专利名称：喷墨打印头及其制造方法
技术领域：
本发明总的发明构思涉及一种喷墨打印头及其制造方法，更M地涉及一种具
有提供在衬底^i殳置在该衬底上的流动通道层(flow channel layer)之间的粘合层的 喷墨打印头及其制it^法。
背景技术：
喷墨打印头是一种通过在记录纸张上的所需位置上喷射墨滴而形成图像的装 置。喷墨打印头通常包括衬底，在其表面上设置有用于墨水喷射的喷射压力产生 元件；以及流动通it^，其设置在衬底上并形成墨水通道。钝化层可以设置在衬底 上以保护喷射压力产生元件。此钝化层典型地由包含有才/U圭(silicone)的无才a4勿制成。
流动通*和衬底(或钝化层)之间的接触面是具有不同特性的材料接触的分 界面。4妾触面具有差的剐-久性。因此，^^层设置在衬底和流动通ii^之间以增大 结合力，示例在日本专利申请公开No. 11-348290中提供。
以上识别的喷墨打印头涉Ait过其间的由聚醚St^ (polyether amide)树脂制成 的粘合层结合到衬底上的液体通道形成构件。由聚S^^树脂制成的粘合层通过以 下工艺形成。fMS5t^树脂通过旋涂法涂布在衬底上，用作蚀刻掩模的^f丈抗蚀剂 图案在聚醚i^层上形成。接着，粘合层通过由02等离子体灰^i吏im^^层图 案化而形成，用作掩模的itf丈抗蚀剂图案被去除。
然而，上述的喷墨打印头具有由于如此复杂的制造工艺引起的低生产率的问 题，该复杂的制造工艺包括光刻工艺(用于通过图案化聚醚,层形成粘合层)、 蚀刻工艺和M抗蚀剂去除工艺。jH^卜，由于进行这些工艺需要大量的设备，投资 和维护费用增加并导致大的经济负担。
发明内容
本发明总的发明构,^是^"~种喷墨41印头及其制針法，该制it^法被改进从 而简化了净給层形成工艺。
本发明总的发明构思的附加的方面和/或应用将在下面的描述中部分地阐明并 部分:^/人描述中变得明显，或可以通it^发明总的发明构思的实践而习知。
头而实现，该喷墨打印头包括衬底；设置在衬底上的流动通it^;以及^^层， 设置在衬底和流动通ii^之间，^^层由具有感光特性的硅改'法树脂制成。
硅改性树脂包括硅改性聚録胺树脂(silicone modified polyimide resin )。
津i^^层通过it^工艺形成。
本发明总的发明构思的前述和/或其它方面和应用也可以通过提供一种制造喷 墨打印头的方法而实现，该方法包括制备设置有喷射压力产生元件以喷射墨水的 衬底；在衬底上形成由硅改性^JE胺树脂制成的粘合层；以4津i^层上形成流 动通iM以限定墨水通道。
^^层的形成可以包括在衬底上涂布硅改性 ￡胺树脂溶液；通过/A^布 的硅改性^E胺树脂溶液中蒸发掉溶剂来形^/圭改性^E胺树脂层；以及图案 ^5圭改性 亚胺树脂层。
硅改性微亚胺树脂层的图案化可以通过^'J工艺进行。
本发明总的发明构思的前述和/或其它方面和应用也可以通过提供一种制造喷 墨打印头的方法来实现，该方法包括制备设置有热量产生层以加热墨水的村底； 通过光刻工艺，^^]具有感光持性的硅改'性树脂在衬底上形成津給层；以^it过光 刻工艺在粘合层上形成流动通it^以限定墨水通道。
硅改〗勤对脂可以包括硅改性聚Sfct胺树脂。
本发明总的发明构思的前述和/或其它方面和效用也可以通过提供一种喷墨打 印头来实现，该喷墨打印头包括钝化层；流动通道层；以及津給层，其设置在钝 化层和流动通it^之间并与它们接触，粘合层由硅改性 ^胺树脂制成。
本发明总的发明构思的前述和/或其它方面和应用也可以通过提供一种制造喷 墨打印头的方法来实现，该方法包括形成钝化层和流动通道层；以及形成设置在 钝化层和流动通if^之间并与它们接触的硅改性树脂层。
硅改性树脂层的形成可以包括至少在钝化层上涂布硅改性聚酰亚胺树脂溶 液；通过/人涂布的硅改性聚酰亚胺树脂溶液中蒸发溶剂形成硅改性聚酰亚胺树脂 层；以及图案^^圭改性 3￡胺树脂层。
从下面实施例的描述并结合附图，本发明总的发明构思的实施例的这些和/或其
它方面和应用将变得明显和更容易理解，附图中
图1是示出根据本发明总的发明构思的实施例的喷墨打印头的截面图2到11是示出根据本发明总的发明构思的实施例的制造喷墨打印头的方法
的视图12是示出根据本发明总的发明构思的实施例的喷墨打印头的制造方法的流程图。
具体实施例方式
现在将详细地参照本发明总的发明构思的示范性实施例，其示例在附图中示 出，其中相同的附图标^it篇指代湘同的元件。为了通过参照附图解释本发明总的 发明构思，实施例在下面描述。
图1是示出根据本发明总的发明构思的实施例的喷墨打印头的截面图。 参照图1,在实施例中，喷墨打印头可以是电热型喷墨打印头，其利用热源在 墨水中产生气泡并通过气泡的膨胀力将墨滴喷出。如图1所示，此实施例的喷墨打 印头包括衬底10,热量产生层11设置在衬底10上作为用于墨水喷射的喷射压力产 生元件。电才及12、 4屯化层13和抗气穴层(anti-cavitation layer) 14i更置在热量产生 层11上。itl^卜，卩艮定墨7jc通道21的流动通道层20设置在衬底10上，形成用于墨 水喷射的喷嘴31的喷嘴层30设置在流动通道层20上。粘合层40设置在流动通道 层20和衬底10之间。粘合层40起到将流动通道层20稳定^ki吉合到衬底10上的 作用。
衬底10构造为硅晶片，形絲供墨410a,墨水通过该孑LA人墨7jq^诸单元(未 示出)提供。设置在衬底IO上的热量产生层11是典型的薄膜加热器，通过将来自 于电极12的电信号转换成热能来加热墨水。热量产生层11可以由^T属材料例如氮 ^!旦(TaN)或钽-铝(Ta-Al)制成。电极12设置在热量产生层11上，接4棘自典 型CMOS逻辑和功率晶体管的电信号，并将电信号传送到热量产生层11。热量存 储层15可以设置在热量产生层11和村底IO之间，作为^^彖层并由萄/f^^寞构成。 热量^f诸层15起到防止热量产生层11产生的热量逸出到衬底10的作用。
钝化层13设置在热量产生层11和电极12上并与它们接触，以保护热量产生 层11和电极12。钝化层13可以由具有良好乡&彖特性和传热效率的氮化硅(SiN) 膜构成。抗气穴层14可以设置在钝化层13上，在与喷嘴31相对应的位置。抗气 穴层14防止热量产生层11由于气穴力而断裂，气穴力在由热量形成的气泡收缩时 产生。
流动通道层20限定连^^墨4L 10a和喷嘴31的墨水通道21。每个墨水通道 21具有其中填充墨水的墨水腔21a以及连4緣墨孔10a和墨7K腔21a的限流器21b。 ^^层40可以由具有感光特性的硅改性树脂制成，例如硅改性f^yE胺树脂。
例如丙烯酸树脂(acrylic resin )、聚氨酯树脂(urethane resin )、對旨树脂(polyester resin )、聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)和聚綠胺树脂，它们与有积3圭聚合 在一起。硅改性^JE胺树脂是具有聚酰亚胺的热阻特性以及硅的柔性和粘性的材 料。硅改性 亚胺树脂不容易变形并与高温的墨水接触，并且能够有效防止流动 通it^20由于热膨胀系数不同而从衬底10 (或钝化层13)剥落。jH^卜，在本实施 例中，由于津i^层40只通过^/f]感iy^脂的it^工艺就可以被图案化，图案化粘 合层40的工艺可以被简化。
在下文中，将参照图2到11描述根据本发明总的发明构思的实施例的制造喷 墨打印头的方法。
如图2所示,制备在其前表面10b上i殳置有热量产生层11和电极12的衬底10。 热量产生层11可以通过賊射或化学^4目淀积在衬底10上;)^只热Pi^才料例如氮^la 或钽-45^r并使其图案化而形成。电极12可以通过濺射:;;^只具有足够的电导率的 金属材剩卡]如铝并使其图案化而形成。热量^f诸层15可以设置在热量产生层11和 衬底10之间。热量^f渚层15可以通过在高温下加热衬底10 (例如硅村底)的表面 而形成。
如图3所示，钝化层13在衬底10上形成，村底10上已经形成有热量产生层 11和电极12。钝化层13可以通过^^只具有良好绝缘特性和热传导特性的SiNx或 SiOx ^ff吏其图案化而形成。如图4所示，抗气穴层14在钝化层13上形成，并处于 与喷嘴31 (图1)相对应的位置。抗气穴层14可以通过^Li。、钽(Ta)并使其图案 化而形成。
如图5和6所示，粘合层40在衬底10上形成，^"底10上已经形成有热量产 生层11、电极12、钝化层13和抗气穴层14。津給层40使用具有感光特性的硅改 性 亚胺通过光刻工艺形成。珪改性，亚胺具有感光特性。因此，可以使用由 Shin Estu公司(日本)制造的型号为No.SPS-3750 2.0的产品，其与具有感光特性 的才杉f""fe使用。更M地，粘合层40可以通过下面的工艺形成。如图5所示， 硅改性^JE胺树脂40a通过旋涂法将硅改性^ilE胺树脂溶^^布在衬底10上 并蒸发掉溶剂而形成。接着，如图6所示，通过图案化硅改性f^yE胺树脂40a形 成^^层40。也才议，通过曝i^圭改性微亚胺树脂40a并利用弱碱性显影剂(例 如由AZ公司制造的300MF)去除未曝光部分，形成沣i^层40。此时，沣i^层40 被形成以覆盖计划沉积流动通道层20的预定区域。
如本实施例所述，喷墨打印头的制造工艺可以被简化，因为粘合层可以只通过 光刻工艺来形成而不需要进行其它复杂的工艺(例^^成额外的光致抗蚀剂图案以 图案化4'給层的工艺、蚀刻工艺、在图案化后去除i^丈抗蚀剂的工艺等)。
如图7所示，沟槽10c在衬底10的前表面上形成。沟槽10c具有引导供墨孔 10a规则地形成于衬底10的前表面附近的作用。沟槽10c可以通过干法蚀刻例如利 用等离子体的^离子蚀刻(REE)或喷砂处理形成。
如图8所示，流动通道层20通过光刻工艺在粘合层40上形成。尽管没有在附 图中示出，该工艺包4琉过旋涂法在衬底10上涂布负性M抗蚀剂、通过利用具 有墨水腔图案和限流器图案的光掩模曝光itl丈抗蚀剂层以及显影M抗蚀剂层以 选择'hii也去除没有曝光的iti丈抗蚀剂的步骤。从而，形成如图8所示的限定墨水通 道21 (图1)的流动通道层20。流动通道层20可以采用环氧树脂或f^胺树脂 形成。
如图9所示，形成牺牲层50以M衬底10的前表面和流动通道层20。牺牲层 50和流动通道层20的上表面通过化学积^ 光(CMP)工艺变平，从而流动通道 层20和牺牲层50具有相同的高度。由此，由于形^流动通道层20上的喷嘴层 30可以紧密地接触流动通it^20,打印头的耐久性^y是高，并且墨水通道21的形 状和尺寸可以被精确iW空制，从而改善了打印头的喷墨性能。牺牲层50可以通过 旋涂法涂布正性光致抗蚀剂而形成。因为当蚀刻衬底以形成供墨孔时，牺牲层50 暴露到蚀刻溶液中，牺牲层50可以由对蚀刻溶液具有强4^i元性的材料形成。
如图IO所示，^觜层30在平的牺牲层50和流动通道层20上形成。与流动通 道层20类似，喷嘴层30通过光刻工艺形成。也就是，在M抗蚀剂涂布在流动通 it^ 20上之后，光致抗蚀剂通过具有喷嘴图案的光掩才势皮曝光，并被显影以选择 地去除没有曝光的部分，从而形成如图10所示的具有喷嘴31的喷嘴层30。
如图11所示，蚀刻掩模60在衬底10的后表面10d上形成用于形成供墨孔。 在形成蚀刻掩模60以后，从后表面10d的被蚀刻掩4莫60暴露的区域蚀刻衬底10 直到暴露出沟槽10c，从而形成供墨HOa。
对其图案化而形:。、当蚀刻衬底io时r可以佳月适;批量生-^i湿法蚀刻法。在
这种情况下，可以佳月氢氧化钾(KOH)、氪氧化钠(NaOH)或四曱基氪氧化铵 (tetramethyl ammonium hydroxide, TMAH) 4乍为々虫凌寸i^液。
絲，通过从图11中示出的工件去除蚀刻掩模60和牺牲层50,完成图1中示
出的喷墨4r印头的制造。
图12是示出根据本发明总的发明构思的实施例的喷墨打印头的制造方法的流 程图。参照图12,在本实施例中，在步骤S121中，热量^f诸层15在衬底10的前 表面上形成。在步骤S122中，热量产生层11在热量^^诸层15上形成。在步骤S123 中，电极12在热量产生层11上形成。在步骤S124中，钝化层13在电极12和热 量产生层11上形成。在步骤S125中，抗气穴层14在钝化层13上的预定位置处形 成。在步骤S126中，粘合层40在钝化层13上形成，其中粘合层40例如通#钝 化层13和抗气穴层14上涂布硅改性f^E胺树脂溶液、蒸发掉其中的溶剂并图案 化硅改性聚^胺树脂层而形成。在步骤S127中，沟槽10c被形成为贯穿至少一 部分钝化层13、热量^(诸层15和衬底10的前表面。在步骤S128中，流动通ii^ 20在津給层40上形成。在步骤S129中，牺牲层50例如在至少衬底10的被沟槽 10c暴露的部分、钝化层13、抗气穴层14和流动通道层20的侧部上形成，从而流 动通道层20和牺牲层50的高;1^M目等。在步骤S130中，喷嘴层30在牺牲层50 和流动通if^ 20上形成。*觜31例如可以在,觜层30的与抗气穴层14的预定位 置相对应处形成。在步骤S131中，供墨4U0a通过蚀刻形成为贯穿衬底10的后表 面。在步骤S132中，牺牲层50^皮去除。
从以上所述变得明显，通过3^^层(利用具有良好粘附性、热阻^^口对墨水的 耐液性的硅改'^M脂形成)将流动通ii^稳定地结合在衬底上，根据本发明总的发 明构思的不同实施例的喷墨打印头可以增强耐久性。》M卜，由于形成*&^层的工艺 是筒单的，生产率可以被提高并且可以节约用于工艺设备的投资和维护费用。
尽管已经示出和描述了本发明总的发明构思的多个实施例，本领域技7pv员应 该理解，在这些实施例中可以作出改变而不背离本发明总的发明构思的原理和精 神，本发明总的发明构思的范围由所附的权利要求书及其等价物限定。
权利要求
1.一种喷墨打印头，包括:衬底；设置在所述衬底上的流动通道层；以及粘合层，设置在所述衬底和所述流动通道层之间，所述粘合层由具有感光特性的硅改性树脂制成。
2. 如权利要求1所述的喷墨4r印头，其中所述硅 文'hi^脂包括硅改性^y^胺树脂。
3. 如权利要求l所述的喷墨打印头，其中所i^'i^层通过i^'j工艺形成。
4. 一种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括 制备设置有喷射压力产生单元以喷射墨水的衬底； 在所述衬底上形成由硅改性 亚胺树脂制成的粘合层；以及 在所述^^层上形成流动通道层以P艮定墨水通道。
5. 如权利要求4所述的方法，其中所述4'^&^层的形成包括 在所述衬底上涂布硅改性聚te胺树脂溶液；通过从涂布的硅改性聚酰亚胺树脂溶液中蒸发掉溶剂来形成珪改性聚酰亚胺 树脂层；和图案化所述硅改l"生fM胺树脂层。
6. 如权利要求5所述的方法，其中所述硅改性聚 胺树脂层的所述图案化是 通过it^工艺进行。
7. —种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括 制备设置有热量产生层以加热墨水的衬底；通过光刻工艺，该月具有感光特性的硅改性树脂在所述衬底上形成粘合层；以及通过光刻工艺在所述^給层上形成流动通道层以限定墨7K通道。
8. 如权利要求7所述的方法，其中所述珪 文性树脂包括 硅改性 亚胺树脂。
9. 一种喷墨打印头，包括 钝化层；流动通ityir;以及#^层，其设置在所述钝化层和所述流动通iiJ:之间并与它们接触，所述津給 层由硅改性聚SfclE胺树脂制成。
10. —种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括 形成钝化层和流动通iiJ:;以及形成设置在所述钝化层和所述流动通it^之间并与它们接触的硅改性树脂层。
11. 如权利要求10所述的方法，其中所述硅改'^^脂层的形成包括 至少在所述钝化层上涂布硅改性^it胺树脂溶液；通过/A^布的硅 文性聚酰亚胺树脂溶液中蒸发掉溶剂形成硅改性聚酰亚胺树 脂层；以及图案化所述硅改性 3￡胺树脂层。
全文摘要
本发明公开了一种喷墨打印头及其制造方法，该制造方法被改进从而简化了粘合层形成工艺，喷墨打印头的粘合层由具有感光特性的硅改性树脂例如硅改性聚酰亚胺树脂制成。通过在衬底上涂布硅改性聚酰亚胺树脂溶液、通过从涂布的硅改性聚酰亚胺树脂溶液中蒸发掉溶剂形成硅改性聚酰亚胺树脂层以及图案化硅改性聚酰亚胺树脂层，可以形成粘合层。
文档编号B41J2/14GK101372171SQ200810171
公开日2009年2月25日 申请日期2008年4月15日 优先权日2007年6月7日
发明者朴性俊, 朴炳夏, 沈东植, 金敬镒 申请人:三星电子株式会社