專利名稱：利用微影蝕刻制程制作噴墨式打印頭的噴孔片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨式打印頭(inkjet print head)的噴孔片(nozzleplate)的制作方法，特別是一種利用微影蝕刻制程制作噴孔(nozzle orifice)的方法。
噴墨式打印技術(shù)的品質(zhì)主要取決于打印頭的噴孔的物理特性，如噴孔的底切輪廓與開口形狀，這會影響到墨水液滴的體積、軌道、噴射速度等等。早期技術(shù)是采用平板印刷電鑄(lithographic electroforming)制程或是其它電化學(xué)加工成型方法，以制作成一種金屬噴孔片。然而，這種電鑄方式會產(chǎn)生以下缺點(diǎn)第一，不易精確控制制程條件，如應(yīng)力、電鍍厚度；第二，噴孔的形狀、尺寸等設(shè)計(jì)選擇性受到限制；第三，制程成本過高，不能滿足大量生產(chǎn)的需求；第四，易發(fā)生墨水腐蝕噴孔片的問題，雖然可以在噴孔片表面上電鍍金(Au)以延緩腐蝕現(xiàn)象，但需耗費(fèi)更多成本。為了解決上述問題，現(xiàn)今技術(shù)改用準(zhǔn)分子激光(excimer laser)處理方式來制作噴孔，但是這又會遇到失準(zhǔn)(misalignment)、設(shè)備過于龐大與昂貴等問題。
該方法是以壓膜、曝光、微影、蝕刻等步驟直接在硅芯片上制作噴孔，從而可以有效控制噴孔的位置、口徑、形狀，進(jìn)而獲得高分辨率的噴墨品質(zhì)。
本發(fā)明的制作噴墨式打印頭的噴孔的方法，是先在一硅芯片表面上形成一第一薄膜，其中第一薄膜內(nèi)包含有一第一開口，位于硅芯片的一個(gè)致動(dòng)組件的上方。然后，依序在第一薄膜上形成一第二薄膜以及一光阻層，其中光阻層內(nèi)包含有一第二開口，位于該第一開口上方。接著，進(jìn)行蝕刻制程以去除第二開口下方的第二薄膜，進(jìn)而在第二薄膜內(nèi)形成一孔洞，可使第一開口與孔洞連通。


圖1至圖6是本發(fā)明的制作噴墨式打印頭的噴孔的方法示意圖。首先，如圖1所示，提供一硅芯片10，其表面上包含有至少一致動(dòng)組件12(例如薄膜加熱器)，然后利用壓膜或是其它沉積方式，在硅芯片10表面上覆蓋一第一薄膜14，其材質(zhì)可選用具有感旋光性的高分子材料，例如環(huán)氧樹脂(epoxy)、酚樹酯(novolak)、丙烯酸脂(arcylate)、聚酰亞胺(polyimide)、聚酰胺(polyamide)或是感光高分子(photosensitive polymer)材質(zhì)。接著，如圖2所示，對第一薄膜14的預(yù)定區(qū)域進(jìn)行曝光與顯影制程，以在第一薄膜14內(nèi)而形成一第一開口16，其位置是對應(yīng)在致動(dòng)組件12的上方。跟著，如圖3所示，利用壓膜或是其它沉積方式，在第一薄膜14上覆蓋一第二薄膜18，再在第二薄膜18表面上涂布一光阻層20，其中第二薄膜18之材質(zhì)可選用高分子材料，例如環(huán)氧樹脂、酚樹酯、丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺或是感光高分子材質(zhì)。
之后，如圖4所示，對光阻層20進(jìn)行曝光與顯影制程，以在光阻層20內(nèi)形成一第二開口22，其位置相對位于第一開口16的上方，且開口22的口徑小于第一開口16的口徑。接下來，如圖5所示，進(jìn)行電漿干蝕刻制程，是以氧氣作為主要蝕刻氣體，將開口22下方的第二薄膜18去除，以在第二薄膜18內(nèi)形成于一孔洞24，可使第孔洞24與第一開口16相連通。最后，如第6圖所示，將光阻層20去除，則孔洞24可供作為本發(fā)明的噴孔。
與現(xiàn)有技術(shù)以電鑄方式制作的噴孔片相比較，本發(fā)明是采用壓膜、微影、蝕刻等步驟在第二薄膜18中制作噴孔24，其開口直徑可縮小至約1μm，因此同一列的噴孔24數(shù)目可多達(dá)10000個(gè)以上，將有助于提高噴孔24的集成度。而且，本發(fā)明方法可有效控制噴孔24的底切輪廓以及相鄰噴孔的排列位置，可提供極高分辨率的噴墨品質(zhì)。此外，本發(fā)明直接在硅芯片10上進(jìn)行微影蝕刻制程，其制程簡易且成本低廉，符合商業(yè)化大量生產(chǎn)的需求。
雖然本發(fā)明已通過一較佳實(shí)施例揭露如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉該技術(shù)的人士在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可能進(jìn)行一些變化和潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍的界定應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，包括下列步驟提供一硅芯片，其包含有至少一致動(dòng)組件；在該硅芯片表面上形成一第一薄膜，該第一薄膜內(nèi)包含有一第一開口，位于該致動(dòng)組件上方；在該第一薄膜上覆蓋一第二薄膜；在該第二薄膜上形成一光阻層，該光阻層內(nèi)包含有一第二開口，位于該第一開口上方；以及進(jìn)行蝕刻制程，將該光阻層的開口下方的該第二薄膜去除，以在該第二薄膜內(nèi)形成一孔洞，以使該第一開口與該孔洞連通。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中所述的第一開口的制作方法包含有下列步驟在該硅芯片表面上覆蓋該第一薄膜；以及對該第一薄膜進(jìn)行曝光與顯影制程，以在該第一薄膜內(nèi)形成該第一開口，且該第一開口位于該致動(dòng)組件的上方。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中所述的第二開口的制作方法包含有下列步驟在該第二薄膜上涂布該光阻層；以及對該光阻層進(jìn)行曝光與顯影制程，以于該光阻層內(nèi)形成該第二開口，并使該第二開口位于該第一開口上方。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中，制作完成所述的孔洞之后，另包含有一步驟去除該光阻層。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中所述的蝕刻制程是電漿干蝕刻制程。
6.如權(quán)利要求5所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中所述的電漿干蝕刻制程是以氧氣作為主要蝕刻氣體。
7.如權(quán)利要求1所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中所述的第一薄膜的材質(zhì)是高分子材質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中所述的第二薄膜之材質(zhì)是高分子材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，其中所述的致動(dòng)組件是一薄膜加熱器。
全文摘要
一種噴墨式打印頭的噴孔片的制作方法，是先在一硅芯片表面上形成一第一薄膜，其中第一薄膜內(nèi)包含有一第一開口，位于硅芯片的一個(gè)致動(dòng)組件上方。然后，依序在第一薄膜上形成一第二薄膜以及一光阻層，其中光阻層內(nèi)包含有一第二開口，位于該第一開口上方。接著，進(jìn)行蝕刻制程以去除第二開口下方的第二薄膜，進(jìn)而在第二薄膜內(nèi)形成一孔洞，可使第一開口與孔洞連通。
文檔編號B41J2/16GK1446691SQ02107870
公開日2003年10月8日 申請日期2002年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月25日
發(fā)明者林劉恭, 楊明勛, 楊長謀, 陳貴銓 申請人:飛赫科技股份有限公司