專利名稱：噴墨打印頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思涉及一種噴墨打印頭及其制造方法，更M地涉及一種具
有提供在襯底^i殳置在該襯底上的流動(dòng)通道層(flow channel layer)之間的粘合層的 噴墨打印頭及其制it^法。
背景技術(shù)：
噴墨打印頭是一種通過在記錄紙張上的所需位置上噴射墨滴而形成圖像的裝 置。噴墨打印頭通常包括襯底，在其表面上設(shè)置有用于墨水噴射的噴射壓力產(chǎn)生 元件；以及流動(dòng)通it^，其設(shè)置在襯底上并形成墨水通道。鈍化層可以設(shè)置在襯底 上以保護(hù)噴射壓力產(chǎn)生元件。此鈍化層典型地由包含有才/U圭(silicone)的無才a4勿制成。
流動(dòng)通*和襯底(或鈍化層)之間的接觸面是具有不同特性的材料接觸的分 界面。4妾觸面具有差的剮-久性。因此，^^層設(shè)置在襯底和流動(dòng)通ii^之間以增大 結(jié)合力，示例在日本專利申請(qǐng)公開No. 11-348290中提供。
以上識(shí)別的噴墨打印頭涉Ait過其間的由聚醚St^ (polyether amide)樹脂制成 的粘合層結(jié)合到襯底上的液體通道形成構(gòu)件。由聚S^^樹脂制成的粘合層通過以 下工藝形成。fMS5t^樹脂通過旋涂法涂布在襯底上，用作蝕刻掩模的^f丈抗蝕劑 圖案在聚醚i^層上形成。接著，粘合層通過由02等離子體灰^i吏im^^層圖 案化而形成，用作掩模的itf丈抗蝕劑圖案被去除。
然而，上述的噴墨打印頭具有由于如此復(fù)雜的制造工藝引起的低生產(chǎn)率的問 題，該復(fù)雜的制造工藝包括光刻工藝(用于通過圖案化聚醚,層形成粘合層)、 蝕刻工藝和M抗蝕劑去除工藝。jH^卜，由于進(jìn)行這些工藝需要大量的設(shè)備，投資 和維護(hù)費(fèi)用增加并導(dǎo)致大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu),^是^"~種噴墨41印頭及其制針法，該制it^法被改進(jìn)從 而簡化了凈給層形成工藝。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的附加的方面和/或應(yīng)用將在下面的描述中部分地闡明并 部分:^/人描述中變得明顯，或可以通it^發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)踐而習(xí)知。
頭而實(shí)現(xiàn)，該噴墨打印頭包括襯底；設(shè)置在襯底上的流動(dòng)通it^;以及^^層， 設(shè)置在襯底和流動(dòng)通ii^之間，^^層由具有感光特性的硅改'法樹脂制成。
硅改性樹脂包括硅改性聚録胺樹脂(silicone modified polyimide resin )。
津i^^層通過it^工藝形成。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它方面和應(yīng)用也可以通過提供一種制造噴 墨打印頭的方法而實(shí)現(xiàn)，該方法包括制備設(shè)置有噴射壓力產(chǎn)生元件以噴射墨水的 襯底；在襯底上形成由硅改性^JE胺樹脂制成的粘合層；以4津i^層上形成流 動(dòng)通iM以限定墨水通道。
^^層的形成可以包括在襯底上涂布硅改性 ￡胺樹脂溶液；通過/A^布 的硅改性^E胺樹脂溶液中蒸發(fā)掉溶劑來形^/圭改性^E胺樹脂層；以及圖案 ^5圭改性 亞胺樹脂層。
硅改性微亞胺樹脂層的圖案化可以通過^'J工藝進(jìn)行。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它方面和應(yīng)用也可以通過提供一種制造噴 墨打印頭的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括制備設(shè)置有熱量產(chǎn)生層以加熱墨水的村底； 通過光刻工藝，^^]具有感光持性的硅改'性樹脂在襯底上形成津給層；以^it過光 刻工藝在粘合層上形成流動(dòng)通it^以限定墨水通道。
硅改〗勤對(duì)脂可以包括硅改性聚Sfct胺樹脂。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它方面和效用也可以通過提供一種噴墨打 印頭來實(shí)現(xiàn)，該噴墨打印頭包括鈍化層；流動(dòng)通道層；以及津給層，其設(shè)置在鈍 化層和流動(dòng)通it^之間并與它們接觸，粘合層由硅改性 ^胺樹脂制成。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它方面和應(yīng)用也可以通過提供一種制造噴 墨打印頭的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括形成鈍化層和流動(dòng)通道層；以及形成設(shè)置在 鈍化層和流動(dòng)通if^之間并與它們接觸的硅改性樹脂層。
硅改性樹脂層的形成可以包括至少在鈍化層上涂布硅改性聚酰亞胺樹脂溶 液；通過/人涂布的硅改性聚酰亞胺樹脂溶液中蒸發(fā)溶劑形成硅改性聚酰亞胺樹脂 層；以及圖案^^圭改性 3￡胺樹脂層。


從下面實(shí)施例的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的這些和/或其
它方面和應(yīng)用將變得明顯和更容易理解，附圖中
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的噴墨打印頭的截面圖2到11是示出根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的制造噴墨打印頭的方法
的視圖12是示出根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的噴墨打印頭的制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)地參照本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的示范性實(shí)施例，其示例在附圖中示 出，其中相同的附圖標(biāo)^it篇指代湘同的元件。為了通過參照附圖解釋本發(fā)明總的 發(fā)明構(gòu)思，實(shí)施例在下面描述。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的噴墨打印頭的截面圖。 參照?qǐng)D1,在實(shí)施例中，噴墨打印頭可以是電熱型噴墨打印頭，其利用熱源在 墨水中產(chǎn)生氣泡并通過氣泡的膨脹力將墨滴噴出。如圖1所示，此實(shí)施例的噴墨打 印頭包括襯底10,熱量產(chǎn)生層11設(shè)置在襯底10上作為用于墨水噴射的噴射壓力產(chǎn) 生元件。電才及12、 4屯化層13和抗氣穴層(anti-cavitation layer) 14i更置在熱量產(chǎn)生 層11上。itl^卜，卩艮定墨7jc通道21的流動(dòng)通道層20設(shè)置在襯底10上，形成用于墨 水噴射的噴嘴31的噴嘴層30設(shè)置在流動(dòng)通道層20上。粘合層40設(shè)置在流動(dòng)通道 層20和襯底10之間。粘合層40起到將流動(dòng)通道層20穩(wěn)定^ki吉合到襯底10上的 作用。
襯底10構(gòu)造為硅晶片，形絲供墨410a,墨水通過該孑LA人墨7jq^諸單元(未 示出)提供。設(shè)置在襯底IO上的熱量產(chǎn)生層11是典型的薄膜加熱器，通過將來自 于電極12的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱能來加熱墨水。熱量產(chǎn)生層11可以由^T屬材料例如氮 ^!旦(TaN)或鉭-鋁(Ta-Al)制成。電極12設(shè)置在熱量產(chǎn)生層11上，接4棘自典 型CMOS邏輯和功率晶體管的電信號(hào)，并將電信號(hào)傳送到熱量產(chǎn)生層11。熱量存 儲(chǔ)層15可以設(shè)置在熱量產(chǎn)生層11和村底IO之間，作為^^彖層并由萄/f^^寞構(gòu)成。 熱量^f諸層15起到防止熱量產(chǎn)生層11產(chǎn)生的熱量逸出到襯底10的作用。
鈍化層13設(shè)置在熱量產(chǎn)生層11和電極12上并與它們接觸，以保護(hù)熱量產(chǎn)生 層11和電極12。鈍化層13可以由具有良好鄉(xiāng)&彖特性和傳熱效率的氮化硅(SiN) 膜構(gòu)成?？箽庋▽?4可以設(shè)置在鈍化層13上，在與噴嘴31相對(duì)應(yīng)的位置?？箽?穴層14防止熱量產(chǎn)生層11由于氣穴力而斷裂，氣穴力在由熱量形成的氣泡收縮時(shí) 產(chǎn)生。
流動(dòng)通道層20限定連^^墨4L 10a和噴嘴31的墨水通道21。每個(gè)墨水通道 21具有其中填充墨水的墨水腔21a以及連4緣墨孔10a和墨7K腔21a的限流器21b。 ^^層40可以由具有感光特性的硅改性樹脂制成，例如硅改性f^yE胺樹脂。
例如丙烯酸樹脂(acrylic resin )、聚氨酯樹脂(urethane resin )、對(duì)旨樹脂(polyester resin )、聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)和聚綠胺樹脂，它們與有積3圭聚合 在一起。硅改性^JE胺樹脂是具有聚酰亞胺的熱阻特性以及硅的柔性和粘性的材 料。硅改性 亞胺樹脂不容易變形并與高溫的墨水接觸，并且能夠有效防止流動(dòng) 通it^20由于熱膨脹系數(shù)不同而從襯底10 (或鈍化層13)剝落。jH^卜，在本實(shí)施 例中，由于津i^層40只通過^/f]感iy^脂的it^工藝就可以被圖案化，圖案化粘 合層40的工藝可以被簡化。
在下文中，將參照?qǐng)D2到11描述根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的制造噴 墨打印頭的方法。
如圖2所示,制備在其前表面10b上i殳置有熱量產(chǎn)生層11和電極12的襯底10。 熱量產(chǎn)生層11可以通過賊射或化學(xué)^4目淀積在襯底10上;)^只熱Pi^才料例如氮^la 或鉭-45^r并使其圖案化而形成。電極12可以通過濺射:;;^只具有足夠的電導(dǎo)率的 金屬材?？╙如鋁并使其圖案化而形成。熱量^f諸層15可以設(shè)置在熱量產(chǎn)生層11和 襯底10之間。熱量^f渚層15可以通過在高溫下加熱襯底10 (例如硅村底)的表面 而形成。
如圖3所示，鈍化層13在襯底10上形成，村底10上已經(jīng)形成有熱量產(chǎn)生層 11和電極12。鈍化層13可以通過^^只具有良好絕緣特性和熱傳導(dǎo)特性的SiNx或 SiOx ^ff吏其圖案化而形成。如圖4所示，抗氣穴層14在鈍化層13上形成，并處于 與噴嘴31 (圖1)相對(duì)應(yīng)的位置?？箽庋▽?4可以通過^Li。、鉭(Ta)并使其圖案 化而形成。
如圖5和6所示，粘合層40在襯底10上形成，^"底10上已經(jīng)形成有熱量產(chǎn) 生層11、電極12、鈍化層13和抗氣穴層14。津給層40使用具有感光特性的硅改 性 亞胺通過光刻工藝形成。珪改性，亞胺具有感光特性。因此，可以使用由 Shin Estu公司(日本)制造的型號(hào)為No.SPS-3750 2.0的產(chǎn)品，其與具有感光特性 的才杉f""fe使用。更M地，粘合層40可以通過下面的工藝形成。如圖5所示， 硅改性^JE胺樹脂40a通過旋涂法將硅改性^ilE胺樹脂溶^^布在襯底10上 并蒸發(fā)掉溶劑而形成。接著，如圖6所示，通過圖案化硅改性f^yE胺樹脂40a形 成^^層40。也才議，通過曝i^圭改性微亞胺樹脂40a并利用弱堿性顯影劑(例 如由AZ公司制造的300MF)去除未曝光部分，形成灃i^層40。此時(shí)，灃i^層40 被形成以覆蓋計(jì)劃沉積流動(dòng)通道層20的預(yù)定區(qū)域。
如本實(shí)施例所述，噴墨打印頭的制造工藝可以被簡化，因?yàn)檎澈蠈涌梢灾煌ㄟ^ 光刻工藝來形成而不需要進(jìn)行其它復(fù)雜的工藝(例^^成額外的光致抗蝕劑圖案以 圖案化4'給層的工藝、蝕刻工藝、在圖案化后去除i^丈抗蝕劑的工藝等)。
如圖7所示，溝槽10c在襯底10的前表面上形成。溝槽10c具有引導(dǎo)供墨孔 10a規(guī)則地形成于襯底10的前表面附近的作用。溝槽10c可以通過干法蝕刻例如利 用等離子體的^離子蝕刻(REE)或噴砂處理形成。
如圖8所示，流動(dòng)通道層20通過光刻工藝在粘合層40上形成。盡管沒有在附 圖中示出，該工藝包4琉過旋涂法在襯底10上涂布負(fù)性M抗蝕劑、通過利用具 有墨水腔圖案和限流器圖案的光掩模曝光itl丈抗蝕劑層以及顯影M抗蝕劑層以 選擇'hii也去除沒有曝光的iti丈抗蝕劑的步驟。從而，形成如圖8所示的限定墨水通 道21 (圖1)的流動(dòng)通道層20。流動(dòng)通道層20可以采用環(huán)氧樹脂或f^胺樹脂 形成。
如圖9所示，形成犧牲層50以M襯底10的前表面和流動(dòng)通道層20。犧牲層 50和流動(dòng)通道層20的上表面通過化學(xué)積^ 光(CMP)工藝變平，從而流動(dòng)通道 層20和犧牲層50具有相同的高度。由此，由于形^流動(dòng)通道層20上的噴嘴層 30可以緊密地接觸流動(dòng)通it^20,打印頭的耐久性^y是高，并且墨水通道21的形 狀和尺寸可以被精確iW空制，從而改善了打印頭的噴墨性能。犧牲層50可以通過 旋涂法涂布正性光致抗蝕劑而形成。因?yàn)楫?dāng)蝕刻襯底以形成供墨孔時(shí)，犧牲層50 暴露到蝕刻溶液中，犧牲層50可以由對(duì)蝕刻溶液具有強(qiáng)4^i元性的材料形成。
如圖IO所示，^觜層30在平的犧牲層50和流動(dòng)通道層20上形成。與流動(dòng)通 道層20類似，噴嘴層30通過光刻工藝形成。也就是，在M抗蝕劑涂布在流動(dòng)通 it^ 20上之后，光致抗蝕劑通過具有噴嘴圖案的光掩才勢(shì)皮曝光，并被顯影以選擇 地去除沒有曝光的部分，從而形成如圖10所示的具有噴嘴31的噴嘴層30。
如圖11所示，蝕刻掩模60在襯底10的后表面10d上形成用于形成供墨孔。 在形成蝕刻掩模60以后，從后表面10d的被蝕刻掩4莫60暴露的區(qū)域蝕刻襯底10 直到暴露出溝槽10c，從而形成供墨HOa。
對(duì)其圖案化而形:。、當(dāng)蝕刻襯底io時(shí)r可以佳月適;批量生-^i濕法蝕刻法。在
這種情況下，可以佳月氫氧化鉀(KOH)、氪氧化鈉(NaOH)或四曱基氪氧化銨 (tetramethyl ammonium hydroxide, TMAH) 4乍為々蟲凌寸i^液。
絲，通過從圖11中示出的工件去除蝕刻掩模60和犧牲層50,完成圖1中示
出的噴墨4r印頭的制造。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的噴墨打印頭的制造方法的流 程圖。參照?qǐng)D12,在本實(shí)施例中，在步驟S121中，熱量^f諸層15在襯底10的前 表面上形成。在步驟S122中，熱量產(chǎn)生層11在熱量^^諸層15上形成。在步驟S123 中，電極12在熱量產(chǎn)生層11上形成。在步驟S124中，鈍化層13在電極12和熱 量產(chǎn)生層11上形成。在步驟S125中，抗氣穴層14在鈍化層13上的預(yù)定位置處形 成。在步驟S126中，粘合層40在鈍化層13上形成，其中粘合層40例如通#鈍 化層13和抗氣穴層14上涂布硅改性f^E胺樹脂溶液、蒸發(fā)掉其中的溶劑并圖案 化硅改性聚^胺樹脂層而形成。在步驟S127中，溝槽10c被形成為貫穿至少一 部分鈍化層13、熱量^(諸層15和襯底10的前表面。在步驟S128中，流動(dòng)通ii^ 20在津給層40上形成。在步驟S129中，犧牲層50例如在至少襯底10的被溝槽 10c暴露的部分、鈍化層13、抗氣穴層14和流動(dòng)通道層20的側(cè)部上形成，從而流 動(dòng)通道層20和犧牲層50的高;1^M目等。在步驟S130中，噴嘴層30在犧牲層50 和流動(dòng)通if^ 20上形成。*觜31例如可以在,觜層30的與抗氣穴層14的預(yù)定位 置相對(duì)應(yīng)處形成。在步驟S131中，供墨4U0a通過蝕刻形成為貫穿襯底10的后表 面。在步驟S132中，犧牲層50^皮去除。
從以上所述變得明顯，通過3^^層(利用具有良好粘附性、熱阻^^口對(duì)墨水的 耐液性的硅改'^M脂形成)將流動(dòng)通ii^穩(wěn)定地結(jié)合在襯底上，根據(jù)本發(fā)明總的發(fā) 明構(gòu)思的不同實(shí)施例的噴墨打印頭可以增強(qiáng)耐久性?！稭卜，由于形成*&^層的工藝 是筒單的，生產(chǎn)率可以被提高并且可以節(jié)約用于工藝設(shè)備的投資和維護(hù)費(fèi)用。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的多個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域技7pv員應(yīng) 該理解，在這些實(shí)施例中可以作出改變而不背離本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的原理和精 神，本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的范圍由所附的權(quán)利要求書及其等價(jià)物限定。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印頭，包括:襯底；設(shè)置在所述襯底上的流動(dòng)通道層；以及粘合層，設(shè)置在所述襯底和所述流動(dòng)通道層之間，所述粘合層由具有感光特性的硅改性樹脂制成。
2. 如權(quán)利要求1所述的噴墨4r印頭，其中所述硅 文'hi^脂包括硅改性^y^胺樹脂。
3. 如權(quán)利要求l所述的噴墨打印頭，其中所i^'i^層通過i^'j工藝形成。
4. 一種制造噴墨打印頭的方法，所述方法包括 制備設(shè)置有噴射壓力產(chǎn)生單元以噴射墨水的襯底； 在所述襯底上形成由硅改性 亞胺樹脂制成的粘合層；以及 在所述^^層上形成流動(dòng)通道層以P艮定墨水通道。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述4'^&^層的形成包括 在所述襯底上涂布硅改性聚te胺樹脂溶液；通過從涂布的硅改性聚酰亞胺樹脂溶液中蒸發(fā)掉溶劑來形成珪改性聚酰亞胺 樹脂層；和圖案化所述硅改l"生fM胺樹脂層。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述硅改性聚 胺樹脂層的所述圖案化是 通過it^工藝進(jìn)行。
7. —種制造噴墨打印頭的方法，所述方法包括 制備設(shè)置有熱量產(chǎn)生層以加熱墨水的襯底；通過光刻工藝，該月具有感光特性的硅改性樹脂在所述襯底上形成粘合層；以及通過光刻工藝在所述^給層上形成流動(dòng)通道層以限定墨7K通道。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述珪 文性樹脂包括 硅改性 亞胺樹脂。
9. 一種噴墨打印頭，包括 鈍化層；流動(dòng)通ityir;以及#^層，其設(shè)置在所述鈍化層和所述流動(dòng)通iiJ:之間并與它們接觸，所述津給 層由硅改性聚SfclE胺樹脂制成。
10. —種制造噴墨打印頭的方法，所述方法包括 形成鈍化層和流動(dòng)通iiJ:;以及形成設(shè)置在所述鈍化層和所述流動(dòng)通it^之間并與它們接觸的硅改性樹脂層。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硅改'^^脂層的形成包括 至少在所述鈍化層上涂布硅改性^it胺樹脂溶液；通過/A^布的硅 文性聚酰亞胺樹脂溶液中蒸發(fā)掉溶劑形成硅改性聚酰亞胺樹 脂層；以及圖案化所述硅改性 3￡胺樹脂層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噴墨打印頭及其制造方法，該制造方法被改進(jìn)從而簡化了粘合層形成工藝，噴墨打印頭的粘合層由具有感光特性的硅改性樹脂例如硅改性聚酰亞胺樹脂制成。通過在襯底上涂布硅改性聚酰亞胺樹脂溶液、通過從涂布的硅改性聚酰亞胺樹脂溶液中蒸發(fā)掉溶劑形成硅改性聚酰亞胺樹脂層以及圖案化硅改性聚酰亞胺樹脂層，可以形成粘合層。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101372171SQ200810171
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者樸性俊, 樸炳夏, 沈東植, 金敬鎰 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社