专利名称：喷墨印字头装置的通孔与喷口板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨印字头装置(ink jet printhead device)的制造方法，且特别涉及一种喷墨印字头装置中的喷墨印字头芯片(printheadchip)通孔(through hole)以及喷口板(nozzle plate)的制造方法。
背景技术：
近年来在高科技产业的带动发展下，所有电子相关产业无不突飞猛进。就打印机而言，在短短几年的时间内，打印技术已经从早期的撞针式打印及单色激光打印，一直进步到目前的彩色喷墨打印及彩色激光打印，甚至出现热转印打印等打印技术。就喷墨打印机而言，目前出现在市场上的喷墨打印机所应用的打印技术主要有压电式(piezoelectric)或热泡式(thermal bubble)的喷墨技术，其技术特征在于将墨水喷至记录媒介，例如纸张等，因而形成文字或图案于记录媒介的表面。其中，压电式打印技术是利用因施加电压而产生形变的压电材料来制造驱动器(actuator)，故可施加电压至驱动器来挤压位于墨水室(ink chamber)内的墨水，再将墨水通过喷口(nozzle)射出而形成墨滴。气泡式打印技术则是利用加热装置(heater；heating device)将墨水瞬间气化(vapor)，因而产生高压气泡来推动墨水，再将墨水通过喷口射出而形成墨滴(droplet)。
图1是一种公知的喷墨印字头的立体结构示意图。请参照图1，公知的喷墨印字头100主要是由喷墨印字头芯片(printhead chip)110、墨室层(chamber layer，亦可称为干膜层(dry film layer))120以及喷口板130所构成。喷墨印字头芯片110具有表面112及通孔114，此通孔114可为狭长状(亦可为其它适当形状，例如椭圆形或圆形)且贯穿整个喷墨印字头芯片110，以作为墨水的供给口。另外，在喷墨印字头芯片110中还包括一些加热装置116。墨室层120设置于喷墨印字头芯片110的表面112上，且墨室层120具有墨水流道(ink channel)122及墨水室(ink chamber)124。墨水室124会暴露出喷墨印字头芯片110中的加热装置116，且墨水室124通过墨水流道122与通孔114连通。喷口板130设置于墨室层120上，喷口板130具有喷口(nozzle)132，且喷口132的位置对应于加热装置116上方。
上述喷墨印字头芯片110的通孔114一般都是采用喷砂(sandblasting)的方式形成。不过，传统的喷砂作业有制程时间过长的缺点，而且因为其制程变异大、尺寸精度不佳，再加上通孔定位困难以及会因为有碎屑(chipping)或晶裂而造成喷墨特性不佳等问题。所以，这种制造通孔的方式将不利于精密度不断提高的喷墨印字头。
此外，公知采用电镀方法来形成喷口板中的喷口，不但制程时间长，而且有可能因为电镀制程的缺失而无法确实地形成喷口。另外，公知通常是采用一个喷口板与个别喷墨印字头芯片分别接合，所以不但制程时间长，也会较常发生芯片与喷口板对位变异的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，以解决通孔定位困难的问题。
本发明的再一目的是提供一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，可提高通孔定位的准确度，进而提高合格率。
本发明的另一目的是提供一种喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，可较快且确实地形成喷口，并增进芯片与喷口板的对位。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所披露的技术特征中得到近一步的了解。
基于上述其中的一个或部份或全部目的或其它目的，本发明提出一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，包括先提供喷墨印字头芯片，其具有正面与相对的背面。然后依次进行第一处理制程与第二处理制程。第一处理制程包括于喷墨印字头芯片的正面上覆盖感光材料层，再对感光材料层进行曝光，以定义第一图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案，再以感光材料图案为掩膜(mask)，利用感应耦合式等离子体(inductivelycoupled plasma，ICP)或干蚀刻(dry etching)制程来蚀刻正面，以形成至少一个凹处。之后所进行的第二处理制程则包括于喷墨印字头芯片的正面上覆盖另一感光材料层，并对这层感光材料层进行曝光，以定义第二图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案，再以第二感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体(ICP)蚀刻或干蚀刻制程蚀刻正面，以于凹处中形成通孔。
依照本发明的一实施例，上述喷墨印字头芯片的背面与各通孔的内面的夹角约为85-120度或钝角。
本发明提出一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，包括先提供喷墨印字头芯片，其具有正面与相对的背面。然后依次进行第一处理制程与第二处理制程。第一处理制程包括于喷墨印字头芯片的背面上覆盖感光材料层，再对感光材料层进行曝光，以定义第一图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案，再以感光材料图案为掩膜(mask)，利用感应耦合式等离子体(inductively coupled plasma，ICP)或干蚀刻(dry etching)制程来蚀刻背面，以形成至少一个凹处。之后所进行的第二处理制程则包括于喷墨印字头芯片的背面上覆盖另一感光材料层，并对这层感光材料层进行曝光，以定义第二图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案，再以第二感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体(ICP)蚀刻或干蚀刻制程蚀刻背面，以于凹处中形成通孔。依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述喷墨印字头芯片的正面与各通孔的内面的夹角约为95-120度。
依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述于喷墨印字头芯片上覆盖第一感光材料层的步骤包括于喷墨印字头芯片上覆盖厚度在0.5μm以上的感光材料。依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述于喷墨印字头芯片上覆盖第二感光材料层的步骤包括于喷墨印字头芯片上覆盖厚度在4μm以上的感光材料。依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述于第一处理制程后与第二处理制程前还包括去除第一感光材料图案，且于第二处理制程后还包括去除第二感光材料图案。
依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述于第二处理制程后还包括去除第一以及第二感光材料图案。
依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述凹处的深度为0.1μm～100μm。
依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述通孔的深度为575μm～675μm。
依照本发明的较佳实施例所述的制造方法，上述凹处与通孔的单边宽度差的可用范围在0.5μm以上。凹处与通孔的深度比则约在1/2000～1999/2000之间。
本发明另提出一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，包括先提供喷墨印字头芯片，其具有第一表面与相对的第二表面。然后依次进行第一处理制程与第二处理制程。第一处理制程包括于喷墨印字头芯片的第一表面上覆盖感光材料层，再对感光材料层进行曝光，以定义第一图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案，再以感光材料图案为掩膜(mask)，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程来蚀刻第一表面，以形成至少一个凹处。之后所进行的第二处理制程则包括于喷墨印字头芯片的第二表面上覆盖另一感光材料层，并对这层感光材料层进行曝光，以定义第二图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案，再以第二感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体(ICP)蚀刻或干蚀刻制程蚀刻第二表面，以于凹处中形成通孔，其中喷墨印字头芯片的第一表面与通孔的内面的夹角为95-120度。
本发明再提供一种喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，包括提供基板，其具有第一表面与相对的第二表面。然后依次进行第一处理制程与第二处理制程。第一处理制程包括于基板的第一表面上覆盖感光材料层，再对感光材料层进行曝光，以定义第一图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案，再以感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程来蚀刻第一表面，以形成至少一个凹处。之后所进行的第二处理制程则包括于基板的第一表面上覆盖另一感光材料层，并对这层感光材料层进行曝光，以定义第二图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案，再以第二感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体(ICP)蚀刻或干蚀刻制程蚀刻第一表面，以于凹处中形成喷口。
于一实施例中，上述基板的第二表面与各喷口的内面的夹角约为80-120度或钝角。
本发明又提出一种喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，包括提供基板，其具有第一表面与相对的第二表面。然后依次进行第一处理制程与第二处理制程。第一处理制程包括于基板的第一表面上覆盖感光材料层，再对感光材料层进行曝光，以定义第一图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案，再以感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程来蚀刻第一表面，以形成至少一个凹处。之后所进行的第二处理制程则包括于基板的第二表面上覆盖另一感光材料层，并对这层感光材料层进行曝光，以定义第二图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案，再以第二感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体(ICP)蚀刻或干蚀刻制程蚀刻第二表面，以于凹处中形成喷口，其中基板的第一表面与各喷口的内面的夹角约为80-120度。
于本发明的实施例中，上述进行曝光的步骤包括使用对准器、步进机或扫描仪进行曝光。而于基板上覆盖感光材料层的步骤包括旋涂或层压或喷涂。此外，于基板上覆盖的感光材料层厚度约在0.5～100μm。而上述基板的厚度约在10～200μm之间。喷口的直径则约在10～80μm。另外，在形成喷口后，还包含去除感光材料图案的步骤。其中，凹处与喷口的深度比在1/400～399/400之间。
本发明又提出一种喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，包括先提供基板。然后，进行步骤a)于基板上覆盖感光材料层，步骤b)对感光材料层进行曝光，以定义一图案，步骤c)对曝光后的感光材料层进行显影，以形成感光材料图案，步骤d)以感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻部分基板，以形成一凹处。接着，重复上述步骤a)～d)一次，以于凹处中形成至少一个喷口，其中凹处与喷口的深度比在1/400～399/400之间。
于另一实施例中，基板厚度约在10～200μm之间。其中，步骤d)中的干蚀刻制程包括反应性离子蚀刻，步骤b)包括使用对准器、步进机或扫描仪对感光材料层进行曝光，步骤a)包括以旋涂或层压或喷涂的方式于基板上覆盖感光材料层。而步骤a)包括于基板上覆盖厚度在0.5μm以上的感光材料层。
于另一实施例中，喷口的内面与的第二表面的夹角在80～120度或为钝角。另外，在形成喷口后，还包含去除感光材料图案的步骤。
本发明因为是利用光刻(Lithography)蚀刻的方式，所以可提高开孔定位的准确度，还能够减少孔与孔间的变异，而提高合格率。此外，用感应耦合式等离子体与干蚀刻制程还可减少碎屑(chipping)或晶裂的产生，以便增进喷墨特性。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。须说明的是，本发明各实施例的说明是参考所附附图，用以说明本发明可用以实施的特定实施例。因此，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「左」、「右」等，仅是参考附加附图的方向。本发明所披露的喷墨印头可以任意摆置，因此使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。
图1是一种公知的喷墨印字头的立体结构示意图。
图2A～图2J是依照本发明的一实施例的一种喷墨印字头芯片通孔的制造流程剖面示意图。
图3A～图3D是接续图2E之后形成喷墨印字头芯片通孔的制造流程剖面示意图。
图4为依照本发明的另一实施例的喷墨印字头芯片通孔的制造流程步骤图。
图5为依照本发明的又一实施例的喷墨印字头装置的喷口板的制造流程步骤图。
图6是依照图5的步骤形成的一种喷口板的剖面示意图。
图7是依照图5的步骤形成的另一种喷口板的剖面示意图。
主要元件标记说明20、110喷墨印字头芯片100喷墨印字头112表面114、272通孔116加热装置120墨室层122墨水流道124墨水室130喷口板132、604、704喷口200a、600a、700a第一表面200b、600b、700b第二表面
202基板204隔离结构206介电层208氧化层210加热装置212电阻层214导体层218钝化层220穴层230、230a、232、232a、332、332a感光材料层230b、232b、332b感光材料图案240、242、342曝光250、252、352显影260、262、362、610、710感应耦合式等离子体或干蚀刻制程270、602、702凹处400～412、500～512步骤600、700基板W1、W2宽度差D1、D2深度具体实施方式
图2A～图2J是依照本发明的一实施例的一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔(through hole)的制造流程剖面示意图。
请参照图2A，本实施例先提供喷墨印字头芯片(printheadchip)20，其具有第一表面200a与相对的第二表面200b，且喷墨印字头芯片20的厚度例如约200～800μm(微米)。如本图所示，第一表面200a可以是喷墨印字头芯片20的正面，其上形成有加热装置等装置，或者第一表面200a也可以是喷墨印字头芯片20的背面，应看后续对喷墨印字头芯片20进行蚀刻时是对哪一个面开始蚀刻；也就是说，「第一表面」代表喷墨印字头芯片20被开始蚀刻的那一面，反之则为「第二表面」。另外，「第一表面」也可以是喷墨印字头芯片20具有加热装置等装置的正面，反之「第二表面」可以看作喷墨印字头芯片20的背面。
请继续参照图2A，举例来说，喷墨印字头芯片20通常可包括有基板202及依次形成于基板202上的隔离结构204、介电层206、氧化层208和加热装置210，其中隔离结构(isolation structure)204例如是场氧化层(field oxide layer)、介电层(dielectric layer)206例如是磷硅玻璃(phosphosilicate glass，PSG)或硼磷硅玻璃(borophosphosilicateglass，BPSG)、氧化层208例如是等离子体增强式氧化层(plasma-enhanced oxide，PEOX)或低压成形氧化层(low pressureoxide，LPOX)。电阻层212位于介电层206上，导体层214位于电阻层212上且暴露出一加热区域而形成加热装置210。电阻层212的材质则可包括TaAl、TaN或掺杂多晶硅，或其它本发明所属技术领域的技术人员所知的可用于喷墨印字头加热装置的材料。此外，喷墨印字头芯片还可包括覆盖电阻层212和导体层214的钝化层(passivationlayer)218例如包括SiN层、SiC层或SiN与SiC的叠层，用以防止墨水对其底下各层结构产生腐蚀反应。在加热区域上方的钝化层218上还可包括一层穴层(cavitation layer)220，而穴层220的材质例如是Ta、W或Mo。
请参照图2B，于喷墨印字头芯片20的第一表面200a上覆盖第一感光材料层230，且其方法可以采用旋涂(spin coating)或层压(laminating)或喷涂(spray coating)或其它所属技术领域的技术人员已知的涂布法，而感光材料层230可以例如是压克力、环氧(epoxy)、聚酰亚胺(polyimide)、聚酯(polyester)。其中，于喷墨印字头芯片20上所覆盖的第一感光材料层230的厚度例如约0.5μm以上。
之后，请参照图2C，对感光材料层230(请见图2B)进行第一次曝光240，以定义第一图案230b，且第一感光材料层230a因为受到光的影响而使其化学成分产生变化。在上述曝光步骤中，可使用对准器(aligner)、步进机(stepper)或扫描仪(scanner)。
接着，请参照图2D，对曝光后的第一感光材料层230a与230b进行第一次显影250，以形成第一感光材料图案230b。
随后，请参照图2E，以第一感光材料图案230b为掩膜(mask)，利用感应耦合式等离子体(inductively coupled plasma，ICP)或是干蚀刻制程(dry etching process)260蚀刻喷墨印字头芯片20，以形成凹处270，其中上述干蚀刻制程例如是反应性离子蚀刻(reactive ionetching，RIE)或其它适合的干蚀刻。凹处270的形成可如本图所示，是一直将钝化层218、介电层206与氧化层208蚀穿而停在氧化层208上；当然，也可依照实际制程或结构的需求，而在基板202以外的喷墨印字头芯片20的各层结构上形成凹处270，或蚀刻至基板202的一部份。
然后，请参照图2F，可在此时去除第一感光材料图案230b，或者等最后形成通孔再去除。接着，于喷墨印字头芯片20的第一表面200a上再覆盖第二感光材料层232，其方法如上述，且第二感光材料层232的厚度例如是在4μm以上。
之后，请参照图2G，对第二感光材料层232(请见图2F)进行曝光242，以定义第二图案232b，且第二感光材料层232a因为受到光的影响而使其化学成分产生变化。在曝光时，可用图2C所述的各种机器来进行曝光。
接着，请参照图2H，对曝光后的第二感光材料层232a与232b进行显影252，以形成感光材料图案232b。
随后，请参照图2I，以感光材料图案232b为掩膜，利用感应耦合式等离子体蚀刻或干蚀刻制程262蚀刻第一表面200a，以形成通孔272，其中夹角a例如约在85～120度或为钝角。虽然图2I仅显示一个通孔272，但是本发明所属技术领域的技术人员应知一般的喷墨印字头可具有多个通孔。通过上述方法所形成的通孔272宽度例如是5～1000μm。
之后，请继续参照图2J，可去除第二感光材料图案232b，而且如果第一感光材料图案230b尚未被去除，则此时可将第一与第二感光材料图案230b和232b一起去除。上述凹处270与通孔272的单边宽度差W1与W2的可用范围在0.5μm以上，且较佳是在10μm～20μm之间。图2J中的凹处270的深度D1例如约为0.1μm～100μm、通孔272的深度D2例如约为575μm～675μm。凹处270与通孔272的深度比(即，凹处的深度/通孔的深度)在1/2000～1999/2000之间，所以当深度越大时，前述感光材料层的厚度就要越厚。
此外，凹处和通孔也可以选择从不同的表面分别形成。举例来说，利用上述图2A至图2E的步骤形成凹处270之后，可接续下面的图3A至图3D。
图3A～图3D是接续图2E之后形成喷墨印字头芯片通孔的制造流程剖面示意图。
请参照图3A，可在此时去除第一感光材料图案230b，或者等最后形成通孔后再去除。接着，于喷墨印字头芯片20的第二表面200b上覆盖第二感光材料层332，其方法如上述，且第二感光材料层332的厚度例如是在4μm以上(图3A中332所示的厚度仅为示意，用以说明在200b上有覆盖第二感光材料层332)。
之后，请参照图3B，对第二感光材料层232(请见图3A)进行曝光342，以定义出第二图案332b，且第二感光材料层332a因为受到光的影响而使其化学成分产生变化。在曝光时，可用图2C所述的各种机器来进行曝光。
接着，请参照图3C，对曝光后的第二感光材料层332a与332b进行显影352，以形成感光材料图案332b。
随后，请参照图3D，以感光材料图案332b为掩膜，利用感应耦合式等离子体蚀刻或干蚀刻制程362蚀刻第二表面200b，以形成通孔372，其中通孔372的内面与第一表面200a的夹角a约在95～120度。之后可去除第二感光材料图案332b，而且如果第一感光材料图案230b尚未被去除，则此时可将第一与第二感光材料图案230b和332b一起去除。而在图3D中的凹处270与通孔372的尺寸(深度、宽度…等)可参照本发明的其它实施例。
图4为依照本发明的另一实施例的喷墨印字头芯片通孔的制造流程步骤图。
请参照图4，于步骤400中，提供喷墨印字头芯片，喷墨印字头芯片的厚度约为200～800μm。
接着，于步骤402a中，于喷墨印字头芯片上覆盖感光材料层，其步骤例如包括于喷墨印字头芯片上覆盖厚度在约0.5μm以上的感光材料。
之后，于步骤404a中，对感光材料层进行曝光，以定义一图案，如后续形成的通孔的图案。进行曝光所使用的机器例如对准器、步进机或扫描仪。
然后，进行步骤406a，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成感光材料图案。
随后，于步骤408a中，以感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体(ICP)或干蚀刻制程蚀刻部分喷墨印字头芯片，其中干蚀刻制程例如是反应性离子蚀刻或其它适合的干蚀刻。
接着，可进行与上述步骤402a至步骤408a相同的步骤402b～408b，直到步骤410，形成通孔，且通孔的宽度在5～1000μm，且通孔的深宽比(亦即深度除以宽度的比值)则在0.4～100之间，较佳则在1.05～2.25之间。在进行上述步骤402b时，于喷墨印字头芯片上需覆盖厚度在约4μm以上的感光材料。而于步骤408a和408b中可以依照所需选择(1)都是用感应耦合式等离子体(ICP)进行蚀刻、(2)先用干蚀刻制程再用感应耦合式等离子体(ICP)或是(3)先用感应耦合式等离子体(ICP)再用干蚀刻制程(亦即蚀刻部分喷墨印字头芯片和形成通孔都是采用感应耦合式等离子体方式进行，或蚀刻部分喷墨印字头芯片是采用感应耦合式等离子体方式进行而形成通孔是采用干蚀刻制程，或蚀刻部分喷墨印字头芯片是采用干蚀刻制程进行而形成通孔是采用感应耦合式等离子体方式)。然后，于步骤412中，去除上述感光材料图案。
图5为依照本发明的又一实施例的喷墨印字头装置的喷口板的制造流程步骤图。
请参照图5，于步骤500中，先提供基板，其厚度约在10～200μm之间，且基板可以是硅芯圆(silicon wafer)。
接着，于步骤502a中，于基板上覆盖感光材料层，其步骤例如包括于基板上覆盖厚度在0.5～100μm的感光材料层，其步骤包括旋涂或层压或喷涂。
之后，于步骤504a中，对感光材料层进行曝光，以定义一图案，如后续形成的喷口的图案。进行曝光所使用的机器如前一实施例。
然后，进行步骤506a，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成感光材料图案。
随后，于步骤508a中，以感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体(ICP)或干蚀刻制程蚀刻部分基板，以形成凹处。其中，干蚀刻制程例如是反应性离子蚀刻或其它适合的干蚀刻。
接着，可进行与上述步骤502a至步骤508a相同的步骤502b～508b，直到步骤510，形成喷口，而完成喷墨印字头装置的喷口板的制造，其中凹处与喷口的深度比例如是在1/400～399/400之间。其中每一个喷口的直径例如是10～80μm。然后，可进行步骤512，去除感光材料图案；抑或对感光材料图案作后续的处理。用于形成凹处的感光材料图案，可以在形成凹处后去除掉，亦可以在形成喷口后，再与以一并去除。
之后，可以将整片硅芯圆喷口板以芯圆接合(wafer bonding)的方式结合于在含有喷墨印字头芯片的芯圆(wafer)上；另一方面，本发明也可以先将未制造出喷口的硅芯圆以芯圆接合(wafer bonding)方式结合于含有喷墨印字头芯片的芯圆上，再利用前述感应耦合式等离子体制造喷口。
图6是按照图5的步骤形成的一种喷口板的剖面示意图。请参照图6，如果是先在第一表面600a形成凹处602，再利用感应耦合式等离子体(ICP)610朝向基板600的第一表面600a蚀刻，则形成的喷口604的内面与相对于第一表面600a的第二表面600b的夹角a例如在80～120度或为钝角。其中凹处602与喷口604的深度比例如是在1/400～399/400之间。
图7则是按照图5的步骤形成的另一种喷口板的剖面示意图。请参照图7，如果是先在第一表面700a形成凹处702，再利用感应耦合式等离子体(ICP)710由相对第一表面700a的第二表面700b朝向基板700的第一表面700a蚀刻，则形成的喷口704的内面与第一表面700a的夹角a则约在80～120度。其中凹处702与喷口704的深度比例如是在1/400～399/400之间。
另外，前述各实施例中所描述的凹处的形成步骤，均可同时应用于制造喷墨印字头装置中的其它各个部份的形成，例如流道(channel)或墨水室(ink chamber)。
因此，这个制造喷口板的实施例与公知采用电镀形成喷口的方式相比要快，且喷口可以确实地形成。此外，将芯片接合在含有喷墨印字头芯片的芯圆上，与公知采用一个喷口板与一个喷墨印字头芯片分别接合相比，可减少制程时间，且可减少每一个芯片与喷口板结合时的对位变异。另外，本发明利用感应耦合式等离子体(ICP)以及/或是干蚀刻制程来形成喷墨印字头芯片的通孔，所以能够获得比公知采用喷砂方式所形成的通孔更优异的开孔定位精确度，并因此而减少孔与孔之间的变异，进而提高合格率。此外，本发明也因为利用光刻蚀刻的方式制造通孔，因而减少碎屑(chipping)或晶裂的产生、增进喷墨特性。另一方面采用两次蚀刻方式以形成通孔可减少每一层次感光材料的厚度，避免感光材料太厚而影响后续去除感光材料作业的合格率。另外，本发明还可控制通孔的内面与感应耦合式等离子体(ICP)从喷墨印字头芯片出射的那一面的夹角，例如控制该夹角为钝角，以便改善供墨(墨水流进或流出通孔的流畅性)情形。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。例如本发明不限于热泡式的喷墨技术，同样亦可适用于压电式喷墨技术或其它喷墨技术。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜索用，并非用来限制本发明的保护范围。
权利要求
1.一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是包括提供喷墨印字头芯片，该喷墨印字头芯片具有正面与相对的背面；进行第一处理制程，包括于该喷墨印字头芯片的该正面上覆盖第一感光材料层；对该第一感光材料层进行曝光，以定义第一图案；对曝光后的该第一感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案；以该第一感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻该正面，以形成至少一个凹处；以及进行第二处理制程，包括于该喷墨印字头芯片的该正面上覆盖第二感光材料层；对该第二感光材料层进行曝光，以定义第二图案；对曝光后的该第二感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案；以该第二感光材料图案为掩膜，利用该感应耦合式等离子体蚀刻或该干蚀刻制程蚀刻该正面，以于该凹处中形成至少一个通孔。
2.一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是包括提供喷墨印字头芯片，该喷墨印字头芯片具有正面与相对的背面；进行第一处理制程，包括于该喷墨印字头芯片的该背面上覆盖第一感光材料层；对该第一感光材料层进行曝光，以定义第一图案；对曝光后的该第一感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案；以该第一感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻该背面，以形成至少一个凹处；以及进行第二处理制程，包括于该喷墨印字头芯片的该背面上覆盖第二感光材料层；对该第二感光材料层进行曝光，以定义第二图案；对曝光后的该第二感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案；以该第二感光材料图案为掩膜，利用该感应耦合式等离子体蚀刻或该干蚀刻制程蚀刻该背面，以于该凹处中形成至少一个通孔，其中该通孔的内面与该正面的夹角为95度～120度。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该干蚀刻制程包括反应性离子蚀刻。
4.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是进行曝光的步骤包括使用对准器、步进机或扫描仪。
5.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该喷墨印字头芯片上覆盖该第一感光材料层或该第二感光材料层的步骤包括旋涂或层压或喷涂。
6.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该喷墨印字头芯片上覆盖该第一感光材料层的步骤包括于该喷墨印字头芯片上覆盖厚度在0.5μm以上的感光材料。
7.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该喷墨印字头芯片上覆盖该第二感光材料层的步骤包括于该喷墨印字头芯片上覆盖厚度在4μm以上的感光材料。
8.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该第一处理制程后与该第二处理制程前，还包括去除该第一感光材料图案。
9.根据权利要求8所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该第二处理制程后还包括去除该第二感光材料图案。
10.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该第二处理制程后还包括去除该第一感光材料图案以及该第二感光材料图案。
11.根据权利要求1所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该喷墨印字头芯片的该背面与该通孔的内面的夹角为85度～120度。
12.根据权利要求1所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该喷墨印字头芯片的该正面与该通孔的内面的夹角为钝角。
13.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该喷墨印字头芯片的厚度为200～800μm。
14.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该凹处的深度为0.1μm～100μm。
15.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该通孔的深度为575μm～675μm。
16.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该通孔的宽度为5～1000μm。
17.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该凹处与该通孔的单边宽度差的可用范围在0.5μm以上。
18.根据权利要求1或2所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该凹处与该通孔的深度比在1/2000～1999/2000之间。
19.一种喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是包括提供喷墨印字头芯片，该喷墨印字头芯片具有第一表面与相对的第二表面；进行第一处理制程，包括于该喷墨印字头芯片的该第一表面上覆盖第一感光材料层；对该第一感光材料层进行曝光，以定义第一图案；对曝光后的该第一感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案；以该第一感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻该第一表面，以形成至少一个凹处；以及进行第二处理制程，包括于该喷墨印字头芯片的该第二表面上覆盖第二感光材料层；对该第二感光材料层进行曝光，以定义第二图案；对曝光后的该第二感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案；以该第二感光材料图案为掩膜，利用该感应耦合式等离子体蚀刻或该干蚀刻制程蚀刻该第二表面，以于该凹处中形成至少一个通孔，其中该通孔的内面与该第一表面的夹角为95度-120度。
20.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该干蚀刻制程包括反应性离子蚀刻。
21.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是进行曝光的步骤包括使用对准器、步进机或扫描仪。
22.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该喷墨印字头芯片上覆盖该第一感光材料层或该第二感光材料层的步骤包括旋涂或层压或喷涂。
23.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该喷墨印字头芯片上覆盖该第一感光材料层的步骤包括于该喷墨印字头芯片上覆盖厚度在0.5μm以上的感光材料。
24.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该喷墨印字头芯片上覆盖该第二感光材料层的步骤包括于该喷墨印字头芯片上覆盖厚度在4μm以上的感光材料。
25.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该第一处理制程后与该第二处理制程前，还包括去除该第一感光材料图案。
26.根据权利要求25所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该第二处理制程后还包括去除该第二感光材料图案。
27.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是于该第二处理制程后还包括去除该第一感光材料图案以及该第二感光材料图案。
28.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该喷墨印字头芯片的厚度为200～800μm。
29.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该凹处的深度为0.1μm～100μm。
30.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该通孔的深度为575μm～675μm。
31.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该通孔的宽度为5～1000μm。
32.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该凹处与该通孔的单边宽度差的可用范围在0.5μm以上。
33.根据权利要求19所述的喷墨印字头装置的喷墨印字头芯片通孔的制造方法，其特征是该凹处与该通孔的深度比在1/2000～1999/2000之间。
34.一种喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是包括提供基板，该基板具有第一表面与相对的第二表面；进行第一处理制程，包括于该基板的该第一表面上覆盖第一感光材料层；对该第一感光材料层进行曝光，以定义第一图案；对曝光后的该第一感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案；以该第一感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻该第一表面，以形成至少一个凹处；以及进行第二处理制程，包括于该基板的该第一表面上覆盖第二感光材料层；对该第二感光材料层进行曝光，以定义第二图案；对曝光后的该第二感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案；以该第二感光材料图案为掩膜，利用该感应耦合式等离子体蚀刻或该干蚀刻制程蚀刻该第一表面，以于该凹处中形成至少一个喷口。
35.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是对该感光材料层进行曝光的步骤包括使用对准器、步进机或扫描仪进行曝光。
36.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是于该基板上覆盖该感光材料层的步骤包括旋涂或层压或喷涂。
37.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该基板的该第二表面与该喷口的内面的夹角为80度～120度。
38.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该基板的该第二表面与该喷口的内面的夹角为钝角。
39.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是于该基板上覆盖该感光材料层的步骤包括于该基板上覆盖厚度在0.5～100μm的该感光材料层。
40.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该基板的厚度在10～200μm之间。
41.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该喷口的直径在10～80μm。
42.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是在形成该喷口后，还包含去除该感光材料图案。
43.根据权利要求34所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该凹处与该喷口的深度比在1/400～399/400之间。
44.一种喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是包括提供基板，该基板具有第一表面与相对的第二表面；进行第一处理制程，包括于该基板的该第一表面上覆盖第一感光材料层；对该第一感光材料层进行曝光，以定义第一图案；对曝光后的该第一感光材料层进行显影，以形成第一感光材料图案；以该第一感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻该第一表面，以形成至少一个凹处；以及进行第二处理制程，包括于该基板的该第二表面上覆盖第二感光材料层；对该第二感光材料层进行曝光，以定义第二图案；对曝光后的该第二感光材料层进行显影，以形成第二感光材料图案；以该第二感光材料图案为掩膜，利用该感应耦合式等离子体蚀刻或该干蚀刻制程蚀刻该第二表面，以于该凹处中形成至少一个喷口，其中该喷口的内面与该第一表面的夹角为80度～120度。
45.根据权利要求44所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是对该感光材料层进行曝光的步骤包括使用对准器、步进机或扫描仪进行曝光。
46.根据权利要求44所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是于该基板上覆盖该感光材料层的步骤包括旋涂或层压或喷涂。
47.根据权利要求44所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是于该基板上覆盖该感光材料层的步骤包括于该基板上覆盖厚度在0.5～100μm的该感光材料层。
48.根据权利要求44所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该基板的厚度在10～200μm之间。
49.根据权利要求44所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该喷口的直径在10～80μm。
50.根据权利要求44所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是在形成该喷口后，还包含去除该感光材料图案。
51.根据权利要求44所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该凹处与该喷口的深度比在1/400～399/400之间。
52.一种喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是包括提供基板；a)于该基板上覆盖感光材料层；b)对该感光材料层进行曝光，以定义一图案；c)对曝光后的该感光材料层进行显影，以形成感光材料图案；d)以该感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻部分该基板，以形成至少一个凹处；以及重复步骤a)～d)一次，以蚀刻部分该基板并于该凹处中形成至少一个喷口，其中该凹处与该喷口的深度比在1/400～399/400之间。
53.根据权利要求52所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是在形成该喷口后，还包含去除该感光材料图案。
54.根据权利要求52所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是步骤d)中的该干蚀刻制程包括反应性离子蚀刻。
55.根据权利要求52所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是步骤b)包括使用对准器、步进机或扫描仪对该感光材料层进行曝光。
56.根据权利要求52所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是步骤a)包括以旋涂或层压或喷涂的方式于该基板上覆盖该感光材料层。
57.根据权利要求52所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是步骤a)包括于该基板上覆盖厚度在0.5μm以上的该感光材料层。
58.根据权利要求52所述的喷墨印字头装置的喷口板的制造方法，其特征是该基板的厚度为10～200μm。
全文摘要
一种喷墨印字头装置中的喷墨印字头芯片(printhead chip)通孔的制造方法。提供喷墨印字头芯片，其具有第一表面与相对的第二表面。然后依次进行第一与第二处理制程，其中这两道处理制程都是先在上述第一表面上覆盖感光材料层。之后，进行曝光，以定义一图案。接着，对曝光后的感光材料层进行显影，以形成感光材料图案，并以此感光材料图案为掩膜，利用感应耦合式等离子体或干蚀刻制程蚀刻上述喷墨印字头芯片的第一表面，以便先形成至少一个凹处，再于凹处中形成通孔。
文档编号B41J2/14GK1903578SQ2005100871
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者李致淳, 胡瑞华 申请人:国际联合科技股份有限公司