专利名称：利用微影蚀刻制程制作喷墨式打印头的喷孔片的方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨式打印头(inkjet print head)的喷孔片(nozzleplate)的制作方法，特别是一种利用微影蚀刻制程制作喷孔(nozzle orifice)的方法。
喷墨式打印技术的品质主要取决于打印头的喷孔的物理特性，如喷孔的底切轮廓与开口形状，这会影响到墨水液滴的体积、轨道、喷射速度等等。早期技术是采用平板印刷电铸(lithographic electroforming)制程或是其它电化学加工成型方法，以制作成一种金属喷孔片。然而，这种电铸方式会产生以下缺点第一，不易精确控制制程条件，如应力、电镀厚度；第二，喷孔的形状、尺寸等设计选择性受到限制；第三，制程成本过高，不能满足大量生产的需求；第四，易发生墨水腐蚀喷孔片的问题，虽然可以在喷孔片表面上电镀金(Au)以延缓腐蚀现象，但需耗费更多成本。为了解决上述问题，现今技术改用准分子激光(excimer laser)处理方式来制作喷孔，但是这又会遇到失准(misalignment)、设备过于庞大与昂贵等问题。
该方法是以压膜、曝光、微影、蚀刻等步骤直接在硅芯片上制作喷孔，从而可以有效控制喷孔的位置、口径、形状，进而获得高分辨率的喷墨品质。
本发明的制作喷墨式打印头的喷孔的方法，是先在一硅芯片表面上形成一第一薄膜，其中第一薄膜内包含有一第一开口，位于硅芯片的一个致动组件的上方。然后，依序在第一薄膜上形成一第二薄膜以及一光阻层，其中光阻层内包含有一第二开口，位于该第一开口上方。接着，进行蚀刻制程以去除第二开口下方的第二薄膜，进而在第二薄膜内形成一孔洞，可使第一开口与孔洞连通。
图1至图6是本发明的制作喷墨式打印头的喷孔的方法示意图。首先，如图1所示，提供一硅芯片10，其表面上包含有至少一致动组件12(例如薄膜加热器)，然后利用压膜或是其它沉积方式，在硅芯片10表面上覆盖一第一薄膜14，其材质可选用具有感旋光性的高分子材料，例如环氧树脂(epoxy)、酚树酯(novolak)、丙烯酸脂(arcylate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚酰胺(polyamide)或是感光高分子(photosensitive polymer)材质。接着，如图2所示，对第一薄膜14的预定区域进行曝光与显影制程，以在第一薄膜14内而形成一第一开口16，其位置是对应在致动组件12的上方。跟着，如图3所示，利用压膜或是其它沉积方式，在第一薄膜14上覆盖一第二薄膜18，再在第二薄膜18表面上涂布一光阻层20，其中第二薄膜18之材质可选用高分子材料，例如环氧树脂、酚树酯、丙烯酸脂、聚酰亚胺、聚酰胺或是感光高分子材质。
之后，如图4所示，对光阻层20进行曝光与显影制程，以在光阻层20内形成一第二开口22，其位置相对位于第一开口16的上方，且开口22的口径小于第一开口16的口径。接下来，如图5所示，进行电浆干蚀刻制程，是以氧气作为主要蚀刻气体，将开口22下方的第二薄膜18去除，以在第二薄膜18内形成于一孔洞24，可使第孔洞24与第一开口16相连通。最后，如第6图所示，将光阻层20去除，则孔洞24可供作为本发明的喷孔。
与现有技术以电铸方式制作的喷孔片相比较，本发明是采用压膜、微影、蚀刻等步骤在第二薄膜18中制作喷孔24，其开口直径可缩小至约1μm，因此同一列的喷孔24数目可多达10000个以上，将有助于提高喷孔24的集成度。而且，本发明方法可有效控制喷孔24的底切轮廓以及相邻喷孔的排列位置，可提供极高分辨率的喷墨品质。此外，本发明直接在硅芯片10上进行微影蚀刻制程，其制程简易且成本低廉，符合商业化大量生产的需求。
虽然本发明已通过一较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉该技术的人士在不脱离本发明的精神和范围内，可能进行一些变化和润饰，因此本发明的保护范围的界定应当以权利要求书为准。
权利要求
1.一种喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，包括下列步骤提供一硅芯片，其包含有至少一致动组件；在该硅芯片表面上形成一第一薄膜，该第一薄膜内包含有一第一开口，位于该致动组件上方；在该第一薄膜上覆盖一第二薄膜；在该第二薄膜上形成一光阻层，该光阻层内包含有一第二开口，位于该第一开口上方；以及进行蚀刻制程，将该光阻层的开口下方的该第二薄膜去除，以在该第二薄膜内形成一孔洞，以使该第一开口与该孔洞连通。
2.如权利要求1所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中所述的第一开口的制作方法包含有下列步骤在该硅芯片表面上覆盖该第一薄膜；以及对该第一薄膜进行曝光与显影制程，以在该第一薄膜内形成该第一开口，且该第一开口位于该致动组件的上方。
3.如权利要求1所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中所述的第二开口的制作方法包含有下列步骤在该第二薄膜上涂布该光阻层；以及对该光阻层进行曝光与显影制程，以于该光阻层内形成该第二开口，并使该第二开口位于该第一开口上方。
4.如权利要求1所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中，制作完成所述的孔洞之后，另包含有一步骤去除该光阻层。
5.如权利要求1所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中所述的蚀刻制程是电浆干蚀刻制程。
6.如权利要求5所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中所述的电浆干蚀刻制程是以氧气作为主要蚀刻气体。
7.如权利要求1所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中所述的第一薄膜的材质是高分子材质。
8.如权利要求1所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中所述的第二薄膜之材质是高分子材质。
9.如权利要求1所述的喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，其中所述的致动组件是一薄膜加热器。
全文摘要
一种喷墨式打印头的喷孔片的制作方法，是先在一硅芯片表面上形成一第一薄膜，其中第一薄膜内包含有一第一开口，位于硅芯片的一个致动组件上方。然后，依序在第一薄膜上形成一第二薄膜以及一光阻层，其中光阻层内包含有一第二开口，位于该第一开口上方。接着，进行蚀刻制程以去除第二开口下方的第二薄膜，进而在第二薄膜内形成一孔洞，可使第一开口与孔洞连通。
文档编号B41J2/16GK1446691SQ02107870
公开日2003年10月8日 申请日期2002年3月25日 优先权日2002年3月25日
发明者林刘恭, 杨明勋, 杨长谋, 陈贵铨 申请人:飞赫科技股份有限公司