专利名称：适用于喷墨头芯片的细窄供墨槽制造方法
技术领域：
本发明是关于一种制造方法，尤指一种适用于喷墨头芯片的细窄供墨槽制造 方法。
背景技术：
随着打印技术的发展与打印设备的进步，喷墨打印机(ink jet printer)的 功能日益强大，打印品质与效率也获得很大的提升，其中，供墨系统是喷墨打印 机中相当关键的核心之一，且喷墨头芯片的供墨槽品质还可以直接影响到打印效 果。
目前喷墨头芯片所使用的穿孔加工方法有许多方式，主要是以干蚀刻、湿蚀 刻、激光及微喷砂等加工方式来进行，其中湿蚀刻加工会出现等向性蚀刻轮廓的 问题，而干蚀刻与激光加工所使用的设备又较为昂贵，且生产效率较慢，故在成 本因素的考量下一般产业在大量生产时较多采用微喷砂方式来进行加工，而现行 用来进行芯片穿孔的微喷砂加工方式又可分为两种， 一种为精密单个供墨槽加工 模式，而另一种为全面式喷砂模式。
精密单个供墨槽加工模式是先行以电荷耦合元件(CCD)(未图示)于芯片11的 背面取像及设定定位点12(如图l(a)所示)，以运算出精密单个供墨槽13的位置 后，再加以喷砂方式贯穿，以形成一供墨槽13。此法可减少芯片11应力集中现 象的产生，相较于全面式喷砂也有较佳的供墨槽加工形状，且若单个供墨槽加工 出现问题时便可立即处理，也能避免整片供墨槽加工出现不良品，但是若供墨槽 的形状较长，例如单边长度大于lcm，则此加工方式便无法使用，且各种供墨槽 的形状是决定于制造喷嘴的尺寸，若喷嘴变形则喷出的供墨槽即为不良品，且一 旦各轴承出现误差，或于加工时喷砂的高压气体出现漂浮，则其所喷出的供墨槽 也属不良品，另外供墨槽与供墨槽间所需的移动时间较长，例如由图l(b)所示的 供墨槽14的位置移动至供墨槽15的位置，以致整体生产效率较慢，加上耗材损耗率较高，将使机台维护成本偏高。
至于，全面式喷砂则是先行以一种感光保护膜22贴于芯片21的表面上(如
图2(a)所示)，并运用半导体黄光曝光对位及显影技术于该感光保护膜22上完成 所需的供墨槽区域开口 23(如图2(b)所示)，以暴露出欲形成供墨槽的芯片21表 面，接着，再以全面式喷砂方式将所开出的供墨槽开口 23喷穿以形成如图2(c) 所示的多个供墨槽24。此做法的各种供墨槽的形状是决定于半导体黄光曝光对位 及显影技术，故供墨槽与供墨槽间移动无需定位，即使供墨槽形状较长，例如单 边长度大于lcm，也可使用此法进行加工，因此可加快生产效率且机台也较便宜。
但是使用全面式喷砂方式的出砂较不稳定，故供墨槽加工形状较不一致，且 在芯片21不需加工处也常有喷砂存在，将产生芯片21应力集中现象，使供墨槽 加工处容易造成裂痕而导致芯片破碎。另外，若有单个供墨槽的加工问题，也无 法进行加工，再加上进行全面式喷砂需要使用稳定的高压气体，若有飘浮则所生 产的供墨槽形状极差，将影响良率。
再者，现有的于芯片21的正面采用全面式喷砂来喷穿以形成供墨槽24的方 式会于芯片21的表面产生静电，静电会损坏芯片21的阻值，且随着产品微小化 的发展，每一供墨槽24的大小势必跟着縮小，因此同样的芯片21面积将需喷穿 更多数目的供墨槽24，这将使得芯片21的表面产生更大的静电，对于芯片21阻 值的损坏将更严重，进而影响喷墨打印品质。
例如，以目前欲加工制出175 "m以下宽度的供墨槽的工艺而言，若其正面 采全面喷砂工序虽能提升生产效率，但其会影响槽孔形状准确精度，同时也会使 得芯片21的表面产生更大的静电，对于芯片21阻值的损坏将更严重，进而影响 喷墨打印品质，故对于细窄供墨槽制造方式采正面全面喷砂工序较不臻理想，实 有必要予以克服。
因此，如何发展一种可克服上述现有的技术缺失，且可增加产能、提升生产 良率以及克服静电影响的适用于喷墨头芯片的细窄供墨槽制造方法，实为目前迫 切需要解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种适用于喷墨头芯片的细窄供墨槽制造方法，其是先以单孔喷砂工序于喷墨头芯片的正面进行单孔喷砂以形成多个第一凹槽， 接着以全面式喷砂工序于喷墨头芯片的背面进行全面式喷砂，以形成多个第二凹 槽，最后于喷墨头芯片的背面的第二供墨槽区域开口处对喷墨头芯片的第二凹槽 进行单孔喷砂工序，用以分别贯穿多个第二凹槽，以于喷墨头芯片上形成多个供 墨槽，以解决现有的供墨槽单纯使用全面式喷砂工序会于芯片的表面产生大量的 静电，严重损坏芯片阻值，而影响喷墨打印品质，以及单纯使用精密单个供墨槽 加工工艺或是全面式喷砂工序所造成的出砂不稳定、供墨槽形状不一致、喷砂所 产生的粉尘污染、加工时喷砂的高压出现飘浮造成喷出的供墨槽为不良品以及产 品良率不佳等缺点。
为达上述目的，本发明的一较广义实施样态为提供一种喷墨头芯片的细窄供 墨槽制造方法，其适用于喷墨头芯片，至少包含下列步骤(a)提供喷墨头芯片， 其中喷墨头芯片具有相对应的正面及背面；(b)分别覆盖第一感光保护膜及第二感 光保护膜于正面及背面上；(c)利用光掩模微影蚀刻工艺于第一感光保护膜及第二 感光保护膜分别形成相对应的多个第一供墨槽区域开口及多个第二供墨槽区域开 口； (d)于第一供墨槽区域开口处对喷墨头芯片的正面进行单孔喷砂工序，以形成 多个第一凹槽;(e)于第二供墨槽区域开口处对喷墨头芯片的背面进行全面式喷砂 工序，以形成多个第二凹槽；(f)以及于第二供墨槽区域开口处对喷墨头芯片的背 面进行单孔喷砂工序，用以分别贯穿多个第二凹槽，以于喷墨头芯片上形成多个 供墨槽。
根据本发明的构想，其中步骤(f)后还包含下列步骤(fl)由喷墨头芯 片的正面及背面分别移除第一感光保护膜及第二感光保护膜。
根据本发明的构想，其中光掩模微影蚀刻工艺为半导体黄光曝光对位及显影 工艺。
根据本发明的构想，其中全面式喷砂工序是使用粗喷砂进行加工。 根据本发明的构想，其中多个第二凹槽的深度为喷墨头芯片厚度的2/3。
根据本发明的构想，其中单孔喷砂工序是使用细喷砂进行加工。 根据本发明的构想，其中单孔喷砂工序是通过线性XY精密机构进行定位。 根据本发明的构想，其中线性XY精密机构中附挂有喷嘴，用以喷出细喷砂。 根据本发明的构想，其中单孔喷砂工序是使用定量定压喷砂单元来控制喷嘴
6进行喷砂工序。
根据本发明的构想，其中多个第一凹槽的深度为3(Him 5(Vm。 根据本发明的构想，其中多个第二凹槽的深度为350nm 450|im。
图1(a) 图l(b)为现有的使用精密单个供墨槽加工模式制造供墨槽的结构 示意图。
图2(a) 图2(c)为现有的使用全面式喷砂模式制造喷墨头芯片的供墨槽的 流程结构示意图。
图3(a) 图3(g)为本发明较佳实施例的喷墨头芯片的细窄供墨槽制造流程 结构示意图。
图4为图3(e)所示的喷墨头芯片的背面结构示意图。
具体实施例方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理 解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围， 且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明所揭示的制造方法主要应用在制造喷墨头芯片的细窄供墨槽的穿孔加 工方法。请参阅图3(a) 图3(g)，其为本发明较佳实施例的喷墨头芯片的细窄供 墨槽制造流程结构示意图，以下将以图3(a) 图3(g)所示的制造流程为基础，并 配合实施例详细说明本发明的内容。
本发明的细窄供墨槽制造方法，其供墨槽宽度适用于175 um以下，且其所 适用的喷墨头芯片31具有第一表面与第二表面，其中第一表面为喷墨头芯片31 的正面32，而第二表面为喷墨头芯片31的背面33(如图3(a)所示)，首先，必须 先清洗喷墨头芯片31的表面后，再于正面32与背面33上分别贴覆第一感光保护 膜34与第二感光保护膜35(如图3(b)所示)，当然，第一感光保护膜34与第二感 光保护膜35的覆盖方式并不局限于本实施例的黏贴方式，只要是能将任何可以进 行光掩模微影蚀刻工艺的感光材料确实形成于芯片上的任何方式，均为本发明所 欲保护的范围。于第一感光保护膜34与第二感光保护膜35覆盖完成之后，接着对图3(b)所 示的喷墨头芯片31进行一光掩模微影蚀刻工艺，于本实施例中可使用半导体黄光 曝光对位及显影工艺，并经过曝光定位及显影之后，于喷墨头芯片31的第一感光 保护膜34上形成多个第一供墨槽区域开口 36以暴露出欲形成供墨槽的正面32， 并于第二感光保护膜35上形成与第一供墨槽区域开口 36相对应的多个第二供墨 槽区域开口 37并暴露出欲形成供墨槽的背面33(如图3(c)所示)，且多个第一供 墨槽区域开口 36的位置、形状及尺寸均各自对称于相对应的多个第二供墨槽区域 开口 37。
其中光掩模微影蚀刻工艺包含许多技术及步骤，例如光刻胶涂布、覆盖、曝 光及显影等，而本发明实施例的光掩模微影蚀刻工艺并不局限于利用半导体黄光 曝光及显影工艺来形成多个第一供墨槽区域开口 36及多个第二供墨槽区域开口 37，任何可分别于第一感光保护膜34与第二感光保护膜35形成相对应的第一供 墨槽区域开口 36及第二供墨槽区域开口 37的半导体工艺均为本发明所适用的范 围。
然后，于多个第一供墨槽区域开口 36处先对喷墨头芯片31的正面32进行 单孔喷砂工序，主要以细喷砂对喷墨头芯片31经由第一供墨槽区域开口 36所暴 露的正面32整列一一进行单孔喷砂蚀刻，直到蚀刻出多个第一凹槽381为止(如 图3(d)所示)，于本实施例中第一凹槽381的深度可为30^ 50^，但不以此为 限。
由于本发明的喷墨头芯片31是于其正面32以单孔方式一一进行喷砂蚀刻以 产生第一凹槽，除了可减少静电产生以将静电所产生的破坏降至最低外，还可提 高后续工序的精准度，且可有效改善喷墨头芯片31于后段组装时，芯片脆裂的因 素。
接着，再于第二供墨槽区域开口处37对喷墨头芯片31的背面33进行一全 面式喷砂工序，主要以粗喷砂对喷墨头芯片31经由第二供墨槽区域开口 37所暴 露的背面33全面进行蚀刻，直到蚀刻出多个第二凹槽382为止(如图3(e)所示)， 且第二凹槽382的深度可为喷墨头芯片31厚度的2/3深，于本实施例中，第二凹 槽382的深度可为35(Vn 45(^m，但不以此为限。
由于全面式喷砂是对芯片31所暴露的背面33进行喷砂，因此在短时间内就能完成多个第二凹槽382的加工，对整个供墨槽的工艺步骤来说，使用全面式喷 砂工序来进行加工，可提高加工效率。接着，以一线性XY精密机构(未图示)对多 个第二凹槽382处进行取像及定位，但不以此为限，且该线性XY精密机构中附挂 有一微小喷嘴(未图示)，经定位完成后利用一定量定压喷砂单元(未图示)来控制 该微小喷嘴于喷墨头芯片31背面33的第二凹槽382进行单孔喷砂工序，该微小 喷嘴主要以细喷砂分别由第二供墨槽区域开口 37处再对喷墨头芯片31的第二凹 槽382进行喷砂加工，并对整列第二凹槽382 —一喷砂蚀刻至贯穿所对应的第一 凹槽381且至所需要的大小为止，以形成喷墨头芯片31的供墨槽39(如图3(f)所 示)。
请参阅图4，其为图3(e)所示的喷墨头芯片的背面结构示意图，如图所示， 于本实施例中，对喷墨头芯片31的背面33的第二凹槽382进行单孔喷砂工序， 即由第二供墨槽区域开口 371所对应的多个第二凹槽382做为加工起点开始喷砂， 并沿着同一列的第二供墨槽区域开口移动位置及喷砂至该列最末的第二供墨槽区 域开口 372，接着再换下一列并由第二供墨槽区域开口 373做为新的加工起点， 继续喷砂至供墨槽区域开口 374，以此类推，直到由第二凹槽382贯穿所有对应 的多个第一凹槽381以形成喷墨头芯片31的供墨槽39并至所需要的大小为止， 最后，由喷墨头芯片31的正面32及背面33分别移除第一感光保护膜34及第二 感光保护膜35(如图3(g)所示)，即完成本发明适用于喷墨头芯片的供墨槽的制造 步骤。
本发明的喷墨头芯片31先于其正面32以单孔方式一一进行喷砂蚀刻以产生 第一凹槽，除了使用单孔喷砂蚀刻可减少静电产生以将静电所产生的破坏降至最 低外，还可提高后续工序的精准度，且可有效改善喷墨头芯片31于后段组装时， 芯片脆裂的因素，另外，由于通过半导体工艺所生产的芯片的底部，即本发明所 述的喷墨头芯片31的背面33为基板材质，例如硅基板，因此本发明的供墨槽 制造方法于喷墨头芯片31的背面33以全面式喷砂工序来进行大部分的加工，可 提高加工效率，且不容易产生静电，最后可由喷墨头芯片31的背面33对第二凹 槽382处进行单孔喷砂工序，可使得供墨槽39的形状较佳、减少芯片应力集中以 及避免静电产生的现象。
上述的喷砂工序所使用的喷砂压力可为30 PSI 50PSI，砂材可为17. 5pm 25pm的白色氧化铝砂，所使用的喷嘴为圆形且直径为1.5mnT'2mm，可使得喷墨头 芯片31正面的静电值〈0.5KV/inch，但并不以此为限，可依实际需求调整。综上所述，本发明的适用于喷墨头芯片的细窄供墨槽制造方法是通过先于喷 墨头芯片的正面及背面上分别覆盖第一感光保护膜及第二感光保护膜，并经光掩 模微影蚀刻工艺形成相对应的第一供墨槽区域开口及第二供墨槽区域开口并暴露 出欲形成供墨槽的喷墨头芯片表面，接着利用单孔喷砂工序将喷墨头芯片经由第 一供墨槽区域开口所暴露的正面一一蚀刻形成多个第一凹槽后，再利用全面式喷 砂工序于经由第二供墨槽区域开口所暴露的背面快速形成深度较第一凹槽深的多 个第二凹槽，最后再由第二凹槽处以单孔喷砂工序将第二凹槽一一贯穿至第一凹 槽并完成供墨槽的形状，可快速且大量地制造出品质及形状良好的供墨槽，因此 具有下述优点1. 降低静电影响及提高工艺精准度本发明是于喷墨头芯片的背面以全面式喷砂工序来进行大部分的加工，可提 高加工效率，且喷墨头芯片的正面以单孔喷砂工序一一进行蚀刻可减少静电产生， 以降低静电对芯片阻值的损坏，还可提高后续制造供墨槽的精准度，且可有效克 服喷墨头芯片于后段组装时，芯片脆裂的因素。2. 提升良率本发明是先以单孔喷砂工序提高精准度，在以全面式喷砂工序进行加工，最 后以单孔喷砂工序完成供墨槽的制造，不仅有效克服传统喷砂中出砂的不稳定因 素，也避免了芯片出现应力集中现象，使供墨槽形状保持完整而不易崩裂，可大幅提升供墨槽的生产良率；3. 增加产能由于全面式喷砂的加工效率较快，将喷墨头芯片以较快的蚀刻速度加工形成 具有一定深度的第二凹槽，接下来于单孔喷砂工序中只需花费少许时间即可将第 二凹槽贯穿至第一凹槽而完成喷墨头芯片的供墨槽，可縮短工序所需时间，相对 地也大大增加了供墨槽的产能。4. 降低成本除了因量产的良率及速度都获得提升而使产品本身的成本降低以外，本发明 的制造方法还有效克服供墨槽的形状问题，不需因供墨槽的形状改变而必须制作相同形状的喷嘴，故喷嘴的单位成本也因此而下降； 5.减少粉尘污染
由于本发明的制造方法能快速而有效率地制造喷墨头芯片的供墨槽，也即在 制造过程中喷砂加工的精密程度更为准确，出砂品质也更为稳定，所以也减少了 因喷砂而产生的粉尘污染，使操作者更容易接受并有助于作业。
因此，本发明的适用于喷墨头芯片的细窄供墨槽制造方法极具有产业的价
权利要求
1.一种细窄供墨槽的制造方法，其适用于一喷墨头芯片，该方法至少包含下列步骤(a)提供该喷墨头芯片，该喷墨头芯片具有相对应的一正面及一背面；(b)分别覆盖一第一感光保护膜及一第二感光保护膜于该正面及该背面上；(c)利用光掩模微影蚀刻工艺于该第一感光保护膜及该第二感光保护膜分别形成相对应的多个第一供墨槽区域开口及多个第二供墨槽区域开口；(d)于该第一供墨槽区域开口处对该喷墨头芯片的该正面进行一单孔喷砂工序，以形成多个第一凹槽；(e)于该第二供墨槽区域开口处对该喷墨头芯片的该背面进行一全面式喷砂工序，以形成多个第二凹槽；(f)于该第二供墨槽区域开口处对该喷墨头芯片的该多个第二凹槽进行一单孔喷砂工序，用以分别贯穿该多个第二凹槽，以于该喷墨头芯片上形成多个供墨槽。
2. 根据权利要求1所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于步骤(f)后还 包含下列步骤(fl)由该喷墨头芯片的该正面及该背面移除第一感光保护膜及第二感光保护膜。
3. 根据权利要求1所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于该光掩模微影蚀刻工艺为半导体黄光曝光对位及显影工艺。
4. 根据权利要求1所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于该全面式喷砂 工序是使用粗喷砂进行加工。
5. 根据权利要求1所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于该多个第二凹 槽的深度为该喷墨头芯片厚度的2/3。
6. 根据权利要求1所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于该单孔喷砂工 序是使用细喷砂进行加工。
7. 根据权利要求6所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于该单孔喷砂工 序是使用一定量定压喷砂单元来控制该喷嘴进行喷砂工序。
8. 根据权利要求1所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于该多个第一凹槽的深度为30网 5(^m。
9. 根据权利要求1所述的细窄供墨槽的制造方法，其特征在于该多个第二凹 槽的深度为350|iim 45(^m。
10. —种细窄供墨槽的制造方法，其是适用于具有175 pm以下供墨槽宽度的 喷墨头芯片，该方法至少包含下列步骤(a) 提供该喷墨头芯片，其中该喷墨头芯片具有相对应的一正面及一背面；(b) 分别覆盖一第一感光保护膜及一第二感光保护膜于该正面及该背面上；(c) 利用一光掩模微影蚀刻工艺于该第一感光保护膜及该第二感光保护膜分 别形成相对应的多个第一供墨槽区域开口及多个第二供墨槽区域开口；(d) 于该第一供墨槽区域开口处对该喷墨头芯片的该正面进行一单孔喷砂工 序，以形成多个第一凹槽；(e) 于该第二供墨槽区域开口处对该喷墨头芯片的该背面进行一全面式喷砂工序，以形成多个第二凹槽；(f) 于该第二供墨槽区域开口处对该喷墨头芯片的该多个第二凹槽进行一单孔喷砂工序，用以分别贯穿该多个第二凹槽，以于该喷墨头芯片上形成多个供墨 槽。
全文摘要
本发明为一种细窄供墨槽的制造方法，适用于喷墨头芯片，包含步骤提供喷墨头芯片，其具有相对应的正面及背面；分别覆盖第一感光保护膜及第二感光保护膜于正面及背面上；利用光掩模微影蚀刻工艺于第一感光保护膜及第二感光保护膜分别形成相对应的第一供墨槽区域开口及第二供墨槽区域开口；于第一供墨槽区域开口对喷墨头芯片的正面进行单孔喷砂工序以形成第一凹槽；于第二供墨槽区域开口对喷墨头芯片的背面进行全面式喷砂工艺，以形成第二凹槽；于第二供墨槽区域开口处对第二凹槽进行单孔喷砂工序以贯穿第二凹槽而于喷墨头芯片上形成多个供墨槽。
文档编号G03F7/00GK101293425SQ200710102498
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者郑香京 申请人:研能科技股份有限公司