专利名称：压电喷墨头的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种压电喷墨头的制造方法，特别涉及一种利用曝光显影技术来制作压电喷墨头的墨腔与喷嘴的方法。
压电式喷墨打印技术是利用压电推动片在施加电压时产生形变，进而挤压液体产生高压而将液体喷出。相对于热泡式喷墨打印技术，压电式喷墨打印技术具有下列优点压电式喷墨打印技术的墨水不会因为高温气化产生化学变化而影响颜色品质的状况；且由于不需使用反复高热应力，因此具有极佳的耐久性。压电式喷墨打印技术所使用的压电陶瓷反应速度快，可提升打印速度，而热泡式喷墨打印技术则会受到热传导速度的限制。压电式喷墨打印技术容易控制液滴的大小，可提升打印品质。
图1A是公知的一种传统压电式喷墨头的侧面结构图。传统压电喷墨头的制造流程是利用陶瓷厚膜(thick film)工艺形成具有上电极层11a、压电推动片层12a、下电极层11b和上壁保护层12b(ceramic)的压电推动片(actuator)、墨腔壁13与墨腔底膜14等陶瓷厚膜生胚(greentape)，再依照一定的顺序将不同层的陶瓷厚膜生胚压合粘着在一起之后进行陶瓷结构烧结。例如EPSON公司所生产的压电式喷墨头。
图1B是该传统压电式喷墨头的俯视结构图。该图说明一种传统喷墨头的透明俯视图，其中墨水腔17为喷墨头的墨水储存区，储存了自进墨口15吸取至墨水腔17的墨水，墨水腔17中的墨水可以通过压电推动片层的变形，将墨水由出墨口16喷出。
在上述方法中，喷墨头制做过程是在所有的组件结构均利用陶瓷厚膜工艺分别制造完成之后，再进行对位压合粘结。由于喷墨头的尺寸相当小，要求的精密度非常高，因此这种对位压合组装非常不容易，致使次品率提高，并增加工艺时间和制造成本。
而且在对位压合组装完毕之后还必须进行陶瓷结构的烧结，由于喷墨头的结构复杂，在烧结的时候往往会因为陶瓷收缩不均匀而造成应力破坏，因此产品的合格率很低。
根据本发明的上述目的，提出一种压电喷墨头的制造方法，首先提供在基底上形成多个金属上电极；接着在基底与金属上电极之上形成压电推动片层，然后在压电推动片层上形成金属下电极；接着在具有上下电极层的压电推动片层之上形成第一感旋光性高分子膜，并定义出墨腔壁图案，而形成多个墨腔壁；最后，在墨腔壁之上形成第二感旋光性高分子膜，并定义出多个进出墨口图案，而形成墨腔底膜，以制得一体成形的压电喷墨头，而达到提高成品的合格率、降低工艺时间与制作成本的目的。
本发明具有以下的特征在完成压电推动片层制备后，墨腔壁、墨腔底膜等制造过程都可以利用感旋光性高分子以曝光显影的方式逐一制得一体成形的喷墨头，其工艺时间将比传统的工艺时间短，且所使用的设备成本与人力成本将会明显降低，而成品的合格率也有所提高。
11a、21a 上电极11b、21b 下电极12a、22 压电推动片层12b 上壁保护层13、23墨腔壁14、24墨腔底膜
15、25 进墨口16、26 出墨口17、27 墨水腔20 基底另外也可以利用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition)、化学气相沉积法或化学镀膜方式，在所提供的基底20上形成一层金属层(该金属层材质包括铜、金、银、铂或钯)，并移除部分金属层以形成多个上电极21a(参照图3所示)。其中物理气相沉积法包括溅镀(Sputter)或蒸镀(Evaporator)；而化学镀膜方式包括电镀或无电镀。其中，上电极21a的形状、数量与尺寸都可以依所欲形成的喷墨头的需要而变化。
接着，参照图4所示，在基底20与上电极21a之上，形成压电推动片层22。压电推动片层22的形成方式包括利用传统薄膜旋涂法、网版印刷或括刀成形(Doctor Blading)，压电推动片层22的材质包括陶瓷压电材料或压电高分子。其中压电高分子包括聚二氟乙烯(Poly(Vinylidene Fluoride)，PVDF)；陶瓷压电材料包括铅锆钛掺合物(lead zirconate titanate，PZT)。
在压电推动片层22上，可以利用与上电极21a相同的形成方式，形成多个下电极21b(参照图3所示)。下电极21b的材质包括铜、金、银、铂、钯、及其合金或其它导电材料。下电极21b的形状、数量与尺寸可与上电极21a的形状、数量与尺寸相对应或不同。
接着，参照图5所示，在压电推动片层22与下电极21b之上形成第一感旋光性高分子，之后利用曝光显影的方式，在第一感旋光性高分子中形成具多个墨水腔的墨腔壁23。其中第一感旋光性高分子膜在曝光前的厚度在10μm至1000μm左右。每一个墨水腔图案均为一个墨水腔27，每个墨水腔27的底部分别围绕着一个下电极21b、一个上电极21a及部分压电推动片层22，墨水腔27的四周边壁为部分墨腔壁23所构成。
接着，参照图6所示，在墨腔壁23之上形成第二感旋光性高分子薄膜，之后利用曝光显影的方式或是激光加工的方式，在第二感旋光性高分子薄膜上形成具有多个进墨口25和多个出墨口26的墨腔底膜24。其中每一个进墨口25的口径范围在50μm至1000μm左右，而每一个出墨口26口径范围则在10μm至100μm左右。
最后，参照图7所示，是本发明的较佳实施例的压电喷墨头的俯视结构示意图。每一个墨水腔27的顶部均由包括有一个进墨口25与一个出墨口26的部分墨腔底膜24所构成。
另外在本发明中所使用的感旋光性高分子膜的材质包括干膜光阻、液态光阻、正光阻、负光阻、感旋光性的聚酰亚胺(Polyimide)或感旋光性的环氧树脂(Epoxy)。其中干膜光阻包括一层保护膜、10μm至200μm的感旋光性高分子层与一层底膜。使用时，先去除底膜后，再将干膜光阻的具有感旋光性高分子层的一侧贴附于基底20或墨腔底膜24之上。之后，利用一UV光进行曝光，曝光后剥除保护膜，并显影形成所需的图案，而完成感旋光性高分子膜的制备。
另外液态光阻是具有“可流动性”的液态感旋光性高分子剂，利用涂布方式形成于基底20或墨腔底膜24之上。之后利用一UV光源进行显影并形成所需图案，完成感旋光性高分子膜的制备。
虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉该技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。但本发明的保护范围应以权利要求书所限定的为准。
权利要求
1.一种压电喷墨头的制造方法，其特征在于包括下列步骤在一基底上形成复数个上电极；在该基底与该些上电极之上形成一压电推动片层；在该压电推动片层之上形成复数个下电极；在该些下电极与该压电推动片层之上形成一第一感旋光性高分子膜；移除部分该第一感旋光性高分子膜，以形成一墨腔壁，且该墨腔壁包括有复数个墨水腔，该些墨水腔之一分别围绕该些下电极之一与该些上电极之一；在该墨腔壁上形成一第二感旋光性高分子膜；移除部分该第二感旋光性高分子膜，以形成一墨腔底膜，该墨腔底膜具有复数个进墨口与复数个出墨口，且该些进墨口之一与该些出墨口之一分别对应该些墨水腔之一。
2.根据权利要求1所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该些上电极和该些下电极的形成方法是选自网版印刷、溅镀、蒸镀、电镀与无电镀五者之一。
3.根据权利要求1所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该些上电极的形成方法包括在该基底上形成一金属膜；移除部分该金属膜。
4.根据权利要求3所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该金属膜的形成方法包括一物理气相沉积法。
5.根据权利要求3所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该金属膜的形成方法包括化学气相沉积法。
6.根据权利要求1所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该压电推动片层的形成方法包括使用溶液旋转涂布法。
7.根据权利要求1所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该些墨水腔的形成方法包括使用曝光显影法。
8.根据权利要求1所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该第一感旋光性高分子膜的材质包括干膜光阻、液态光阻、正光阻、负光阻、感旋光性的聚酰亚胺或感旋光性的环氧树脂六者之一。
9.根据权利要求7所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该第一感旋光性高分子膜在曝光前的厚度在10μm至1000μm左右。
10.根据权利要求1所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该第二感旋光性高分子膜的材质包括干膜光阻、液态光阻、正光阻、负光阻、感旋光性的聚酰亚胺或感旋光性的环氧树脂六者之一。
11.根据权利要求1所述的压电喷墨头的制造方法，其特征在于该些进墨口与该些出墨口的形成方法包括使用曝光显影法。
全文摘要
一种压电喷墨头的制造方法，是在具有压电推动片层的基底上，利用感旋光性高分子曝光显影的方式制作喷墨头的墨腔底膜与墨腔壁，以制得一体成形的压电喷墨头。该制造方法是将传统喷墨头工艺中复杂的墨腔成形技术，改为较佳的方式制作喷墨头，可以提高成品的合格率、降低制作成本与节省工艺时间。
文档编号B41J2/16GK1394748SQ0111999
公开日2003年2月5日 申请日期2001年7月6日 优先权日2001年7月6日
发明者林振华, 周景瑜, 杨明勋, 杨长谋 申请人:飞赫科技股份有限公司