바와 같이 잉크젯 프린트헤드를 이루는 구성요소들이 형성된지지 구조물로써 작용하는 기판(10) 포함한 것으로, 기판(10)에는 잉크 토출을 위한 토출압 발생소자로서 발열층(11)이 형성되며, 발열층(11)의 상측에는 전극(12), 패시베이션층(13) 및 안티-캐비테이션층(14) 등이 형성되며, 발열층(11)과 기판(10) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 절연층으로 열저장층(15)이 형성된다.
또한, 상기와 같이 발열층(11), 전극(12), 패시베이션층(13) 및 안티-캐비테이션층(14)이 각각 형성된 기판(10) 상에 필름 형태로 형성되어 잉크 유로(20a, 20b)를 한정하는 제 1 필름부재(20)가 적층되고, 제 1 필름부재(20) 상에는 제 1 필림부재(20)와 마찬가지로 필름 형태로 형성되어 잉크가 토출되는 노즐(30a)이 형성된 제 2 필름부재(30)가 적층되어 잉크젯 프린트헤드의 제조가 완료된다.
기판(10)으로는 실리콘 웨이퍼가 사용되며, 이러한 기판(10)에는 잉크가 공급되는 잉크공급구(10a)가 형성된다. 발열층(11)은 기판(10)의 상부에 형성되는 고 저항 금속판으로 형성된 박막 히터로서, 전극(12)으로부터 전달되는 전기적 신호를 열에너지로 전환하여 잉크를 가열한다. 전극(12)은 발열층(11)의 상부에 저 저항 금속판으로 형성되고, 통상의 CMOS 로직 및 파워 트랜지스터 등으로부터 전기신호를 제공받아 발열층(11)에 전달한다.
패시베이션층(13)은 절연성과 열전달효율이 좋은 실리콘 질화막(SiN)으로 형성되어 발열층(11)과 전극(12)에 접촉되도록 형성되어 발열층(11)과 전극(12)을 보호한다. 안티-캐비테이션층(14)은 패시베이션층(13) 상에 노즐(30a)과 대응하는 부위에 형성되어 열에너지로 인해 발생된 잉크 버블이 소멸할 때 발생하는 수축 충격에 의한 발열층(11)의 파손을 억제한다. 열저장층(15)은 발열층(11)에서 발생된 열이 기판(10)으로 손실되는 것을 방지한다.
제 1 필름부재(20)는 잉크공급구(10a)와 노즐(30a)을 연결하는 잉크 유로(20a, 20b)를 한정하며, 잉크 유로(20a, 20b)는 잉크가 채워지는 잉크챔버(20a)와, 잉크공급구(10a)와 잉크챔버(20a)를 연결하는 리스트릭터(20b)로 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 적용된 제 1 필름부재(20)는 잉크 유로(20a, 20b)가 형성되는 유로형성층(21)과, 제 1 필름부재(20)가 안정적으로 기판(10) 상에 접합되도록 하는 접착층(22)이 일체로 형성된 감광성 필름으로 이루 어져 유로형성층(21)과 접착층(22)이 동시에 기판(10) 상에 적층될 수 있도록 되어 있다. 이때, 제 1 필름부재(20)를 형성하는 유로형성층(21)과 접착층(22)은 각각 감광성 재질로 형성되어 포토리소그래프 공정을 통해 함께 패터닝 될 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 적용된 제 2 필름부재(30)는 노즐(30a)이 형성되는 노즐형성층(31)과, 발수성 재질로 이루어진 발수층(32)이 일체로 형성된 감광성 필름으로 이루어져 노즐형성층(31)과 발수층(32)이 동시에 제 1 필름부재(20) 상에 적층될 수 있도록 되어 있다. 이때, 제 2 필름부재(30)를 형성하는 노즐형성층(31)과 발수층(32)은 각각 감광성 재질로 형성되어 포토리소그래프 공정을 통해 함께 패터닝 될 수 있도록 되어 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조방법을 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조방법은 도 2에 도시한 바와 같이 발열층(11)과 전극(12) 등이 형성된 기판(10)을 준비하는 과정과, 각각 감광성 재질로 이루어진 유로형성층(21)과 접착층(22)을 갖는 제 1 필름부재(20, 도 3 참조)를 제조하는 과정과, 각각 감광성 재질로 이루어진 노즐형성층(31)과 발수층(32)을 갖는 제 2 필름부재(30, 도 6 참조)를 제조하는 과정과, 도 3에 도시한 바와 같이 기판(10) 상에 제 1 필름부재(20)를 적층하는 과정과, 도 4에 도시한 바와 같이 제 1 필름부재(20)에 형성될 패턴과 대응하는 형상의 패턴이 형성된 제 1 포토마스크(M1)를 사용한 포토리소그래피 공정을 통해 제 1 필름부재(20)를 이루는 유로형 성층(21)과 접착층(22)을 함께 패터닝하여 도 5에 도시한 바와 같이 유로형성층(21)과 접착층(22)에 동일한 패턴이 형성되도록 하는 과정과, 도 6에 도시한 바와 같이 패턴이 형성된 제 1 필름부재(20) 상에 제 2 필름부재(30)를 적층하는 과정과, 도 7에 도시한 바와 같이 노즐(30a)과 대응하는 형상의 패턴이 형성된 제 2 포토마스크(M2)를 사용한 포토리소프리피 공정을 통해 제 2 필름부재(30)를 이루는 노즐형성층(31)과 발수층(32)을 함께 패터닝하여 도 1에 도시한 바와 같이 노즐형성층(31)과 발수층(32)에 동일한 패턴이 형성되도록 하는 과정을 통해 잉크젯 프린트헤드의 제조는 완료된다.
상기와 같이 제 1 필름부재(20)를 각각 감광성 재질로 형성된 유로형성층(21)과 접착층(22)을 포함하도록 형성하면, 제 1 필름부재(20)를 기판(10) 상에 적층함으로써 유로형성층(21)과 접착층(22)이 동시에 기판(10) 상에 적층될 뿐만 아니라 함께 패터닝 될 수 있으며, 한번의 포토리소그래프 공정을 통해 유로형성층(21)과 접착층(22)에 동일한 패턴을 형성시킬 수 있다. 따라서 잉크젯 프린트헤드 제조공정은 단순해지고, 유로형성층(21)과 접착층(22)의 패턴을 일치시키기 위한 세밀한 공정을 거치지 않고도 유로형성층(21)과 접착층(22)의 패턴은 정확하게 일치된다.
이와 같이 제 2 필름부재(30)를 각각 감광성 재질로 형성된 노즐형성층(31)과 발수층(32)을 갖도록 형성하면, 제 2 필름부재(30)를 제 1 필름부재(20) 상에 적층함으로써 노즐형성층(31)과 발수층(32)은 동시에 제 1 필름부재(20) 상에 적층될 뿐만 아니라 함께 패터닝 될 수 있으며, 한번의 포토리소그래프 공정을 통해 노 즐형성층(31)과 발수층(32)에 동일한 패턴을 형성시킬 수 있다. 따라서 잉크젯 프린트헤드 제조공정은 단순해지고, 노즐형성층(31)과 발수층(32)의 패턴을 일치시키기 위한 세밀한 공정을 거치지 않고도 노즐형성층(31)과 발수층(32)의 패턴은 정확하게 일치된다.
본 실시예에서는 기판(10)에 제 1 필름부재(20)를 적층하여 접착층(22)과 유로형성층(21)이 형성되도록 한 후, 제 1 필름부재(20) 상에 제 2 필름부재(30)를 적층하여 노즐형성층(31)과 발수층(32)을 형성하도록 되어 있으나, 이에 한정하지 않고 기판(10)에 제 1 필름부재(20)를 적층하여 유로형성층(21)과 접착층(22)이 형성되도록 한 후, 다양한 방식을 통해 유로형성층(21) 상에 노즐형성층(31)과 발수층(32)이 형성되도록 하는 것도 가능하다. 또한, 다양한 방식을 통해 기판(10) 상에 유로형성층(21)이 형성되도록 한 후, 유로형성층(21) 상에 노즐형성층(31)과 발수층(32)을 갖는 제 2 필름부재(30)를 적층하여 노즐형성층(31)과 발수층(32)이 형성되도록 하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 다른 잉크젯 프린트헤드에 적용된 기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 있어서 기판 상에 제 1 필름부재가 적층되는 과정을 보인 단면도이다.
도 4, 5는 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 있어서 포토리소그래피 공정을 통해 제 1 필름부재가 패터닝되는 과정을 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 있어서 제 1 필름부재 상에 제 2 필름부재가 적층되는 과정을 보인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 있어서 포토리소그래피 공정을 통해 제 2 필름부재가 패터닝되는 과정을 보인 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 기판 11: 기판
20: 제 1 필름부재 20a, 20b: 잉크 유로
21: 유로형성층 22: 접착층
30: 제 2 필름부재 30a: 노즐
31: 노즐형성층 32: 발수층
Claims (11)
- 기판과, 잉크 유로의 형성을 위하여 상기 기판 상에 적층되는 제 1 필름부재를 포함하며,상기 제 1 필름부재는 감광성 재질로 형성되며 잉크 유로가 형성되는 유로형성층과, 감광성 재질로 형성되며 상기 유로형성층이 상기 기판에 안정적으로 접합되게 하는 접착층을 포함하여, 상기 제 1 필름부재를 형성하는 상기 유로형성층과 상기 접착층은 동시에 적층 및 패터닝 되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,노즐의 형성을 위하여 상기 제 1 필름부재에 적층되는 제 2 필름부재를 더 포함하며,상기 제 2 필름부재는 감광성 재질로 형성되어 노즐이 형성되는 노즐형성층과, 감광성 및 발수성 재질로 형성된 발수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 기판과, 잉크 유로의 형성을 위하여 상기 기판 상에 적층되는 유로형성층과, 노즐의 형성을 위하여 상기 유로형성층에 적층되는 제 2 필름부재를 포함하며,상기 제 2 필름부재는 감광성 재질로 형성되어 노즐이 형성되는 노즐형성층과, 감광성 및 발수성 재질로 형성된 발수층을 포함하여, 상기 제 2 필름부재를 형성하는 상기 노즐형성층과 상기 발수층은 동시에 적층 및 패터닝되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 3 항에 있어서,상기 유로형성층은 필름 형태로 형성되어 상기 기판에 적층되는 제 1 필름부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 필름부재는 감광성 재질로 형성되는 상기 유로형성층과, 감광성 재질로 형성되며 상기 유로형성층이 상기 기판에 안정적으로 접합되게 하는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 잉크를 가열하기 위한 발열층이 형성된 기판을 준비하는 과정과,각각 감광성 재질로 이루어진 유로형성층과 접착층을 갖는 제 1 필름부재를 제조하는 과정과,상기 제 1 필름부재를 상기 기판 상에 적층하는 과정과,포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 1 필름부재의 상기 유로형성층과 상기 접착층을 함께 패터닝하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드 제조방법.
- 삭제
- 제 6 항에 있어서,각각 감광성 재질로 이루어진 노즐형성층과 발수층을 갖는 제 2 필름부재를 제조하는 과정과,상기 제 2 필름부재를 상기 제 1 필름부재 상에 적층하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 2 필름부재의 상기 노즐형성층과 상기 발수층을 함께 패터닝하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드 제조방법.
- 잉크를 가열하기 위한 발열층이 형성된 기판을 준비하는 과정과,상기 기판 상에 잉크 유로 형성을 위한 유로형성층을 적층하는 과정과,각각 감광성 재질로 이루어진 노즐형성층과 발수층을 갖는 제 2 필름부재를 제조하는 과정과,상기 유로형성층 상에 상기 제 2 필름부재를 적층하는 과정과,포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 2 필름부재의 상기 노즐형성층과 상기 발수층을 함께 패터닝하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드 제조방법.
- 삭제
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