專利名稱：壓電式噴墨打印頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電式噴墨打印頭及其制造方法，特別是有關(guān)于一種以一金屬層及一具有槽孔的硅基底取代公知陶瓷材料，用以形成壓電式噴墨打印頭的振動(dòng)層及墨腔層的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
壓電式噴墨打印技術(shù)是利用壓電陶瓷(Piezoelectric ceramic)因施加電壓而產(chǎn)生變形，擠壓液體產(chǎn)生高壓將液體噴出。相對(duì)于熱泡式噴墨打印頭，壓電式噴墨打印頭具有下列優(yōu)點(diǎn)壓電式噴墨打印頭的墨水不會(huì)因?yàn)楦邷貧饣l(fā)生化學(xué)變化，影響顏色品質(zhì)的狀況；由于不需使用反復(fù)的高熱應(yīng)力，故具有極佳的耐久性；壓電式噴墨打印頭所使用的壓電陶瓷的反應(yīng)速度快，可提高打印速度，而熱泡式噴墨打印頭則會(huì)受到熱傳導(dǎo)速度的限制；壓電式噴墨打印頭是通過(guò)控制電壓的大小來(lái)控制壓電陶瓷的變形量，進(jìn)而控制墨滴的大小，可提高打印的品質(zhì)。


圖1是公知的一種壓電式噴墨打印頭的剖面示意圖。傳統(tǒng)壓電式噴墨打印頭100的制造方法是利用陶瓷厚膜(thick film)制造方法形成的具有上電極層102(upper electrode layer)、壓電層104(piezoelectriclayer)、下電極層107(lower electrode layer)、振動(dòng)層108(vibratinglayer)、墨腔層110、及墨腔底膜112等陶瓷厚膜生胚(green tape)，并依照順序?qū)⒉煌瑢拥奶沾珊衲ど邏汉险持谝黄鸷?，再進(jìn)行陶瓷結(jié)構(gòu)的高溫?zé)Y(jié)。例如EPSON公司所生產(chǎn)的壓電式噴墨打印頭。
請(qǐng)同樣參考圖1，壓電式噴墨打印頭100的工作原理是通過(guò)上電極層102及下電極層107施加電壓至壓電層104，由于壓電層104的材質(zhì)是一壓電陶瓷(piezoelectric ceramic)，故壓電層104會(huì)受到電壓的影響而產(chǎn)生瞬間變形，并通過(guò)此瞬間變形來(lái)推移振動(dòng)層108，以擠壓墨水腔114(pressure chamber)中的墨水，并從出墨口116將墨水高壓噴射出以形成墨滴，而到達(dá)紙張表面形成圖文。
請(qǐng)同樣參考圖1，由于公知的壓電層104的寬度均大于或等于凹槽118的橫截面的寬度。因此，當(dāng)壓電層104在頻繁地振動(dòng)下，振動(dòng)層108極易沿著凹槽118的底面四周(如圓圈所示之處)發(fā)生破裂，導(dǎo)致振動(dòng)層108無(wú)法正常推擠墨水腔的墨水，因而降低噴墨打印的品質(zhì)。
請(qǐng)同樣參考圖1，同樣由于公知的壓電層104的寬度大于或等于凹槽118的橫截面的寬度，使壓電層104接收電壓后瞬間變形所產(chǎn)生的振動(dòng)波極易傳達(dá)到相緊鄰的其它噴墨打印頭(圖中未繪出)，使不噴墨的其它鄰近的噴墨打印頭受到壓電層104的振動(dòng)波的影響，因而噴出些微墨滴至紙張表面，破壞原先應(yīng)有的圖案文字，造成噴墨打印品質(zhì)的降低，即發(fā)生所謂交互干擾(cross-talk)的現(xiàn)象。
公知的傳統(tǒng)壓電式噴墨打印頭的制造方法中，除了上電極層、下電極層采用金屬之外，其它組件均以陶瓷厚膜制造方法制造完成后，再進(jìn)行對(duì)位壓合粘結(jié)以及陶瓷結(jié)構(gòu)的高溫?zé)Y(jié)。然而，傳統(tǒng)壓電式噴墨打印頭的制造方法具有下列缺點(diǎn)(1)由于壓電式噴墨打印頭的結(jié)構(gòu)尺寸相當(dāng)小，且其結(jié)構(gòu)具有較高的精密度，因而使各層陶瓷厚膜之間進(jìn)行對(duì)位壓合粘結(jié)的不合格率相對(duì)提高；(2)由于壓電式噴墨打印頭的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，在高溫?zé)Y(jié)時(shí)往往因?yàn)樘沾刹牧系氖湛s量不均勻，造成結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力破壞，因而使成品的不合格率相對(duì)提高；(3)由于噴墨打印頭的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，在高溫?zé)Y(jié)時(shí)會(huì)因?yàn)樘沾刹牧系氖湛s量不均勻，將致使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越致密的噴墨打印頭，其成品的合格率相對(duì)降低，而無(wú)法增加噴墨打印頭之間的密度，因而限制噴墨打印的分辨率。
(4)由于公知的壓電層的寬度大于等于凹槽的橫截面的寬度，因此，在壓電層長(zhǎng)時(shí)間頻繁且激烈地振動(dòng)下，使得振動(dòng)層極易沿著凹槽的底面四周發(fā)生破裂，導(dǎo)致振動(dòng)層無(wú)法正常推擠墨水腔的墨水，因而降低噴墨打印的品質(zhì)。
(5)由于公知的壓電層的寬度大于等于凹槽橫截面的寬度，將使壓電層接收電壓后瞬間變形所產(chǎn)生的振動(dòng)波極易傳達(dá)到相緊鄰的其它噴墨打印頭，使不需噴墨的其它噴墨打印頭受到壓電層的振動(dòng)波的影響，而噴出些微的墨滴，發(fā)生交互干擾的現(xiàn)象，因而降低噴墨打印的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述的問(wèn)題，提供一種壓電式噴墨打印頭及其制造方法，是利用電鍍(electroplate)及微影(photolithography)、蝕刻(etching)的方法，形成一金屬層及一具有槽孔的硅基底，兩者分別取代公知的以陶瓷材料制成的振動(dòng)層及墨腔層，以提高成品合格率及加工精密度，降低制造成本。此外，通過(guò)等向縮小壓電層的分布面積，在壓電層頻繁地振動(dòng)下，可避免金屬層在凹槽的底面四周發(fā)生破裂，并借此增加壓電層的振動(dòng)效率，以提高噴墨打印頭的使用壽命及工作效率。
基于本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種壓電式噴墨打印頭，包括一硅基底，其具有一第一面及對(duì)應(yīng)的一第二面，并具有至少一槽孔，貫穿硅基底的第一面及第二面。而金屬層配置于硅基底的第一面，并與硅基底構(gòu)成一凹槽，而凹槽的位置對(duì)應(yīng)于槽孔的位置。另外，鈍性金屬層配置于金屬層之上，而圖案化的一壓電層配置于鈍性金屬層之上，其中壓電層的位置對(duì)應(yīng)于凹槽的位置。而圖案化的一上電極層配置于壓電層之上。噴孔片則配置于硅基底的第二面，其中噴孔片與硅基底及金屬層構(gòu)成一墨水腔，并且噴孔片具有至少一噴孔，而噴孔與墨水腔相通。其中，壓電層的分布面積約略小于凹槽的橫截面積。并且，位于壓電層下方的金屬層的厚度約略大于其它位置的金屬層的厚度。
基于本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種壓電式噴墨打印頭的制造方法，首先提供一硅基底，其具有一第一面及一第二面，再形成一金屬層于硅基底的第一面，之后形成一鈍性金屬層于金屬層之上。接著，形成圖案化的一壓電層于鈍性金屬層之上，再形成圖案化的一上電極層于壓電層上，并移除部分硅基底，以形成至少一槽孔，其中槽孔貫穿硅基底的第一面及第二面，而硅基底與金屬層構(gòu)成一凹槽，且凹槽的位置對(duì)應(yīng)壓電層的位置。最后，貼附一噴孔片于硅基底的第二面，其中噴孔片與硅基底及金屬層構(gòu)成一墨水腔，并且噴孔片具有至少一噴孔，其與墨水腔相通。此外，本發(fā)明的壓電式噴墨打印頭的制造方法中，在形成壓電層之后，還包括一燒結(jié)該壓電層的步驟。
本發(fā)明是以電鍍的方式，利用金屬材料取代公知的陶瓷材料而形成一金屬層，作為噴墨打印頭的振動(dòng)層的，由于電鍍金屬層的成本低于陶瓷厚膜對(duì)位壓合的成本，因此可以用電鍍的金屬層作為振動(dòng)層，可降低制造成本。
本發(fā)明是以微影蝕刻的方式，在硅基底上形成槽孔，其與金屬層構(gòu)成凹槽，使具有槽孔的硅基底可作為噴墨打印頭的墨腔層，由于微影蝕刻所形成的尺寸精密度相當(dāng)高，故可借此提高噴墨打印頭的墨水腔結(jié)構(gòu)的尺寸精密度。
本發(fā)明是通過(guò)形成一鈍性金屬層介于金屬層及壓電層之間，以避免在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，金屬層及壓電層相互發(fā)生化學(xué)變化，因而影響到壓電層的應(yīng)有的壓電特性。
本發(fā)明通過(guò)等向縮小壓電層的分布面積，使其小于凹槽的橫截面積，用以避免壓電層在頻繁地振動(dòng)下，金屬層容易沿著凹槽的底面四周而發(fā)生破裂的現(xiàn)象，進(jìn)而增加噴墨打印頭的使用壽命。同時(shí)壓電層與金屬層可構(gòu)成中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，因而增加壓電層的振動(dòng)效率，而增加噴出墨滴的尺寸范圍，以提高噴墨打印頭的工作效能。
圖2A～2D是本發(fā)明的實(shí)施例的壓電式噴墨打印頭的制造方法的剖面流程圖；圖3A及圖3B分別是本發(fā)明的具有寬度較窄的壓電層的壓電式噴墨打印頭的剖面示意圖及上視圖；圖4及圖4B分別是本發(fā)明的具有增厚層的金屬層的壓電式噴墨打印頭的剖面示意圖；圖5A～5C是本發(fā)明的一種形成具有增厚層的金屬層的剖面流程圖；圖6A～6C是本發(fā)明的另一種形成具有增厚層的金屬層的剖面流程圖。
圖中標(biāo)記分別為100壓電式噴墨打印頭102上電極層104壓電層 106下電極層108振動(dòng)層 110墨腔層112墨腔底膜114墨水腔116出墨口 118凹槽200壓電式噴墨打印頭202硅基底204第一面 206第二面208金屬層 209增厚層210鈍性金屬層 212壓電層214上電極層216槽孔218凹槽220噴孔片222墨水腔 224噴孔226光阻層
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)依次參考圖2A～2D，是本發(fā)明實(shí)施例的壓電式噴墨打印頭的制造方法的剖面流程圖。首先，如圖2A所示，提供一硅基底202，例如一硅芯片(silicon wafer)，其具有一第一面204及對(duì)應(yīng)的一第二面206，并以電鍍(electroplate)的方式，形成一金屬層208(metal layer)于硅基底202的第一面204，再同樣以電鍍的方式，形成一鈍性金屬層210(Inert metal layer)于金屬層208之上。
如圖2B所示，再以網(wǎng)版印刷(screen printing)的方式，形成一圖案化的壓電層212(piezoelectric layer)于鈍性金屬層210之上。值得注意的是，壓電層212的材質(zhì)通常是一壓電陶瓷(Piezoelectricceramic)，而初次網(wǎng)印上的壓電層212為一陶瓷厚膜生胚(green tape)，必須對(duì)其進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，以使陶瓷厚膜生胚轉(zhuǎn)變成壓電陶瓷。其中，壓電層212的材質(zhì)包括鉛鋯鈦摻合物(lead zirconate titanate，PZT)或壓電高分子，壓電高分子包括聚二氟乙烯(Poly(VinylideneFluoride)，PVDF)。
如圖2C所示，再以網(wǎng)版印刷的方式，形成圖案化的一上電極層214(upper electrode layer)于壓電層212上，而上電極層214的位置對(duì)應(yīng)壓電層212的位置。由于上電極層214是在壓電層212經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)后，才網(wǎng)印上壓電層212的，因此，上電極層214的材質(zhì)不需耐高熱的導(dǎo)電材料。接著，再以微影(photolithography)、蝕刻(etching)的方式，移除部分硅基底202，以形成至少一槽孔216，其貫穿硅基底202的第一面204及第二面206，并且硅基底202與金屬層208構(gòu)成一凹槽218，而凹槽218的位置對(duì)應(yīng)于槽孔216的位置，也對(duì)應(yīng)于壓電層212的位置。
如圖2D所示，再以貼合的方式，貼附一噴孔片220(nozzle plate)于硅基底202的第二面206，其中噴孔片220封閉先前圖2C所示的凹槽218的開口，而與硅基底202及金屬層208共同形成墨水腔222(pressure chamber)的封閉空腔結(jié)構(gòu)，其中噴孔片220還具有一個(gè)至數(shù)個(gè)噴孔224(nozzle)，其分別與墨水腔222相通，用以作為墨水的進(jìn)出口，而完成壓電式噴墨打印頭200的制作。值得注意的是，壓電層212若采用壓電陶瓷，而需要進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)時(shí)，由于噴孔片220在壓電層212經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)之后，才貼附于金屬層204上，因此噴孔片220的材質(zhì)不必是耐高熱材料，而可由金屬或聚合物(polymer)的材料制作而成。
請(qǐng)參考圖2D，當(dāng)壓電層212的材質(zhì)為壓電陶瓷，而需要進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)時(shí)，為了避免高溫?zé)Y(jié)時(shí)熔化金屬層208，因此，金屬層208的材質(zhì)必須選擇熔點(diǎn)大于800℃以上的金屬。此外，當(dāng)以電鍍的方式形成金屬層208時(shí)，在金屬層208內(nèi)部的殘留應(yīng)力容易造成結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力破壞，因此，金屬層208的材質(zhì)需選擇電鍍后的殘留應(yīng)力小且延展性好的金屬。故金屬層208的材質(zhì)可包括鎳(Ni)、銅(Cu)、鈀(Pd)、及其合金等金屬，或者是其它導(dǎo)電材料。
請(qǐng)同樣參考圖2D，當(dāng)壓電層212的材質(zhì)采用壓電陶瓷，而需進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)時(shí)，為避免壓電層212與金屬層208兩者在高溫環(huán)境下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而破壞壓電陶瓷應(yīng)有的壓電特性，故可利用鈍性金屬層210分隔金屬層208及壓電層212。同樣，為避免鈍性金屬層210在高溫?zé)Y(jié)時(shí)熔化，其熔點(diǎn)亦需大于800℃。因此，鈍性金屬層210的材質(zhì)可包括金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、其合金等金屬，或是其它導(dǎo)電材料。值得注意的是，鈍性金屬層210或金屬層208均可作為壓電層212的下電極，即低電壓端或接地端(ground)。
為了預(yù)防公知的兩相鄰噴墨打印頭之間發(fā)生交互干擾(cross-talk)的現(xiàn)象，請(qǐng)同時(shí)參考圖3及圖3B，分別是本發(fā)明具有寬度較窄的壓電層的壓電式噴墨打印頭的剖面示意圖及上視圖。本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)等向縮小壓電層212的分布面積，如箭頭方向所示，使其小于凹槽218的橫截面積，即使壓電層212的外側(cè)均遠(yuǎn)離凹槽218的橫截面的范圍(如圖3B的虛線所示)，因此壓電層212所產(chǎn)生的振動(dòng)波將不易傳遞至相緊鄰的噴墨打印頭的墨水腔(圖中未繪出)，而減少兩相緊鄰噴墨打印頭之間的交互干擾，避免不需噴墨的噴墨打印頭噴出墨滴。
請(qǐng)同樣參考圖3A及圖3B，通過(guò)上述壓電層212及金屬層208所組成的中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，在壓電層212頻繁地振動(dòng)下，可以避免金屬層212沿著凹槽218的底面四周發(fā)生破裂的現(xiàn)象。此外，同樣通過(guò)此種中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，可提高壓電層212的振動(dòng)效率，因而增加噴出墨滴的尺寸范圍。
如上所述，通過(guò)壓電層212及金屬層208所組成的中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，將可增加壓電層212的振動(dòng)效率。因此，為了增加上述結(jié)構(gòu)的中央厚度，以提高壓電層212的振動(dòng)效率，請(qǐng)同時(shí)參考圖4A及圖4B，分別是本發(fā)明的具有增厚層的金屬層的壓電式噴墨打印頭的剖面示意圖。其中圖4A與圖3A不同的是，金屬層208具有一增厚層209，其對(duì)應(yīng)壓電層212的位置突出于金屬層208，而增厚層209的面積約等于壓電層212的面積，且增厚層209的材質(zhì)可與金屬層208的材質(zhì)相同或不同。
承上所述，圖4B與圖4A的不同點(diǎn)在于，增厚層209的分布面積約略大于壓電層212的分布面積，但小于凹槽218的橫截面積。綜上所述，圖4A及圖4B的增厚層209的厚度，將使金屬層208在壓電層212的下方的厚度，大于其它位置的金屬層208的厚度，進(jìn)而與壓電層212之間構(gòu)成一中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，以提高壓電層212的振動(dòng)效率。
為說(shuō)明如何形成圖4A及圖4B的具有增厚層209的金屬層208，請(qǐng)依次參考圖5A～5C，是本發(fā)明的一種形成具有增厚層的金屬層的剖面流程圖。如圖5A所示，在硅基底202上形成一金屬層208，再形成一光阻層226于金屬層208上，接著利用曝光(photography)、顯影(development)的方式，圖案化光阻層226，以暴露需要蝕刻移除的部分金屬層208。之后，如圖5B所示，以半蝕刻(half etching)的方式，并未蝕穿金屬層208，而是移除部分金屬層208的表層，使得金屬層226受到光阻層226遮蓋處，形成突出的一增厚層209，接著，移除光阻層226之后。將如圖5C所示，最后，形成一具有增厚層209的金屬層208，即一中央厚而外側(cè)薄的金屬層208。
同樣為說(shuō)明如何形成圖4A及圖4B的具有增厚層209的金屬層208，請(qǐng)依次參考圖6A～6C，是發(fā)明的另一種形成具有增厚層的金屬層的剖面流程圖。如圖6A所示，在硅基底202上形成一金屬層208，再形成一光阻層226于金屬層208上，并以曝光顯影的方式，圖案化光阻層226。之后，如圖6B所示，利用電鍍的方式，以金屬層208為種子層(seed layer)，形成一增厚層209于光阻層226的溝渠內(nèi)，再移除光阻層226，將如圖6C所示，最后形成一具有增厚層209的金屬層208，即形成中央厚而外側(cè)薄的金屬層208。
依照本發(fā)明的特征，是利用金屬取代公知的陶瓷材料，而以電鍍的方式形成一金屬層，用以作為噴墨打印頭的振動(dòng)層。此外，以微影蝕刻的方式，在硅基底上形成至少一槽孔，此槽孔將與先前電鍍的金屬層構(gòu)成一凹槽，使得具有槽孔的硅基底可作為噴墨打印頭的墨腔層，由于電鍍及微影蝕刻所形成的尺寸精密度均相當(dāng)高，故可借此提高噴墨打印頭的墨水腔結(jié)構(gòu)的尺寸精密度。
依照本發(fā)明的特征，是以電鍍及微影蝕刻的方式，形成金屬層于硅基底，并在硅基底上形成槽孔，再對(duì)位貼合一噴孔片所構(gòu)成噴墨打印頭的墨水腔結(jié)構(gòu)，其加工精密度將大于公知的以陶瓷厚膜對(duì)位壓合及高溫?zé)Y(jié)后的加工精密度，故可進(jìn)一步增加噴墨打印頭的密度，以提高噴墨打印的分辨率。
依照本發(fā)明的特征，形成一鈍性金屬層介于金屬層及壓電層之間，以避免在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，金屬層及壓電層相互發(fā)生化學(xué)變化，而影響到壓電層應(yīng)有的壓電特性。此外，鈍性金屬層也可作為壓電層的下電極。
依照本發(fā)明的特征，等向縮小壓電層的分布面積，使其小于凹槽的橫截面積，用以避免壓電層在頻繁且激烈地振動(dòng)下，金屬層沿著凹槽的底面四周而發(fā)生破裂的現(xiàn)象。同時(shí)可形成壓電層與金屬層所構(gòu)成中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，用以增加壓電層的振動(dòng)效率，而增加噴出墨滴的尺寸范圍。
綜上所述，本發(fā)明的壓電式噴墨打印頭的制造方法具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明的壓電式噴墨打印頭的制造方法，以金屬取代公知的以陶瓷材料制成的振動(dòng)層，以減少陶瓷材料的使用，由于金屬的導(dǎo)熱性及延展性均優(yōu)于陶瓷，故可改善陶瓷在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，噴墨打印頭的結(jié)構(gòu)發(fā)生應(yīng)力破壞的現(xiàn)象。此外，由于金屬層的電鍍成本低于公知的陶瓷材料的對(duì)位壓合及高溫?zé)Y(jié)的成本，故可降低成品的制造成本。
(2)本發(fā)明的壓電式噴墨打印頭的制造方法，以電鍍及微影蝕刻的方式，形成金屬層于硅基底，并在硅基底上形成槽孔，再對(duì)位貼合一噴孔片所構(gòu)成噴墨打印頭的墨水腔結(jié)構(gòu)。其加工精密度將大于公知的以陶瓷厚膜對(duì)位壓合及高溫?zé)Y(jié)后的加工精密度，故可進(jìn)一步增加噴墨打印頭的密度，以提高噴墨打印的分辨率。
(3)本發(fā)明的壓電式噴墨打印頭的制造方法，通過(guò)等向縮小壓電層的分布面積，使其小于凹槽的橫截面積，而形成一中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，用以避免壓電層在頻繁且激烈地振動(dòng)下，金屬層沿著凹槽的底面四周而發(fā)生破裂的現(xiàn)象，故可增加噴墨打印頭的使用壽命。同時(shí)形成壓電層與金屬層所構(gòu)成中央較厚而外側(cè)較薄的結(jié)構(gòu)，用以增加壓電層的振動(dòng)效率，而增加噴出墨滴的尺寸范圍，以提高噴墨打印頭的工作效能。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例公開如上，但其并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種壓電式噴墨打印頭，其特征在于至少包括一硅基底，具有一第一面及對(duì)應(yīng)的一第二面，及具有至少一槽孔，其貫穿該硅基底的該第一面及該第二面；一金屬層，配置于該硅基底的該第一面，其中該金屬層與該硅基底之間構(gòu)成一凹槽，其位置對(duì)應(yīng)于該槽孔的位置；一鈍性金屬層，配置于該金屬層之上；圖案化的一壓電層，配置于該鈍性金屬層之上，其中該壓電層的位置對(duì)應(yīng)于該凹槽的位置；圖案化的一上電極層，配置于該壓電層之上；一噴孔片，配置于該硅基底的該第二面，其中該噴孔片與該硅基底及該金屬層構(gòu)成一墨水腔，并且該噴孔片具有至少一噴孔，而該噴孔與該墨水腔相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式噴墨打印頭，其特征在于該壓電層的分布面積約略小于該凹槽的橫截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電式噴墨打印頭，其特征在于位于該壓電層下方的該金屬層的厚度約略大于其它位置的該金屬層的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式噴墨打印頭，其特征在于該金屬層的材質(zhì)是選自于由鎳、銅、鈀、該等的合金及該等的組合所組成族群中的一種材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式噴墨打印頭，其特征在于該鈍性金屬層的材質(zhì)是選自于由金、銀、銅、鉑、鈀、該等的合金及該等的組合所組成族群中的一種材質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式噴墨打印頭，其特征在于該壓電層的材質(zhì)包括鉛鈦鋯摻合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式噴墨打印頭，其特征在于該壓電層的材質(zhì)包括聚二氟乙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式噴墨打印頭，其特征在于該上電極層的材料是選自于由金、銀、銅、鉑、鈀、該等的合金及該等的組合所組成族群中的一種材質(zhì)。
9.一種壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于至少包括下列步驟提供一硅基底，具有一第一面及一第二面；形成一金屬層于該硅基底的該第一面；形成一鈍性金屬層于該金屬層之上；形成圖案化的一壓電層于該鈍性金屬層之上；形成圖案化的一上電極層于該壓電層上；移除部分該硅基底，以形成至少一槽孔，其中該槽孔貫穿該硅基底的該第一面及該第二面，而該硅基底與該金屬層構(gòu)成一凹槽，且該凹槽的位置對(duì)應(yīng)該壓電層的位置；貼附一噴孔片于該硅基底的該第二面，其中該噴孔片與該硅基底及該金屬層構(gòu)成一墨水腔，并且該噴孔片具有至少一噴孔，而該噴孔與該墨水腔相通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于在形成該壓電層之后，還包括一燒結(jié)該壓電層的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該金屬層的形成方法包括電鍍。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該金屬層的材質(zhì)是選自于由鎳、銅、鈀、該等的合金及該等的組合所組成族群中的一種材質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于部分該金屬層的移除方法包括微影蝕刻。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該鈍性金屬層的形成方法包括電鍍。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該鈍性金屬層的材質(zhì)是選自于由金、銀、銅、鉑、鈀、該等的合金及該等的組合所組成族群中的一種材質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該壓電層的形成方法包括網(wǎng)版印刷。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該壓電層的材質(zhì)包括鉛鈦鋯摻合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該壓電層的材質(zhì)包括聚二氟乙烯。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該上電極層的形成方法包括網(wǎng)版印刷。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于該上電極層的材料選自于由金、銀、銅、鉑、鈀、該等的合金及該等的組合所組成族群中的一種材質(zhì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電式噴墨打印頭的制造方法，其特征在于部分該硅基底的移除方法包括微影蝕刻。
全文摘要
一種壓電式噴墨打印頭，以一金屬層及一具有槽孔的硅基底取代公知的以陶瓷材料形成的振動(dòng)層及墨腔層，避免在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)容易發(fā)生應(yīng)力破壞的現(xiàn)象。其制造方法是提供一硅基底，并依次形成一金屬層及一鈍性金屬層于硅基底的一面。再依次形成圖案化的一壓電層及一上電極層于鈍性層上，之后移除部分硅基底以形成至少一槽孔，其貫穿硅基底的二面，而硅基底與金屬層之間構(gòu)成一凹槽，其位置對(duì)應(yīng)于壓電層的位置。最后貼附一噴孔片于硅基底的另一面，其與凹槽的間構(gòu)成一墨水腔，而噴孔片具有至少一噴孔，其與墨水腔相通。
文檔編號(hào)B41J2/16GK1408550SQ011313
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者林振華, 楊長(zhǎng)謀, 張所鋐, 呂文崇, 李世光 申請(qǐng)人:飛赫科技股份有限公司