KR100773983B1 - Inkjet head and manufacturing method thereof - Google Patents

Inkjet head and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100773983B1
KR100773983B1 KR1020060057684A KR20060057684A KR100773983B1 KR 100773983 B1 KR100773983 B1 KR 100773983B1 KR 1020060057684 A KR1020060057684 A KR 1020060057684A KR 20060057684 A KR20060057684 A KR 20060057684A KR 100773983 B1 KR100773983 B1 KR 100773983B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ink
silicon substrate
pressure chamber
photoresist
substrate
Prior art date
Application number
KR1020060057684A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김영재
정재우
박창성
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020060057684A priority Critical patent/KR100773983B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100773983B1 publication Critical patent/KR100773983B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/1433Structure of nozzle plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1623Manufacturing processes bonding and adhesion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1626Manufacturing processes etching
    • B41J2/1628Manufacturing processes etching dry etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1626Manufacturing processes etching
    • B41J2/1629Manufacturing processes etching wet etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/164Manufacturing processes thin film formation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17563Ink filters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

An ink jet head and a method for manufacturing the same are provided to prevent a nozzle of the ink jet head from being blocked by filtering dust or foreign substances condensed in ink. An ink jet head includes a pressure chamber(10), a filter section(12), and a nozzle section(16). Ink is accommodated in the pressure chamber. The pressure chamber applies a pressure to the ink by reducing the volume thereof. The filter section is connected to a portion of the pressure chamber and includes a plurality of through-holes forming passages for the ink. The nozzle section is connected to the filter section to discharge ink droplets. A membrane is formed on one surface of the pressure chamber. The volume of the pressure chamber is increased or decreased by driving the membrane.

Description

잉크젯 헤드 및 그 제조방법{inkjet head and manufacturing method thereof}Inkjet head and manufacturing method thereof

도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구조를 나타낸 종단면도.1A is a longitudinal sectional view showing the structure of an inkjet head according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1b는 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 필터부를 나타낸 횡단면도.1B is a cross-sectional view showing a filter portion of an inkjet head according to a preferred embodiment of the invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 제조방법을 나타낸 순서도.2 is a flow chart showing a method of manufacturing an inkjet head according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 상부기판의 제조방법을 나타낸 순서도.Figure 3a is a flow chart showing a manufacturing method of the upper substrate of the inkjet head according to an embodiment of the present invention.

도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 중간기판의 제조방법을 나타낸 순서도.Figure 3b is a flow chart showing a manufacturing method of the intermediate substrate of the inkjet head according to an embodiment of the present invention.

도 3c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 하부기판의 제조방법을 나타낸 순서도.Figure 3c is a flow chart showing a manufacturing method of the lower substrate of the inkjet head according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 상부기판의 제조공정을 나타낸 흐름도.Figure 4a is a flow chart showing a manufacturing process of the upper substrate of the inkjet head according to an embodiment of the present invention.

도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 중간기판의 제 조공정을 나타낸 흐름도.Figure 4b is a flow chart showing a manufacturing process of the intermediate substrate of the ink jet head according to an embodiment of the present invention.

도 4c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 하부기판의 제조공정을 나타낸 흐름도.Figure 4c is a flow chart showing a manufacturing process of the lower substrate of the inkjet head according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 제조공정을 나타낸 흐름도.5 is a flowchart illustrating a manufacturing process of an inkjet head according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 실리콘 기판 2 : 상부기판1: silicon substrate 2: upper substrate

3 : 산화막 4 : 중간기판3: oxide film 4: intermediate substrate

5 : 포토 레지스트 6 : 하부기판5: photoresist 6: lower substrate

7 : 에칭 레지스트 10 : 압력챔버7: etching resist 10: pressure chamber

11 : 관통홀 12 : 필터부11 through hole 12 filter part

14 : 콘부 16 : 노즐14 cone portion 16 nozzle

18 : 리스트릭터 20 : 리저버18: List 20: Reservoir

22 : 잉크 유입구 24 : 압전체22: ink inlet 24: piezoelectric body

본 발명은 잉크젯 헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inkjet head and a method of manufacturing the same.

잉크젯 프린팅 기술은 주로 사무자동화(OA) 분야에서 사용되어 왔고 산업용으로는 포장재 마킹(marking)이나 의류 인쇄와 같은 분야에서 주로 사용되어 왔으 나, 은 및 니켈 등의 나노 금속입자를 포함하는 기능성 잉크의 개발과 더불어 응용 가능성이 점차 확대되어, 현재에는 나노 금속입자를 포함하는 기능성 잉크를 사용하여 인쇄회로기판의 회로패턴 형성 등에 적용되고 있다.Inkjet printing technology has been used mainly in the office automation (OA) field and has been mainly used in the field of packaging marking and garment printing for industrial purposes. However, inkjet printing technology has been used in the field of functional ink including nano metal particles such as silver and nickel. With the development, the application potential is gradually expanded, and now, it is applied to the formation of circuit patterns of printed circuit boards using functional inks including nano metal particles.

최근, 잉크젯을 이용한 기술이 나날이 발전하고 있으며 전자산업에서는 액정 디스플레이의 컬러필터(color filter), 인쇄회로기판(PCB) 등의 제조공정에 잉크젯을 이용하려는 방법이 널리 연구되고 있다. 사무용 잉크젯과 달리 산업용으로 잉크젯 방법을 이용하기 위해서는, 잉크젯 헤드에 128개나 256개 등 다수로 형성된 노즐 모두가 작동해야 한다.Recently, technology using inkjets has been developed day by day, and in the electronic industry, methods for using inkjets in manufacturing processes such as color filters and printed circuit boards (PCBs) of liquid crystal displays have been widely studied. Unlike office inkjets, in order to use the inkjet method for industrial purposes, all of the nozzles formed in the inkjet head such as 128 or 256 must be operated.

일반적인 잉크젯 헤드의 구조는, 잉크를 수용하고 가압하는 압력챔버(chamber)와, 압력챔버의 일부에 연결되는 노즐(nozzle) 및 압력챔버의 다른 일부에 연결되는 리스트릭터(restrictor)와, 리스트릭터에 연결되어 압력챔버로 공급되는 잉크를 저장하는 리저버(reservoir)와, 리저버에 잉크를 공급하는 잉크 유입구(inlet)로 이루어진다.The general structure of an inkjet head includes a pressure chamber for receiving and pressurizing ink, a nozzle connected to a part of the pressure chamber, a restrictor connected to another part of the pressure chamber, and a restrictor. It is connected to the reservoir (reservoir) for storing the ink supplied to the pressure chamber and the ink inlet (inlet) for supplying ink to the reservoir.

잉크 유입구를 통해 공급되는 잉크는 리저버 및 리스트릭터를 거쳐 압력챔버로 유입되며, 압력챔버에서 가압된 잉크는 노즐을 통해 밖으로 토출되게 된다. 한편, 압력챔버에는 압전체 등의 액츄에이터(actuator)가 결합되어 압력챔버의 체적을 변화시킴으로써 압력챔버 내에 수용된 잉크가 가압될 수 있도록 한다.The ink supplied through the ink inlet is introduced into the pressure chamber through the reservoir and the restrictor, and the ink pressurized in the pressure chamber is discharged out through the nozzle. On the other hand, an actuator such as a piezoelectric body is coupled to the pressure chamber to change the volume of the pressure chamber so that the ink contained in the pressure chamber can be pressurized.

압력챔버에 연결되는 노즐은 잉크 액적이 토출되도록 하기 위해 매우 작은 단면적을 갖도록 형성되며, 이에 따라 리스트릭터 또한 노즐에 의한 잉크 유동저항에 대응하도록 작은 단면적을 갖도록 형성된다. 따라서, 이러한 구조의 잉크젯 헤 드 내에서는 먼지나 잉크 내에 응집된 불순물이 리스트릭터나 노즐 부분에서 걸림으로써 잉크의 원활한 유동을 저해하여 결국 잉크 액적의 토출불량을 야기하게 된다.The nozzles connected to the pressure chamber are formed to have a very small cross-sectional area in order to allow ink droplets to be ejected, and thus the restrictor is also formed to have a small cross-sectional area to correspond to the ink flow resistance by the nozzle. Therefore, in the inkjet head having such a structure, dust or impurities aggregated in the ink are caught in the restrictor or the nozzle portion, which hinders the smooth flow of the ink and eventually causes the ejection of the ink droplets.

통상, 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 공급부에 먼지나 이물질을 사전에 제거하기 위한 필터를 달아서 필터링된 잉크를 사용하는 방법이 채용되나, 이것만으로는 먼지나 이물질 등이 완전히 제거되지 않아 완벽한 방법이 되지 못한다는 한계가 있다. 또한, 잉크젯 헤드 내에 공급된 잉크의 자체 응집으로 인하여 발생된 오염물질에 의해 전체 노즐의 토출이 불가능하게 되는 경우도 있다.In general, a method of using filtered ink by attaching a filter for removing dust or foreign matter in advance to an ink supply unit for supplying ink to the inkjet head is employed, but this is not a perfect method because dust or foreign matter is not completely removed. There is no limit. In addition, the discharge of the entire nozzle may be impossible due to the contaminants generated due to self-aggregation of the ink supplied into the inkjet head.

사무용 잉크젯 헤드와는 달리, 잉크젯 헤드가 산업용으로 활용되는 과정에서는 단 한개의 노즐이라도 불량이 되면 헤드 전체가 기능을 상실하게 된다. 따라서 먼지나 잉크 내에서 응집된 이물질에 의해 잉크젯 헤드 내의 리스트릭터나 노즐이 막히는 현상을 방지할 필요가 있다. 즉, 외부 필터 이외에 헤드 내에 자체적으로 구비된 필터링 시스템이 요구되는 실정이다.Unlike office inkjet heads, when an inkjet head is used for industrial purposes, even if only one nozzle is defective, the whole head loses its function. Therefore, it is necessary to prevent the phenomenon of the restrictor or the nozzle in the inkjet head from clogging due to dust or foreign matter aggregated in the ink. That is, in addition to the external filter, a filtering system provided in the head itself is required.

본 발명은 잉크의 응집이나 잉크에 함유된 불순물 등으로 인해 발생되는 잉크젯 헤드의 토출 불량을 개선하기 위한 잉크젯 헤드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an inkjet head and a method of manufacturing the same for improving a discharge failure of an inkjet head caused by agglomeration of ink or impurities contained in the ink.

본 발명의 일 측면에 따르면, 잉크를 수용하며, 체적의 감소에 의해 잉크에 압력을 가하는 압력챔버와, 압력챔버의 일부에 연결되며, 잉크의 유로를 형성하는 복수의 관통홀을 포함하는 필터부와, 필터부에 연결되며, 잉크 액적이 토출되도록 하는 노즐부를 포함하는 잉크젯 헤드가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a filter portion for accommodating the ink, the pressure chamber for applying pressure to the ink by the reduction of the volume, and a plurality of through-holes connected to a portion of the pressure chamber, forming a flow path of the ink And an inkjet head connected to the filter portion and including a nozzle portion for discharging ink droplets.

압력챔버의 일면에는 멤브레인이 형성되며, 멤브레인의 구동에 의해 압력챔버의 체적이 증가 또는 감소할 수 있다. 멤브레인에 압전체가 결합되는 것이 바람직하다. 압력챔버의 다른 일부에 연결되며, 잉크가 압력챔버로 공급되도록 하는 유로를 형성하는 리스트릭터(restrictor)를 더 포함할 수 있다.A membrane is formed on one surface of the pressure chamber, and the volume of the pressure chamber may be increased or decreased by driving the membrane. It is preferable that the piezoelectric body is bonded to the membrane. It may further include a restrictor connected to the other part of the pressure chamber and forming a flow path through which ink is supplied to the pressure chamber.

관통홀의 단면은 육각형이며, 필터부는 하니콤(honeycomb) 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 관통홀은 노즐부의 단면적에 상응하는 단면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.The cross-section of the through hole is hexagonal, and the filter portion is preferably formed in a honeycomb structure. The through hole is preferably formed to have a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the nozzle portion.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 제1 기판에, 잉크를 수용하며 체적의 감소에 의해 잉크에 압력을 가하는 압력챔버를 형성하는 단계, (b) 제2 기판에, 압력챔버의 일부에 연결되며 잉크의 유로를 형성하는 복수의 관통홀을 포함하는 필터부를 형성하는 단계, (c) 제3 기판에, 필터부에 연결되며 잉크 액적이 토출되도록 하는 노즐부를 형성하는 단계, 및 (d) 제1 기판, 제2 기판, 제3 기판을 순차적으로 적층하여 결합하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (a) forming a pressure chamber in the first substrate, the ink chamber receiving ink and pressurizing the ink by volume reduction, and (b) in the second substrate, Forming a filter part including a plurality of through holes connected to a part and forming a flow path of ink, (c) forming a nozzle part connected to the filter part and allowing ink droplets to be discharged to the third substrate; d) there is provided an inkjet head manufacturing method comprising the step of sequentially stacking and bonding a first substrate, a second substrate, and a third substrate.

단계 (a)는, (a1) 제1 실리콘층과 제2 실리콘층이 산화막을 개재하여 접합된 실리콘 기판의 제1 실리콘층에 제1 포토 레지스트를 도포하는 단계, (a2) 압력챔버가 형성될 위치에 상응하여 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계, (a3) 제1 실리콘층을 에칭하여 압력챔버를 형성하는 단계, 및 (a4) 제1 실리콘층의 표면 에 잔존하는 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Step (a) is performed by (a1) applying a first photoresist to a first silicon layer of a silicon substrate where the first silicon layer and the second silicon layer are bonded through an oxide film, and (a2) a pressure chamber is to be formed. Selectively removing the first photoresist corresponding to the position, (a3) etching the first silicon layer to form a pressure chamber, and (a4) removing the photoresist remaining on the surface of the first silicon layer. It may include a step.

실리콘 기판을 관통하는 잉크 유입구가 더 형성되며, 단계 (a1)은, 제2 실리콘층에 제2 포토 레지스트를 도포하는 단계를 더 포함하고, 단계 (a2)는, 잉크 유입구가 형성될 위치에 상응하여 제1 포토 레지스트 및 제2 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하며, 단계 (a3)은, 잉크 유입구가 형성될 위치에 상응하여 제1 실리콘층 및 제2 실리콘층을 에칭하는 단계를 더 포함하고, 단계 (a4)는, 잉크 유입구가 형성될 위치에 잔존하는 산화막을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.An ink inlet penetrating through the silicon substrate is further formed, and step (a1) further includes applying a second photoresist to the second silicon layer, and step (a2) corresponds to the position where the ink inlet is to be formed. Selectively removing the first photoresist and the second photoresist, wherein step (a3) includes etching the first silicon layer and the second silicon layer corresponding to the position where the ink inlet is to be formed. Further, step (a4) may further include removing the oxide film remaining at the position where the ink inlet is to be formed.

단계 (b)는, (b1) 실리콘 기판의 일면에 제1 포토 레지스트를 도포하는 단계, (b2) 복수의 관통홀이 형성될 위치에 상응하여 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계, (b3) 실리콘 기판을 건식 에칭하여 복수의 관통홀을 형성하는 단계, 및 (b4) 실리콘 기판의 표면에 잔존하는 제1 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Step (b) comprises: (b1) applying the first photoresist to one surface of the silicon substrate, (b2) selectively removing the first photoresist corresponding to the position where the plurality of through holes are to be formed, (b3 ) Dry etching the silicon substrate to form a plurality of through holes, and (b4) removing the first photoresist remaining on the surface of the silicon substrate.

관통홀의 단면은 육각형이며, 필터부는 하니콤(honeycomb) 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 관통홀은 노즐부의 단면적에 상응하는 단면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.The cross-section of the through hole is hexagonal, and the filter portion is preferably formed in a honeycomb structure. The through hole is preferably formed to have a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the nozzle portion.

실리콘 기판을 관통하며, 압력챔버로 공급되는 잉크를 저장하는 리저버(reservoir)가 더 형성되며, 단계 (b2)는, 리저버가 형성될 위치에 상응하여 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하며, 단계 (b3)은, 실리콘 기판을 건식 에칭하여 리저버를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 단계 (b)는 단계 (b4) 이후에, 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.A reservoir is formed which penetrates the silicon substrate and stores ink supplied to the pressure chamber, and step (b2) further comprises selectively removing the first photoresist corresponding to the position where the reservoir is to be formed. Wherein step (b3) may further comprise dry etching the silicon substrate to form a reservoir. Step (b) may further include forming an oxide film on the surface of the silicon substrate after step (b4).

실리콘 기판에는 압력챔버에 잉크가 공급되는 유로인 리스트릭터가 더 형성되며, 단계 (b)는, (b5) 실리콘 기판의 타면에 제2 포토 레지스트를 도포하는 단계, (b6) 리스트릭터가 형성될 위치에 상응하여 제2 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계, (b7) 리스트릭터가 형성될 위치에 상응하여 실리콘 기판을 에칭하는 단계, 및 (b8) 실리콘 기판의 타면에 잔존하는 제2 포토 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The silicon substrate is further formed with a restrictor, which is a flow path through which ink is supplied to the pressure chamber, in step (b), (b5) applying a second photoresist to the other surface of the silicon substrate, and (b6) the restrictor is formed. Selectively removing the second photoresist corresponding to the position, (b7) etching the silicon substrate corresponding to the position where the restrictor is to be formed, and (b8) removing the second photoresist remaining on the other side of the silicon substrate. It may further comprise the step of removing.

노즐부는 잉크 액적이 토출되는 노즐과, 일단이 노즐에 연결되고 타단이 필터부에 연결되는 콘(cone)부로 이루어지며, 단계 (c)는, (c1) 실리콘 기판의 일면에 제1 포토 레지스트를 도포하는 단계, (c2) 노즐이 형성될 위치에 상응하여 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계, (c3) 실리콘 기판을 건식 에칭하여 노즐을 형성하는 단계, 및 (c4) 실리콘 기판의 표면에 잔존하는 제1 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The nozzle part comprises a nozzle from which ink droplets are discharged, and a cone part of which one end is connected to the nozzle and the other end is connected to the filter part, and step (c) comprises: (c1) applying a first photoresist to one surface of the silicon substrate; (C2) selectively removing the first photoresist corresponding to the position where the nozzle is to be formed, (c3) dry etching the silicon substrate to form the nozzle, and (c4) a surface of the silicon substrate. And removing the remaining first photoresist.

단계 (c1) 이전에, 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 단계 (c2)는 제1 포토 레지스트가 제거된 부분의 산화막을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하며, 단계 (c3) 이후에, 노즐이 형성된 부분의 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Prior to step (c1), further comprising forming an oxide film on the surface of the silicon substrate, and step (c2) further includes selectively removing the oxide film of the portion from which the first photoresist has been removed, After c3), the method may further include forming an oxide film on the surface of the silicon substrate in the portion where the nozzle is formed.

단계 (c)는 단계 (c4) 이후에, (c5) 실리콘 기판의 일면에 에칭 레지스트를 도포하고, 실리콘 기판의 타면에 제2 포토 레지스트를 도포하는 단계, (c6) 콘부가 형성될 위치에 상응하여 제2 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계, (c7) 실리콘 기판을 습식 에칭하여 콘부를 형성하는 단계, 및 (c8) 실리콘 기판의 표면에 잔존하는 제2 포토 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Step (c), after step (c4), (c5) applying an etching resist to one surface of the silicon substrate, and applying a second photoresist to the other surface of the silicon substrate, (c6) corresponding to the position where the cone portion is to be formed Selectively removing the second photoresist, (c7) wet etching the silicon substrate to form a cone portion, and (c8) removing the second photoresist remaining on the surface of the silicon substrate. Can be.

단계 (c6)는 제2 포토 레지스트가 제거된 부분의 산화막을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하고, 단계 (c8) 이후에, 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Step (c6) may further include selectively removing the oxide film of the portion from which the second photoresist has been removed, and after step (c8), may further include forming an oxide film on the surface of the silicon substrate.

제1 기판, 제2 기판 및 제3 기판은 실리콘 기판을 가공하여 형성되며, 단계 (d)는 실리콘 다이렉트 본딩(silicon direct bonding)에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 단계 (d) 이후에, 압력챔버가 형성된 위치에 상응하여 제1 기판에 압전체를 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.The first substrate, the second substrate and the third substrate are formed by processing a silicon substrate, and step (d) is preferably performed by silicon direct bonding. After step (d), the method may further include coupling the piezoelectric body to the first substrate corresponding to the position where the pressure chamber is formed.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

이하, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of an inkjet head and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Duplicate description thereof will be omitted.

도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구조를 나타낸 종단면도이고, 도 1b는 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 필터부를 나타낸 횡단면도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 압력챔버(10), 관통홀(11), 필 터부(12), 콘부(14), 노즐(16), 리스트릭터(18), 리저버(20), 잉크 유입구(22), 압전체(24)가 도시되어 있다.1A is a longitudinal cross-sectional view illustrating a structure of an inkjet head according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a filter unit of the inkjet head according to an exemplary embodiment of the present invention. 1A and 1B, the pressure chamber 10, the through hole 11, the filter part 12, the cone part 14, the nozzle 16, the restrictor 18, the reservoir 20, the ink inlet port (22), the piezoelectric body 24 is shown.

본 실시예에 따른 잉크젯 헤드는 압력챔버(10)로부터 가압된 잉크가 콘부(14)와 노즐(16)로 이루어지는 노즐부를 통해 토출되는 과정에서, 잉크 내에 함유된 이물질이나, 응집된 불순물이 걸러져 노즐(16)이 막히는 것을 방지하기 위해 압력챔버(10)와 노즐부 사이에 필터부(12)를 개재시킨 것을 특징으로 한다.In the inkjet head according to the present embodiment, the ink pressurized from the pressure chamber 10 is discharged through the nozzle portion including the cone portion 14 and the nozzle 16, and foreign substances contained in the ink or aggregated impurities are filtered out. The filter part 12 is interposed between the pressure chamber 10 and the nozzle part in order to prevent the blockage of 16.

즉, 체적의 감소에 의해 잉크에 압력을 가하는 압력챔버(10)의 일부에 필터부(12)가 연결되며, 필터부(12)를 경유한 잉크는 콘부(14) 및 노즐(16)을 순차적으로 거쳐 액적의 형태로 토출된다. 필터부(12)는 복수의 관통홀(11)로 구성되어 압력챔버(10)로부터 노즐(16)로 유동하는 잉크에 대해 유로를 제공하게 된다.That is, the filter portion 12 is connected to a part of the pressure chamber 10 that pressurizes the ink by volume reduction, and the ink passing through the filter portion 12 sequentially passes through the cone portion 14 and the nozzle 16. Is discharged in the form of droplets. The filter unit 12 is composed of a plurality of through holes 11 to provide a flow path for ink flowing from the pressure chamber 10 to the nozzle 16.

관통홀(11)의 단면적을 노즐(16)과 같게 형성하면, 잉크 내에 함유된 이물질 등이 노즐(16)에 걸리기 전에 관통홀(11)에서 걸리게 되므로, 잉크를 필터링하는 역할을 하게 된다. 필터부(12)는 복수의 관통홀(11)로 구성되므로, 하나의 관통홀(11)이 이물질 등에 의해 막히더라도 다른 관통홀(11)들을 통해 압력챔버(10)로부터 노즐(16)로 잉크가 원활하게 유동할 수 있다.When the cross-sectional area of the through hole 11 is formed to be the same as that of the nozzle 16, foreign substances and the like contained in the ink are caught in the through hole 11 before being caught by the nozzle 16, thereby serving to filter ink. Since the filter part 12 is composed of a plurality of through holes 11, even if one through hole 11 is blocked by foreign matter or the like, ink is transferred from the pressure chamber 10 to the nozzle 16 through the other through holes 11. Can flow smoothly.

또한, 잉크의 성분, 점도, 잉크젯 헤드의 구동환경 등에 따라 잉크를 효과적으로 필터링할 수 있는 범위 내에서 관통홀(11)의 단면적을 노즐(16)보다 작게, 또는 크게 형성할 수 있음은 물론이다.In addition, the cross-sectional area of the through hole 11 can be formed smaller or larger than the nozzle 16 within the range in which the ink can be effectively filtered according to the composition, viscosity of the ink, driving environment of the inkjet head, and the like.

관통홀(11)은, 후술하는 바와 같이 직진성을 갖는 에칭공정으로 형성될 수 있으며, 따라서 관통홀(11)의 단면의 형상은 원형, 타원형, 다각형 등 다양하게 형 성할 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 것과 같이 관통홀(11)의 단면의 형상을 육각형으로 하게 되면, 필터부(12)의 전체적인 형상은 하니콤 구조로 형성되어 관통홀(11)의 면적을 충분히 확보하면서도 안정된 구조로 필터부(12)를 제작할 수 있다.The through hole 11 may be formed by an etching process having a straightness, as described below. Therefore, the shape of the cross-section of the through hole 11 may be variously formed, such as a circle, an ellipse, and a polygon. For example, as shown in FIG. 1B, when the cross-sectional shape of the through hole 11 is hexagonal, the overall shape of the filter part 12 is formed in a honeycomb structure to sufficiently fill the area of the through hole 11. The filter unit 12 can be manufactured with a secured structure while being secured.

도 1a는 압전식 잉크젯 헤드를 예로 들어 설명한 것으로, 압력챔버(10)의 일면에 압력챔버(10)의 체적을 증가 또는 감소시키도록 구동되는 멤브레인을 형성하고, 멤브레인에 압전체(24)가 결합됨으로써 압력챔버(10) 내에 수용된 잉크를 가압할 수 있다. 정전식 잉크젯 헤드의 경우에는 압력챔버(10)의 일면에 다이어프램을 형성하고 다이어프램에 대향하여 전극을 설치함으로써 압력챔버(10) 내에 수용된 잉크를 가압하여 토출되도록 할 수 있다.FIG. 1A illustrates a piezoelectric inkjet head as an example, and forms a membrane driven on one surface of the pressure chamber 10 to increase or decrease the volume of the pressure chamber 10, and the piezoelectric 24 is coupled to the membrane. The ink contained in the pressure chamber 10 can be pressurized. In the case of the electrostatic inkjet head, a diaphragm may be formed on one surface of the pressure chamber 10, and an electrode may be disposed opposite the diaphragm to pressurize and discharge the ink contained in the pressure chamber 10.

도 1a에 도시된 것과 같이, 압력챔버(10)의 한쪽에는 필터부(12) 및 노즐부가 연결되며, 다른 한쪽에는 잉크가 압력챔버(10)로 공급되도록 하는 유로를 형성하는 리스트릭터(18)가 연결된다. 리스트릭터(18)는 압력챔버(10)에 의해 가압된 잉크가 노즐(16)쪽으로 토출되지 않고 역으로 잉크 유입구(22) 쪽으로 유동하는 것을 방지하기 위해 노즐부에 상당하는 유동저항을 제공하는 역할을 한다.As shown in FIG. 1A, the filter unit 12 and the nozzle unit are connected to one side of the pressure chamber 10, and the restrictor 18 forming a flow path for supplying ink to the pressure chamber 10 on the other side. Is connected. The restrictor 18 provides a flow resistance corresponding to the nozzle portion to prevent the ink pressurized by the pressure chamber 10 from flowing toward the ink inlet 22 without being discharged toward the nozzle 16. Do it.

본 실시예와 같이, 압력챔버(10)와 노즐(16) 사이에 복수의 관통홀(11)로 구성된 필터부(12)를 개재시켜 충분한 유로를 제공함과 동시에 잉크를 필터링 함으로써, 노즐(16)과 리스트릭터(18)의 저항비에 영향을 주지 않으면서도 헤드 자체 내에 형성된 필터를 통해 먼지와 같은 불순물을 필터링할 수 있게 된다. 이하, 본 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 제조방법에 대해 설명한다.As in the present embodiment, the nozzle 16 is provided by providing a sufficient flow path through the filter part 12 composed of the plurality of through holes 11 between the pressure chamber 10 and the nozzle 16 and filtering ink. It is possible to filter out impurities such as dust through a filter formed in the head itself without affecting the resistance ratio of the and the restrictor 18. Hereinafter, the manufacturing method of the inkjet head which concerns on a present Example is demonstrated.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 상부기판, 중간기판 및 하부기판의 제조방법을 각각 나타낸 순서도이고, 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 상부기판, 중간기판 및 하부기판의 제조공정을 각각 나타낸 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 제조공정을 나타낸 흐름도이다. 도 4a 내지 도 5를 참조하면, 실리콘 기판(1), 상부기판(2), 산화막(3), 중간기판(4), 포토 레지스트(5), 하부기판(6), 에칭 레지스트(7), 압력챔버(10), 관통홀(11), 필터부(12), 콘부(14), 노즐(16), 리스트릭터(18), 리저버(20), 잉크 유입구(22), 압전체(24)가 도시되어 있다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an inkjet head according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 3A, 3B, and 3C are upper and middle substrates and lower substrates of an inkjet head according to an exemplary embodiment of the present invention. 4A, 4B, and 4C are flow charts illustrating manufacturing processes of an upper substrate, an intermediate substrate, and a lower substrate of an inkjet head according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively. Is a flowchart illustrating a manufacturing process of an inkjet head according to an exemplary embodiment of the present invention. 4A to 5, the silicon substrate 1, the upper substrate 2, the oxide film 3, the intermediate substrate 4, the photoresist 5, the lower substrate 6, the etching resist 7, The pressure chamber 10, the through hole 11, the filter part 12, the cone part 14, the nozzle 16, the restrictor 18, the reservoir 20, the ink inlet 22, and the piezoelectric body 24 are Is shown.

본 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조공정은 반도체 공정을 응용한 것으로, 실리콘 웨이퍼를 식각하여 잉크젯 헤드의 각 층을 구성하는 기판을 제작한 후, 이를 적층하여 잉크젯 헤드 구조를 제조하는 것을 특징으로 한다. 본 실시예는 총 3개의 기판, 즉 상부기판(2), 중간기판(4), 하부기판(6)을 적층하여 잉크젯 헤드 구조를 형성하고, 멤브레인 상에 압전체(24)를 결합하여 압전식 잉크젯 헤드를 제조한 사례에 대해 설명한다.The inkjet head manufacturing process according to the present embodiment is an application of a semiconductor process, and after fabricating a substrate constituting each layer of the inkjet head by etching a silicon wafer, it is characterized in that the inkjet head structure is manufactured by laminating them. In this embodiment, a total of three substrates, namely, an upper substrate 2, an intermediate substrate 4, and a lower substrate 6 are stacked to form an inkjet head structure, and a piezoelectric inkjet is formed by bonding a piezoelectric material 24 on a membrane. The case of manufacturing a head is demonstrated.

먼저, 도 4a와 같이 상부기판(2)에 압력챔버(10)를 형성한다(100). 압력챔버(10)는 전술한 것과 같이, 잉크를 수용하며 체적의 감소에 의해 잉크에 압력을 가하는 헤드 구조이다.First, the pressure chamber 10 is formed on the upper substrate 2 as shown in FIG. 4A (100). As described above, the pressure chamber 10 is a head structure that receives ink and pressurizes the ink by a decrease in volume.

다음으로, 도 4b와 같이 중간기판(4)에 필터부(12)를 형성한다(120). 필터 부(12)는 전술한 것과 같이, 압력챔버(10)에 연결되어 노즐(16)을 향해 유동하는 잉크가 흐를 수 있도록 유로를 제공함과 동시에 잉크에 함유된 이물질 등을 필터링 하는 복수의 관통홀(11)을 포함하는 헤드 구조이다.Next, as shown in FIG. 4B, the filter part 12 is formed on the intermediate substrate 4 (120). As described above, the filter unit 12 is connected to the pressure chamber 10 to provide a flow path for the ink flowing toward the nozzle 16, and a plurality of through holes for filtering foreign substances contained in the ink. It is a head structure containing (11).

다음으로, 도 4c와 같이 하부기판(6)에 노즐부를 형성한다(140). 노즐부는 필터부(12)를 통과하여 필터링된 잉크가 외부로 분사되는 부분이며, 필터부(12)에 연결되는 깔때기 형상의 콘부(14)와, 콘부(14)에 연결되며 외부로 노출되는 노즐(16)로 구성된다.Next, as shown in FIG. 4C, a nozzle part is formed on the lower substrate 6 (140). The nozzle portion is a portion through which the filtered ink is injected through the filter portion 12 to the outside, and a funnel-shaped cone portion 14 connected to the filter portion 12 and a nozzle connected to the cone portion 14 and exposed to the outside. It consists of (16).

마지막으로, 하부기판(6)과 중간기판(4)과 상부기판(2)을 순차적으로 적층하여 결합한 후(170), 상부기판(2)의 압력챔버(10)에 상응하는 위치, 즉 멤브레인에 해당하는 부분에 압전체(24)를 결합하여(172) 본 실시예에 따른 압전식 잉크젯 헤드의 제조를 완료한다.Finally, after the lower substrate 6, the intermediate substrate 4, and the upper substrate 2 are sequentially stacked and bonded (170), a position corresponding to the pressure chamber 10 of the upper substrate 2, that is, at the membrane The piezoelectric body 24 is coupled to the corresponding portion 172 to complete the manufacturing of the piezoelectric inkjet head according to the present embodiment.

후술하는 것과 같이, 반도체 제조공정을 응용하여 상부기판(2), 중간기판(4), 하부기판(6)을 실리콘 기판(1)을 식각하여 제작할 경우에는, 별도의 본딩제를 사용하지 않고 고온에서 가압하여 접합하는 방식인 실리콘 다이렉트 본딩으로 각 기판을 접합하는 것이 좋다(170). 이에 따라 헤드 내부에 수용된 잉크의 물리적, 화학적 성질에 반응하지 않고 내구성이 강한 헤드 구조를 얻을 수 있다.As described later, when the upper substrate 2, the intermediate substrate 4, and the lower substrate 6 are manufactured by etching the silicon substrate 1 by applying a semiconductor manufacturing process, a high temperature is not used without a separate bonding agent. Each substrate may be bonded to each other by silicon direct bonding, which is a method of pressing and bonding at (170). Accordingly, a durable head structure can be obtained without reacting to the physical and chemical properties of the ink contained in the head.

이하, 상부기판(2), 중간기판(4), 하부기판(6)의 보다 상세한 제조공정의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a more detailed manufacturing process of the upper substrate 2, the intermediate substrate 4, and the lower substrate 6 will be described.

압력챔버(10)가 형성되는 상부기판(2)을 제조하기 위해서는, 2개 층의 실리콘층이 산화막(3)을 사이에 두고 접합되는 실리콘 기판(1)을 사용하는 것이 좋다. 이 경우 하나의 실리콘층은 그 일부가 식각되어 압력챔버(10)를 형성할 부분이고, 나머지 하나의 실리콘층은 압력챔버(10)의 일면을 구성하여 멤브레인의 역할을 하는 부분이므로, 압력챔버(10)를 형성할 실리콘층은 압력챔버(10)의 높이만큼의 두께에 해당하도록, 멤브레인의 역할을 하게 될 실리콘층의 두께는 멤브레인의 두께에 해당하도록 하여 실리콘 기판(1)을 제작한다.In order to manufacture the upper substrate 2 on which the pressure chamber 10 is formed, it is preferable to use the silicon substrate 1 in which two layers of silicon layers are bonded with the oxide film 3 interposed therebetween. In this case, one silicon layer is a part of which a portion is etched to form the pressure chamber 10, and the other silicon layer forms a surface of the pressure chamber 10 to serve as a membrane, so that the pressure chamber ( 10) the silicon layer to be formed corresponds to the thickness of the pressure chamber 10, the thickness of the silicon layer to serve as the membrane corresponds to the thickness of the membrane to fabricate the silicon substrate (1).

상부기판(2)에는 압력챔버(10)와 잉크 유입구(22)가 형성될 수 있으며, 압력챔버(10)는 실리콘 기판(1)의 일부를 파냄으로써 형성되고, 잉크 유입구(22)는 실리콘 기판(1)의 다른 일부에 관통홀(11)을 천공함으로써 형성된다. 이를 위해, 도 4a의 (a)와 같이, 실리콘 기판(1)을 구성하는 2개의 실리콘층의 표면에 각각 포토 레지스트(5)를 도포한다(102). 포토 레지스트(5)는 감광성 물질을 포함하여 노광, 현상을 통해 원하는 부분만을 선택적으로 제거할 수 있는 재료이다.The upper substrate 2 may be formed with a pressure chamber 10 and an ink inlet 22, the pressure chamber 10 is formed by digging a portion of the silicon substrate 1, the ink inlet 22 is a silicon substrate It forms by drilling the through-hole 11 in another part of (1). To this end, as shown in FIG. 4A (a), the photoresist 5 is applied to the surfaces of the two silicon layers constituting the silicon substrate 1 (102). The photoresist 5 is a material including a photosensitive material that can selectively remove only a desired portion through exposure and development.

다음으로, 도 4a의 (b)와 같이, 압력챔버(10)의 높이에 해당하는 두께의 실리콘층에 도포된 포토 레지스트(5)를 노광, 현상을 통해 압력챔버(10)가 형성될 위치(9)만을 선택적으로 제거한다. 또한, 실리콘 기판(1)의 양면에 도포된 포토 레지스트(5)를 모두 노광, 현상하여 잉크 유입구(22)가 형성될 위치(21)만을 선택적으로 제거한다(104).Next, as shown in (b) of FIG. 4A, a position where the pressure chamber 10 is to be formed by exposing and developing the photoresist 5 coated on the silicon layer having a thickness corresponding to the height of the pressure chamber 10 ( 9) selectively remove only. In addition, the photoresist 5 applied to both surfaces of the silicon substrate 1 is exposed and developed to selectively remove only the position 21 at which the ink inlet 22 is to be formed (104).

다음으로, 도 4a의 (c)와 같이, 압력챔버(10)가 형성될 위치(9)의 실리콘층을 에칭하여 압력챔버(10)를 형성한다. 실리콘 기판의 표면에 대해 수직방향으로 식각하여 압력챔버를 형성할 경우에는 'ICP RIE(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching)'와 같이 직진성을 갖는 건식 에칭 공정을 적용하는 것이 좋 다.Next, as shown in (c) of FIG. 4A, the pressure chamber 10 is formed by etching the silicon layer at the position 9 at which the pressure chamber 10 is to be formed. When forming the pressure chamber by etching in a direction perpendicular to the surface of the silicon substrate, it is recommended to apply a dry etching process having a straightness such as 'ICP Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching'.

상부기판(2)을 제조하기 위한 실리콘 기판(1)은 압력챔버(10)의 높이에 해당하는 두께의 실리콘층과 멤브레인의 두께에 해당하는 실리콘층이 산화막(3)을 사이에 두고 접합된 구조로 되어 있으므로, 산화막(3)에 접합되는 실리콘층의 두께를 조절함으로써 압력챔버(10)의 크기 및 멤브레인의 두께를 조절할 수 있게 된다.The silicon substrate 1 for manufacturing the upper substrate 2 has a structure in which a silicon layer having a thickness corresponding to the height of the pressure chamber 10 and a silicon layer corresponding to the thickness of the membrane are bonded with an oxide film 3 interposed therebetween. Since the thickness of the silicon layer bonded to the oxide film 3 is adjusted, the size of the pressure chamber 10 and the thickness of the membrane can be adjusted.

잉크 유입구(22)가 형성될 위치(21)의 실리콘층을 에칭하여 산화막(3)으로 막혀 있는 잉크 유입구(22)를 형성한다(106). 마지막으로, 도 4a의 (d)와 같이, 실리콘 기판(1)의 표면에 잔존하는 포토 레지스트(5)를 박리하여 제거하고, 잉크 유입구(22)에 막혀 있는 산화막(3)을 제거한다(108). 이 과정에서 압력챔버(10)의 일면, 즉 멤브레인에 접해 있는 산화막(3)도 같이 제거할 수 있다.The silicon layer at the position 21 at which the ink inlet 22 is to be formed is etched to form an ink inlet 22 that is blocked by the oxide film 3 (106). Finally, as shown in FIG. 4A (d), the photoresist 5 remaining on the surface of the silicon substrate 1 is peeled off, and the oxide film 3 clogged in the ink inlet 22 is removed (108). ). In this process, one surface of the pressure chamber 10, that is, the oxide film 3 in contact with the membrane may be removed together.

중간기판(4)에 형성되는 필터부(12)는 중간기판(4)을 관통하는 복수의 관통홀(11)로 구성된다. 즉, 도 4b의 (e)와 같이, 실리콘 기판(1)의 일면에 포토 레지스트(5)를 도포하고(121), 노광 및 현상하여 복수의 관통홀(11)이 형성될 위치(8)만을 선택적으로 제거한다. 한편, 중간기판(4)에는 도 4b에 도시된 것처럼 압력챔버(10)로 공급되는 잉크를 저장하는 리저버(20)가 더 형성될 수 있는데, 리저버(20) 또한 관통홀(11)과 마찬가지로 중간기판(4)을 관통하도록 천공함으로써 형성된다. 따라서, 관통홀(11)을 형성하는 공정에 병행하여, 포토 레지스트(5)를 도포하고 리저버(20)가 형성될 위치(19)만을 선택적으로 제거한다(123).The filter part 12 formed in the intermediate substrate 4 is composed of a plurality of through holes 11 passing through the intermediate substrate 4. That is, as shown in (e) of FIG. 4B, the photoresist 5 is applied to one surface of the silicon substrate 1 (121), and is exposed and developed to only the position 8 at which the plurality of through holes 11 are to be formed. Optionally remove Meanwhile, the intermediate substrate 4 may further include a reservoir 20 for storing ink supplied to the pressure chamber 10, as shown in FIG. 4B. The reservoir 20 may also be formed in the middle of the intermediate substrate 4. It is formed by drilling through the substrate 4. Therefore, in parallel to the process of forming the through hole 11, the photoresist 5 is applied and only the position 19 where the reservoir 20 is to be formed is selectively removed (123).

전술한 바와 같이 관통홀(11)의 단면 형상을 육각형으로 하여 필터부(12)를 하니콤 구조로 형성하기 위해서는 포토 레지스트(5)를 하니콤 형태로 노광, 현상한 후 선택적으로 제거하는 것이 좋다. 또한, 관통홀(11)의 단면적이 노즐부의 단면적과 같도록, 또는 크거나 작도록 포토 레지스트(5)를 노광, 현상할 수 있다.As described above, in order to form the honeycomb structure of the filter portion 12 with the cross-sectional shape of the through hole 11 as a hexagon, it is preferable to selectively remove the photoresist 5 after exposure and development in the form of a honeycomb. . In addition, the photoresist 5 can be exposed and developed such that the cross-sectional area of the through hole 11 is equal to or larger than or smaller than the cross-sectional area of the nozzle portion.

다음으로, 도 4b의 (f)와 같이, 실리콘 기판(1)을 에칭하여 복수의 관통홀(11) 및 리저버(20)를 형성한다(125). 관통홀(11)은 잉크를 필터링하는 역할을 하므로 미세한 관(pipe)의 형상으로 형성되며, 따라서 전술한 'ICP RIE'와 같은 직진성이 있는 건식 에칭(dry etching) 공법으로 에칭하는 것이 좋다. 전술한 것과 같이 관통홀(11) 형성 공정에 병행하여 리저버(20)도 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4B (f), the silicon substrate 1 is etched to form the plurality of through holes 11 and the reservoir 20 (125). Since the through-hole 11 plays a role of filtering ink, the through-hole 11 is formed in the shape of a fine pipe. Therefore, the through-hole 11 may be etched by a dry etching method having a straightness such as 'ICP RIE'. As described above, the reservoir 20 may also be formed in parallel with the through-hole 11 forming process.

필터부(12)를 구성하는 복수의 관통홀(11)은 중간기판(4)을 관통하여 형성되므로, 관통홀(11)의 형상 및 길이는 중간기판(4)에 도포한 포토 레지스트(5)를 선택적으로 제거하는 형상 및 중간기판(4)의 두께를 조절함으로써 결정될 수 있다.Since the plurality of through holes 11 constituting the filter part 12 are formed through the intermediate substrate 4, the shape and length of the through holes 11 are applied to the intermediate substrate 4. It can be determined by adjusting the shape and the thickness of the intermediate substrate (4) to selectively remove.

다음으로, 도 4b의 (g)와 같이, 실리콘 기판(1)의 표면에 잔존하는 포토 레지스트(5)를 제거하고(127), 도 4b의 (h)와 같이, 실리콘 기판(1)의 표면에 산화막(3)을 형성(wet oxidation)하여(129), 중간기판(4)의 제작을 완료한다.Next, as shown in FIG. 4B (g), the photoresist 5 remaining on the surface of the silicon substrate 1 is removed (127), and as shown in FIG. 4B (h), the surface of the silicon substrate 1 is removed. An oxide film 3 is formed (wet oxidation) 129 to complete the manufacture of the intermediate substrate 4.

한편, 중간기판(4)에는 리저버(20)에 연결되어 리스트릭터(18)가 형성될 수 있으며, 리스트릭터(18)는 리저버(20)에 저장된 잉크가 압력챔버(10)로 공급되도록 하는 유로에 해당할 뿐만 아니라 압력챔버(10)로부터 가압된 잉크에 대해 노즐(16)에 상당하는 유동저항을 제공하는 부분이므로 실리콘 기판(1)을 일부 에칭하여 형성된다.On the other hand, the intermediate substrate 4 may be connected to the reservoir 20 to form a restrictor 18, the restrictor 18 is a flow path for supplying the ink stored in the reservoir 20 to the pressure chamber 10. In addition, the silicon substrate 1 may be partially etched because it is a portion that provides a flow resistance corresponding to the nozzle 16 with respect to the ink pressurized from the pressure chamber 10.

전술한 것과 같이 중간기판(4)을 제작하는 단계에 선행하거나, 병행하거나, 후행하여 중간기판(4)에 리스트릭터(18)를 형성하는 공정이 추가될 수 있다. 리스 트릭터(18)를 형성하기 위해서는, 도 4b의 (a)와 같이, 실리콘 기판(1)의 일부가 제거되는 쪽의 표면에 포토 레지스트(5) 도포하고(122), 도 4b의 (b)와 같이, 리스트릭터(18)가 형성될 위치(17)만을 선택적으로 제거한다(124).As described above, a process of forming the restrictor 18 on the intermediate substrate 4 may be added prior to, in parallel with, or subsequent to the step of manufacturing the intermediate substrate 4. In order to form the retarder 18, as shown in Fig. 4B (a), the photoresist 5 is applied to the surface on which the part of the silicon substrate 1 is removed (122), and Fig. 4B (b). Selectively removes only the location 17 at which the restrictor 18 is to be formed (124).

다음으로, 도 4b의 (c)와 같이, 포토 레지스트(5)가 제거된 부분의 실리콘 기판(1)을 에칭하여 리스트릭터(18)를 형성하고(126), 도 4b의 (d)와 같이, 실리콘 기판(1)의 표면에 잔존하는 포토 레지스트(5)를 제거한다(128). 리스트릭터(18)도 전술한 압력챔버(10)와 마찬가지로 실리콘 기판(1)의 표면에 대해 수직한 방향으로 형성하기 위해서는 건식 에칭 공정을 적용할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4B (c), the silicon substrate 1 of the portion where the photoresist 5 has been removed is etched to form the restrictor 18 (126), and as shown in FIG. 4B (d). The photoresist 5 remaining on the surface of the silicon substrate 1 is removed (128). Like the pressure chamber 10 described above, the restrictor 18 may also be subjected to a dry etching process in order to form it in a direction perpendicular to the surface of the silicon substrate 1.

전술한 복수의 관통홀(11) 및 리저버(20)는 중간기판(4)을 관통하여 형성되는 구조물이므로, 이러한 구조물이 형성된 후에는 실리콘 기판(1)의 양쪽면으로 관통홀(11)이 개방되게 된다. 따라서, 관통홀(11) 및 리저버(20)를 형성하기 이전에 리스트릭터(18)를 형성하는 것이 좋으며, 중간기판(4)에서 리스트릭터(18)가 형성된 면의 반대쪽 면에서 관통홀(11) 및 리저버(20) 형성 공정을 진행하는 것이 좋다.Since the plurality of through holes 11 and the reservoir 20 are formed through the intermediate substrate 4, the through holes 11 are opened to both sides of the silicon substrate 1 after the structure is formed. Will be. Therefore, it is preferable to form the restrictor 18 before the through hole 11 and the reservoir 20 are formed, and the through hole 11 is formed on the surface opposite to the surface on which the restrictor 18 is formed in the intermediate substrate 4. ) And the reservoir 20 forming process.

리스트릭터(18) 형성 이후에 관통홀(11) 및 리저버(20)를 형성하기 위해서는 도 4b의 (d)와 같이 리스트릭터(18)가 형성된 면의 포토 레지스트(5)를 제거하는 공정과 병행하여 그 반대쪽 면에 포토 레지스트(5)를 도포하는 것이 좋다.In order to form the through-hole 11 and the reservoir 20 after the formation of the restrictor 18, the process of removing the photoresist 5 on the surface on which the restrictor 18 is formed as shown in FIG. It is preferable to apply the photoresist 5 to the opposite side.

하부기판(6)에는 노즐부가 형성되며, 노즐부는 잉크액적이 토출되는 노즐(16)과, 노즐(16) 및 중간기판(4)의 필터부(12) 사이에서 잉크의 유로를 형성하는 콘부(14)로 구성된다. 필터부(12)의 폭이 노즐(16)의 폭보다 크기 때문에 콘 부(14)는 필터부(12)를 통과한 잉크를 노즐(16)로 유도하는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.A nozzle portion is formed in the lower substrate 6, and the nozzle portion forms a flow path of ink between the nozzle 16 through which ink droplets are discharged, and the filter portion 12 of the nozzle 16 and the intermediate substrate 4 ( 14). Since the width of the filter portion 12 is larger than the width of the nozzle 16, the cone portion 14 may be formed in a funnel shape to guide ink passing through the filter portion 12 to the nozzle 16.

하부기판(6)을 제조하기 위해서는, 실리콘 기판(1)의 일면에서 노즐(16)을 천공하고, 타면에서 콘부(14)를 형성하여 노즐(16)과 콘부(14)가 서로 연통되도록 한다. 노즐(16)은 단면의 형상, 직경 등 그 형상에 있어서 정밀도 및 정확성이 중요한 구조물에 해당하므로 직진성을 갖는 건식 에칭으로 형성하는 것이 좋고, 콘부(14)는 깔때기 형상으로 경사면을 갖도록 형성되어야 하므로 습식 에칭 공정을 적용하는 것이 좋으며, 따라서 실리콘 기판(1)의 양면에서 노즐(16)과 콘부(14)를 각각 형성하여 서로 연통되도록 하는 것이다.In order to manufacture the lower substrate 6, the nozzle 16 is drilled on one surface of the silicon substrate 1, and the cone portion 14 is formed on the other surface so that the nozzle 16 and the cone portion 14 communicate with each other. Since the nozzle 16 corresponds to a structure in which precision and accuracy are important in its shape such as the shape and diameter of the cross section, it is preferable to form the nozzle by dry etching having a straightness, and the cone part 14 must be formed to have an inclined surface in the shape of a funnel, so that it is wet. It is preferable to apply an etching process, so that the nozzles 16 and the cone portions 14 are formed on both sides of the silicon substrate 1 so as to communicate with each other.

먼저, 도 4c의 (a)와 같이, 실리콘 기판(1)의 표면에 산화막(SiO2)(3)을 형성하고(142), 도 4c의 (b)와 같이, 실리콘 기판(1)의 일면에 포토 레지스트(5)를 도포한 후(144), 노광, 현상하여 노즐(16)이 형성될 위치(15)의 포토 레지스트(5)를 제거하고, 도 4c의 (c)와 같이 산화막(3)을 선택적으로 제거한다(146).First, as shown in FIG. 4C (a), an oxide film (SiO 2 ) 3 is formed on the surface of the silicon substrate 1 (142), and as shown in FIG. 4C (b), one surface of the silicon substrate 1 After applying the photoresist 5 to the substrate 144, the photoresist 5 is removed by exposure and development to remove the photoresist 5 at the position 15 at which the nozzle 16 is to be formed, and the oxide film 3 as shown in FIG. ) Is optionally removed (146).

다음으로, 도 4c의 (d)와 같이, 실리콘 기판(1)을 직진성을 갖는 건식 에칭으로 식각하여 필요한 깊이만큼의 노즐(16)을 형성한다(148). 실리콘 기판(1)의 표면에 잔존하는 포토 레지스트(5)를 제거하고(150), 건식 에칭으로 인해 산화막(3)이 증착되어 있지 않은 노즐(16)의 내주면에 산화막(3)을 형성한다(152). 산화막(3)은 후술하는 콘부(14) 형성을 위한 습식 에칭 과정에서 에칭액이 노즐(16)의 내주면에 침투함으로써 노즐(16)이 손상되는 것으로부터 노즐(16)을 보호하는 역할 을 한다.Next, as shown in FIG. 4C (d), the silicon substrate 1 is etched by dry etching having straightness to form nozzles 16 of a required depth (148). The photoresist 5 remaining on the surface of the silicon substrate 1 is removed (150), and an oxide film 3 is formed on the inner circumferential surface of the nozzle 16 on which the oxide film 3 is not deposited due to dry etching ( 152). The oxide film 3 serves to protect the nozzle 16 from damaging the nozzle 16 by the penetration of the etchant into the inner circumferential surface of the nozzle 16 in the wet etching process for forming the cone portion 14 described later.

다음으로, 노즐(16)이 형성된 쪽의 반대쪽 면에서 콘부(14)가 형성되므로, 도 4c의 (e)와 같이, 노즐(16)이 형성된 쪽의 반대쪽 표면에 포토레지스트(5)를 도포하고(154), 노광, 현상하여 도 4c의 (f)와 같이 콘부(14)가 형성될 위치(13)를 선택적으로 제거한 후, 도 4c의 (g)와 같이 해당 부분의 산화막도 선택적으로 제거한다(156). 이 과정에서 실리콘 기판(1)의 노즐(16)이 형성된 쪽의 표면에는 에칭 레지스트(7)를 도포하여, 콘부(14) 형성을 위한 습식 에칭 과정에서 반대쪽면에 불필요한 에칭이 되지 않도록 한다.Next, since the cone portion 14 is formed on the side opposite to the side on which the nozzle 16 is formed, the photoresist 5 is applied to the surface opposite to the side on which the nozzle 16 is formed, as shown in Fig. 4C. 154, exposure and development to selectively remove the position 13 at which the cone portion 14 is to be formed, as shown in FIG. 4C, and then selectively remove the oxide film of the portion as shown in FIG. 4C. (156). In this process, an etching resist 7 is applied to the surface of the side on which the nozzle 16 of the silicon substrate 1 is formed so as to prevent unnecessary etching on the opposite side in the wet etching process for forming the cone portion 14.

다음으로, 도 4c의 (h)와 같이, 실리콘 기판(1)을 습식 에칭(wet etching)하여 콘부(14)를 형성한다(158). 습식 에칭은 에칭액(etchant)과 실리콘과의 화학반응에 의해 실리콘 기판(1)을 식각하는 과정이므로, 실리콘의 분자배열 각도에 의해 도 4c에 도시된 것과 같이 소정의 경사각을 갖도록 실리콘 기판(1)이 식각된다. 이와 같이 습식 에칭에 의해 콘부(14)를 형성하여 실리콘 기판(1)의 반대쪽 면에 형성되어 있는 노즐(16)과 연통시킨다. 이로써 콘부(14)와 그에 연결된 노즐(16)에 의해 하부기판(6)을 관통하는 노즐부가 형성된다.Next, as shown in FIG. 4C (h), the silicon substrate 1 is wet etched to form the cone portion 14 (158). Since wet etching is a process of etching the silicon substrate 1 by a chemical reaction between an etchant and silicon, the silicon substrate 1 has a predetermined inclination angle as shown in FIG. 4C by the molecular arrangement angle of silicon. Is etched. Thus, the cone part 14 is formed by wet etching, and it communicates with the nozzle 16 formed in the opposite surface of the silicon substrate 1. As shown in FIG. As a result, the nozzle portion penetrating the lower substrate 6 is formed by the cone portion 14 and the nozzle 16 connected thereto.

다음으로, 도 4c의 (i)와 같이, 실리콘 기판(1)의 표면에 잔존하는 포토 레지스트(5) 및 산화막(3)을 제거하고(160), 도 4c의 (j)와 같이, 실리콘 기판(1)의 표면에 산화막(3)을 성장시켜(162) 하부기판(6)의 제작을 완료한다.Next, as shown in FIG. 4C (i), the photoresist 5 and the oxide film 3 remaining on the surface of the silicon substrate 1 are removed (160), and as shown in FIG. 4C (j), the silicon substrate is removed. The oxide film 3 is grown on the surface of (1) (162) to complete the fabrication of the lower substrate 6.

여기에서는 노즐(16)을 형성한 후 콘부(14)를 형성하여 노즐(16)과 콘부(14)를 연통시키는 공정을 예로 들어 설명하였으나, 이와 반대로 콘부(14)를 먼저 형성 하고 노즐(16)을 형성하여 노즐(16)과 콘부(14)를 연통시키는 것도 가능함은 물론이다.Here, the process of communicating the nozzle 16 and the cone portion 14 by forming the cone portion 14 after forming the nozzle 16 has been described as an example. In contrast, the cone portion 14 is first formed and the nozzle 16 is formed. Of course, it is also possible to form a communication between the nozzle 16 and the cone portion 14.

이와 같이 상부기판(2), 중간기판(4), 하부기판(6)을 각각 제작한 후에는, 도 5의 (a)와 같이 기판들을 순차적으로 적층하고, 도 5의 (b)와 같이 실리콘 다이렉트 본딩에 의해 접합한 후, 도 5의 (c)와 같이 압력챔버(10)의 위치에 상응하는 상부기판(2)의 표면, 즉 멤브레인상에 압전체(24)를 결합한다. 이로써 압전식 잉크젯 헤드가 제조될 수 있다.After fabricating the upper substrate 2, the intermediate substrate 4, and the lower substrate 6 as described above, the substrates are sequentially stacked as shown in FIG. 5 (a), and the silicon as shown in FIG. 5 (b). After bonding by direct bonding, the piezoelectric body 24 is bonded onto the surface of the upper substrate 2 corresponding to the position of the pressure chamber 10, that is, the membrane, as shown in FIG. This allows a piezoelectric inkjet head to be produced.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 잉크젯 헤드의 노즐부에 노즐의 단면적에 상당하는 단면적을 갖는 복수의 관통홀을 자체적으로 구비하여 먼지나 잉크 내에서 응집된 이물질 등을 필터링함으로써, 잉크젯 헤드의 노즐이 막히는 현상을 방지하고, 산업용 잉크젯 헤드의 수명을 연장하며, 안정적인 토출 성능을 확보할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention as described above, by providing a plurality of through-holes having a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the nozzle in the nozzle portion of the inkjet head by itself to filter dust or foreign matter aggregated in the ink, The nozzle of the inkjet head can be prevented from clogging, the life of the industrial inkjet head can be extended, and stable discharge performance can be ensured.

Claims (21)

잉크를 수용하며, 체적의 감소에 의해 상기 잉크에 압력을 가하는 압력챔버와;A pressure chamber which contains ink and pressurizes the ink by volume reduction; 상기 압력챔버의 일부에 연결되며, 상기 잉크의 유로를 형성하는 복수의 관통홀을 포함하는 필터부와;A filter part connected to a part of the pressure chamber and including a plurality of through holes forming a flow path of the ink; 상기 필터부에 연결되며, 잉크 액적이 토출되도록 하는 노즐부를 포함하되,A nozzle part connected to the filter part and configured to discharge ink droplets, 상기 압력챔버의 일면에는 멤브레인이 형성되며, 상기 멤브레인의 구동에 의해 상기 압력챔버의 체적이 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.The membrane is formed on one surface of the pressure chamber, the inkjet head, characterized in that the volume of the pressure chamber is increased or decreased by the driving of the membrane. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 멤브레인에 압전체가 결합되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.An inkjet head, characterized in that the piezoelectric body is coupled to the membrane. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압력챔버의 다른 일부에 연결되며, 상기 잉크가 상기 압력챔버로 공급되도록 하는 유로를 형성하는 리스트릭터(restrictor)를 더 포함하는 잉크젯 헤드.And a restrictor connected to another portion of the pressure chamber, the restrictor forming a flow path for supplying the ink to the pressure chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 관통홀의 단면은 육각형이며, 상기 필터부는 하니콤(honeycomb) 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.The cross-section of the through hole is hexagonal, the ink jet head, characterized in that formed in a honeycomb (honeycomb) structure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 관통홀은 상기 노즐부의 단면적에 상응하는 단면적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.The through-holes are formed to have a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the nozzle portion. (a) 제1 기판에, 잉크를 수용하며 체적의 감소에 의해 상기 잉크에 압력을 가하는 압력챔버를 형성하는 단계;(a) forming a pressure chamber in the first substrate, the pressure chamber containing ink and pressurizing the ink by volume reduction; (b) 제2 기판에, 상기 압력챔버의 일부에 연결되며 상기 잉크의 유로를 형성하는 복수의 관통홀을 포함하는 필터부를 형성하는 단계;(b) forming a filter part on the second substrate, the filter part including a plurality of through holes connected to a part of the pressure chamber and forming a flow path of the ink; (c) 제3 기판에, 상기 필터부에 연결되며 잉크 액적이 토출되도록 하는 노즐부를 형성하는 단계; 및(c) forming a nozzle unit on the third substrate, the nozzle unit being connected to the filter unit and discharging ink droplets; And (d) 상기 제1 기판, 상기 제2 기판, 상기 제3 기판을 순차적으로 적층하여 결합하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법.and (d) sequentially stacking and bonding the first substrate, the second substrate, and the third substrate. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 단계 (a)는,Step (a) is, (a1) 제1 실리콘층과 제2 실리콘층이 산화막을 개재하여 접합된 실리콘 기판의 상기 제1 실리콘층에 제1 포토 레지스트를 도포하는 단계;(a1) applying a first photoresist to the first silicon layer of the silicon substrate where the first silicon layer and the second silicon layer are bonded through an oxide film; (a2) 상기 압력챔버가 형성될 위치에 상응하여 상기 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계;(a2) selectively removing the first photoresist corresponding to the position where the pressure chamber is to be formed; (a3) 상기 제1 실리콘층을 에칭하여 상기 압력챔버를 형성하는 단계; 및(a3) etching the first silicon layer to form the pressure chamber; And (a4) 상기 제1 실리콘층의 표면에 잔존하는 상기 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.(a4) removing the photoresist remaining on the surface of the first silicon layer. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 실리콘 기판을 관통하는 잉크 유입구가 더 형성되며,An ink inlet penetrating the silicon substrate is further formed, 상기 단계 (a1)은, 상기 제2 실리콘층에 제2 포토 레지스트를 도포하는 단계를 더 포함하고,The step (a1) further comprises applying a second photoresist to the second silicon layer, 상기 단계 (a2)는, 상기 잉크 유입구가 형성될 위치에 상응하여 상기 제1 포 토 레지스트 및 상기 제2 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하며,Step (a2) further includes the step of selectively removing the first photoresist and the second photoresist corresponding to the position where the ink inlet is to be formed, 상기 단계 (a3)은, 상기 잉크 유입구가 형성될 위치에 상응하여 제1 실리콘층 및 상기 제2 실리콘층을 에칭하는 단계를 더 포함하고,The step (a3) further includes etching the first silicon layer and the second silicon layer corresponding to the position where the ink inlet is to be formed, 상기 단계 (a4)는, 상기 잉크 유입구가 형성될 위치에 잔존하는 상기 산화막을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.The step (a4) further comprises the step of removing the oxide film remaining at the position where the ink inlet is to be formed. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 단계 (b)는,Step (b) is, (b1) 실리콘 기판의 일면에 제1 포토 레지스트를 도포하는 단계;(b1) applying a first photoresist to one surface of the silicon substrate; (b2) 상기 복수의 관통홀이 형성될 위치에 상응하여 상기 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계;(b2) selectively removing the first photoresist corresponding to a position where the plurality of through holes are to be formed; (b3) 상기 실리콘 기판을 건식 에칭하여 상기 복수의 관통홀을 형성하는 단계; 및(b3) dry etching the silicon substrate to form the plurality of through holes; And (b4) 상기 실리콘 기판의 표면에 잔존하는 상기 제1 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.(b4) removing the first photoresist remaining on the surface of the silicon substrate. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 관통홀의 단면은 육각형이며, 상기 필터부는 하니콤(honeycomb) 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.The cross-section of the through-hole is hexagonal, the filter unit is characterized in that the honeycomb (honeycomb) structure formed inkjet head manufacturing method. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 관통홀은 상기 노즐부의 단면적에 상응하는 단면적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.And the through-holes are formed to have a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the nozzle unit. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 실리콘 기판을 관통하며, 상기 압력챔버로 공급되는 잉크를 저장하는 리저버(reservoir)가 더 형성되며,A reservoir penetrating the silicon substrate and storing ink supplied to the pressure chamber is further formed. 상기 단계 (b2)는, 상기 리저버가 형성될 위치에 상응하여 상기 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하며,Step (b2) further includes the step of selectively removing the first photoresist corresponding to the position where the reservoir is to be formed, 상기 단계 (b3)은, 상기 실리콘 기판을 건식 에칭하여 상기 리저버를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.The step (b3) further comprises the step of dry etching the silicon substrate to form the reservoir. 제10항 또는 제11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, wherein 상기 단계 (b)는 상기 단계 (b4) 이후에, 상기 실리콘 기판의 표면에 산화막 을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.The step (b) after the step (b4), further comprising the step of forming an oxide film on the surface of the silicon substrate. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 실리콘 기판에는 상기 압력챔버에 상기 잉크가 공급되는 유로인 리스트릭터가 더 형성되며,The silicon substrate further includes a restrictor that is a flow path through which the ink is supplied to the pressure chamber, 상기 단계 (b)는,Step (b) is, (b5) 상기 실리콘 기판의 타면에 제2 포토 레지스트를 도포하는 단계;(b5) applying a second photoresist to the other surface of the silicon substrate; (b6) 상기 리스트릭터가 형성될 위치에 상응하여 상기 제2 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계;(b6) selectively removing the second photoresist corresponding to the location where the restrictor is to be formed; (b7) 상기 리스트릭터가 형성될 위치에 상응하여 상기 실리콘 기판을 에칭하는 단계; 및(b7) etching the silicon substrate corresponding to the position where the restrictor is to be formed; And (b8) 상기 실리콘 기판의 타면에 잔존하는 상기 제2 포토 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.(b8) removing the second photoresist remaining on the other surface of the silicon substrate. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 노즐부는 잉크 액적이 토출되는 노즐과, 일단이 상기 노즐에 연결되고 타단이 상기 필터부에 연결되는 콘(cone)부로 이루어지며,The nozzle part is composed of a nozzle for discharging ink droplets, and a cone part of which one end is connected to the nozzle and the other end is connected to the filter part. 상기 단계 (c)는,Step (c) is, (c1) 실리콘 기판의 일면에 제1 포토 레지스트를 도포하는 단계;(c1) applying a first photoresist to one surface of the silicon substrate; (c2) 상기 노즐이 형성될 위치에 상응하여 상기 제1 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계;(c2) selectively removing the first photoresist corresponding to the position where the nozzle is to be formed; (c3) 상기 실리콘 기판을 건식 에칭하여 상기 노즐을 형성하는 단계; 및(c3) dry etching the silicon substrate to form the nozzle; And (c4) 상기 실리콘 기판의 표면에 잔존하는 상기 제1 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.(c4) removing the first photoresist remaining on the surface of the silicon substrate. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 단계 (c1) 이전에, 상기 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하고,Before the step (c1), further comprising the step of forming an oxide film on the surface of the silicon substrate, 상기 단계 (c2)는 상기 제1 포토 레지스트가 제거된 부분의 산화막을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하며,Step (c2) further includes the step of selectively removing the oxide film of the portion from which the first photoresist has been removed, 상기 단계 (c3) 이후에, 상기 노즐이 형성된 부분의 상기 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.After the step (c3), further comprising the step of forming an oxide film on the surface of the silicon substrate of the portion where the nozzle is formed. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 단계 (c)는 상기 단계 (c4) 이후에,Step (c) is after the step (c4), (c5) 상기 실리콘 기판의 일면에 에칭 레지스트를 도포하고, 상기 실리콘 기판의 타면에 제2 포토 레지스트를 도포하는 단계;(c5) applying an etching resist to one surface of the silicon substrate and applying a second photo resist to the other surface of the silicon substrate; (c6) 상기 콘부가 형성될 위치에 상응하여 상기 제2 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계;(c6) selectively removing the second photoresist corresponding to the position where the cone portion is to be formed; (c7) 상기 실리콘 기판을 습식 에칭하여 상기 콘부를 형성하는 단계; 및(c7) wet etching the silicon substrate to form the cone portion; And (c8) 상기 실리콘 기판의 표면에 잔존하는 상기 제2 포토 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.and (c8) removing the second photoresist remaining on the surface of the silicon substrate. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 단계 (c6)는 상기 제2 포토 레지스트가 제거된 부분의 산화막을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하고,Step (c6) further includes the step of selectively removing the oxide film of the portion from which the second photoresist has been removed, 상기 단계 (c8) 이후에, 상기 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.After the step (c8), further comprising the step of forming an oxide film on the surface of the silicon substrate. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판은 실리콘 기판을 가공하여 형성되며, 상기 단계 (d)는 실리콘 다이렉트 본딩(silicon direct bonding)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.And said first substrate, said second substrate and said third substrate are formed by processing a silicon substrate, and said step (d) is performed by silicon direct bonding. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 단계 (d) 이후에,After step (d) above, 상기 압력챔버가 형성된 위치에 상응하여 상기 제1 기판에 압전체를 결합하는 단계를 더 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법.Coupling a piezoelectric body to the first substrate corresponding to the position where the pressure chamber is formed.
KR1020060057684A 2006-06-26 2006-06-26 Inkjet head and manufacturing method thereof KR100773983B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060057684A KR100773983B1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Inkjet head and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060057684A KR100773983B1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Inkjet head and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100773983B1 true KR100773983B1 (en) 2007-11-08

Family

ID=39061074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060057684A KR100773983B1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Inkjet head and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100773983B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017170836A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Inkjet head and inkjet device
JP2021138019A (en) * 2020-03-04 2021-09-16 セイコーエプソン株式会社 Liquid discharge head and liquid discharge device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5489930A (en) 1993-04-30 1996-02-06 Tektronix, Inc. Ink jet head with internal filter
JPH08230192A (en) * 1986-04-28 1996-09-10 Hewlett Packard Co <Hp> Production of thermal ink jet print head
KR20050052391A (en) * 2003-11-28 2005-06-02 캐논 가부시끼가이샤 Method of manufacturing ink jet recording head, ink jet recording head, and ink jet cartridge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08230192A (en) * 1986-04-28 1996-09-10 Hewlett Packard Co <Hp> Production of thermal ink jet print head
JP2716418B2 (en) * 1986-04-28 1998-02-18 ヒューレット・パッカード・カンパニー Manufacturing method of thermal ink jet print head
US5489930A (en) 1993-04-30 1996-02-06 Tektronix, Inc. Ink jet head with internal filter
KR20050052391A (en) * 2003-11-28 2005-06-02 캐논 가부시끼가이샤 Method of manufacturing ink jet recording head, ink jet recording head, and ink jet cartridge

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017170836A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Inkjet head and inkjet device
JP2021138019A (en) * 2020-03-04 2021-09-16 セイコーエプソン株式会社 Liquid discharge head and liquid discharge device
JP7543661B2 (en) 2020-03-04 2024-09-03 セイコーエプソン株式会社 LIQUID EJECTION HEAD AND LIQUID EJECTION APPARATUS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100906804B1 (en) Nozzle plate, ink jet head and manufacturing method of the same
KR101273436B1 (en) Print head nozzle formation
KR100897558B1 (en) Ink jet head and manufacturing method of the same
EP0924077B1 (en) A filter formed as part of a heater chip for removing contaminants from a fluid and a method for forming same
US7901064B2 (en) Ink jet recording head with ink filter formed of a plurality of stacked films
US6267251B1 (en) Filter assembly for a print cartridge container for removing contaminants from a fluid
US20090147049A1 (en) Nozzle plate of inkjet printhead and method of manufacturing the same
TW201307091A (en) Non-wetting coating on a fluid ejector
US6951383B2 (en) Fluid ejection device having a substrate to filter fluid and method of manufacture
KR20070009728A (en) Elongated filter assembly
KR100773983B1 (en) Inkjet head and manufacturing method thereof
JP6944544B2 (en) Nozzle device and its manufacturing method
US9061501B2 (en) Manufacturing method of liquid ejecting head
JP4548716B2 (en) Liquid jet recording head and manufacturing method thereof
JP2009525898A (en) Print head and manufacturing method thereof
US20090186190A1 (en) Silicon filter
JP2006082250A (en) Inkjet head and its manufacturing method
JP2009525899A (en) Printhead manufacturing method
WO2008075715A1 (en) Method of producing nozzle plate for liquid discharge head, nozzle plate for liquid discharge head, and liquid discharge head
JP2006150349A (en) Method for manufacturing filter
KR20110107595A (en) Manufacturing method of inkjet print head
EP3978251B1 (en) Inkjet head, method for manufacturing same, and image formation device
US8714707B2 (en) Method of making hole in substrate, substrate, nozzle plate and ink jet head
JP2008213159A (en) Ejection head and ejector
WO2020170319A1 (en) Nozzle plate and manufacturing method thereof, inkjet head, and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121002

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130916

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151005

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee