喷墨头衬底、喷墨头及制造喷墨头衬底的方法技术

本发明专利技术提供了一种喷墨头衬底、一种喷墨头和一种制造喷墨头衬底的方法。该喷墨头衬底包括具有油墨喷射区的衬底。层间绝缘层形成在衬底上。在所述层间绝缘层上设置多个压力生成元件以形成预定阵列，该压力生成元件产生压力以喷射油墨。加热衬底的分段加热器设置在衬底上的预定位置。分段加热器通过加热器线路彼此电连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的总体构思涉及一种喷墨头衬底、一种喷墨头以及制造该喷墨头衬底的方法，尤其涉及一种配备有多个加热衬底的分段加热器(segmentheater)的喷墨头衬底、配备有该喷墨头衬底的喷墨头，以及制造该喷墨头衬底的方法。
技术介绍
通常，热喷墨头在衬底上使用多个发热电阻作为电热换能器，以便通过瞬间加热油墨生成气泡，由此从喷墨头喷射墨滴。该多个发热电阻位于墨室中，在加热之前油墨暂时存储在墨室中。墨室中的油墨通过喷嘴被发热电阻产生的压力喷射到记录媒质上，该喷嘴与墨室流体相通(in fluidcommunication)。喷墨头在衬底上制作，衬底的温度影响着喷墨头的性能。亦即，当衬底温度低于环境温度时，在衬底温度超过预定温度之前不能喷射油墨。此外，当衬底温度达到高水平时，由于油墨粘性降低以及油墨物理特性的变化，喷射的油墨尺寸变大了。墨滴尺寸的增大导致了所打印图像质量的劣化。当衬底温度达到更高水平时，由于喷嘴中产生的气泡，喷嘴可能会暂时无法喷射墨滴。油墨可能被烧完。因此，衬底温度应当得到精确控制。为此，在衬底的预定区域形成用于检测衬底温度的温度传感器和用于加热衬底的衬底加热器。在授予Ishinaga等人的、题为“Ink Jet Substrate Including PluralTemperature Sensors and Heaters(包括多个温度传感器和加热器的喷墨头衬底)”的美国专利No.5175565中公开了一种配备有温度传感器和衬底加热器的喷墨头衬底。根据美国专利No.5175565，温度传感器使用诸如二极管或晶体三极管之类的耐热器件。温度传感器设置在喷墨头衬底的两端，而用于加热喷墨头衬底的加热器设置在喷墨头衬底两端的剩余部分。此外，在加热器之间在喷墨头衬底上配备有包括用于生成热能以喷射油墨的发热电阻的油墨喷射区。当喷墨头衬底的温度低时，加热器工作以根据从温度传感器检测到的温度将喷墨头衬底加热到适当的温度。此外，当喷墨头衬底的温度高得异常时，打印操作就停止，直到喷墨头衬底的温度降低到适当温度为止。根据美国专利No.5175565，加热器与发射电阻由相同的材料层通过相同工艺形成。该工艺可以包括在衬底上形成高电阻金属层和金属线路层，构图该高电阻金属层和金属线路层以形成线路图案，以及部分地除去该线路图案的金属线路层以暴露该高电阻金属层的预定区域。该金属线路层是通过光工艺和湿法蚀刻工艺部分除去的。通过部分地除去该金属线路层，同时在油墨喷射区形成了发热电阻并在油墨喷射区的两端形成了衬底加热器。发热电阻和衬底加热器为高电阻金属层的暴露区域。不过，一般形成的衬底加热器的面积宽于发热电阻的面积，以便加热整个喷墨头衬底。因此，在通过如上所述的相同湿法蚀刻工艺暴露发热电阻和衬底加热器时，可能会出现一个问题。即，当基于发热电阻区域进行湿法蚀刻工艺时，面积比发热电阻的面积宽的衬底加热器可能得不到充分暴露。结果，衬底加热器可能无法执行固有的功能。此外，当单独执行暴露发热电阻的工艺和暴露加热器的湿法蚀刻工艺时，工艺变得过于复杂。此外，加热器是形成在喷墨头衬底的两端的。因此，可能难以均匀加热整个喷墨头衬底，尤其是，在实际喷射油墨的油墨喷射区中，可能难以控制喷墨头衬底的温度。
技术实现思路
本专利技术的总体构思提供了一种衬底加热器具有改善的可靠性的喷墨头衬底。本专利技术的总体构思提供了一种具有该喷墨头衬底的喷墨头。本专利技术的总体构思提供了一种制造该喷墨头衬底的方法。本专利技术的总体构思的其他方面和优点中的一部分将在后面的描述中阐明，另一部分可以从描述中明了，或者可以通过实践本专利技术的总体构思习得。本专利技术的总体构思的上述和/或其他方面和优点通过提供一种喷墨头衬底而实现，该喷墨头衬底具有加热具有油墨喷射区的衬底的多个分段加热器。层间绝缘层可以设置在衬底上。产生压力喷射油墨的多个压力生成元件可以设置在层间绝缘层上，以形成压力生成元件的预定阵列。加热衬底的多个分段加热器可以设置在衬底上的预定位置。分段加热器可以通过加热器线路彼此电连接。可以设置分段加热器以在油墨喷射区两端外围部分处的层间绝缘层上形成矩阵阵列。此外，感温线可以成线形掩埋在层间绝缘层中，位于邻近压力生成元件处。感温线可以由铝制作。层间绝缘层可以包括依次堆叠在衬底上的下层间绝缘层和上层间绝缘层，而分段加热器可以设置在下层间绝缘层上，位于邻近压力生成元件处。此外，感温线可以设置在间置于上层间绝缘层和下层间绝缘层之间的中层间绝缘层上，成线形位于邻近压力生成元件处。感温线可以由铝制作。分段加热器可以由选自包括钽(Ta)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锆(Zr)和铪(Hf)的组选出的任意金属或包括所选金属的合金制成。还可以使用其他材料制作分段加热器。压力生成元件可以由与分段加热器相同的材料制作。此外，加热器线路可以由铝制作。分段加热器可以具有基本等于压力生成元件的面积。本专利技术的总体构思的上述和/或其他方面和优点还可以通过提供一种喷墨头衬底而实现，该喷墨头衬底包括具有油墨喷射区的喷墨头衬底。层间绝缘层可以设置在衬底上。产生压力喷射油墨的多个压力生成元件设置在油墨喷射区的层间绝缘层上，以形成压力生成元件的预定阵列。加热衬底的分段加热器可以设置在衬底的预定位置。分段加热器可以通过加热器线路彼此电连接。钝化层可以设置在具有压力生成元件、分段加热器和加热器线路的衬底上。可以设置油墨供给通道使之穿过衬底、层间绝缘层和邻接压力生成元件的钝化层。流动通路形成体可以设置在钝化层上，以界定被用作油墨流动通道的油墨流动通道。多个喷嘴穿过流动通路形成体，对应于压力生成元件。本专利技术的总体构思的上述和/或其他方面和优点还可以通过提供一种制造喷墨头衬底的方法而实现。该方法包括制备具有油墨喷射区的衬底。层间绝缘层可以形成在衬底上。多个产生压力以喷射油墨的压力生成元件可以形成在油墨喷射区的层间绝缘层上。加热衬底的多个分段加热器以及电连接至分段加热器的加热器线路可以形成在衬底的预定位置处。可以以矩阵阵列形式将分段加热器形成在油墨喷射区两端外围部分处的层间绝缘层上。分段加热器可以形成并掩埋在层间绝缘层中，位于邻近压力生成元件处。分段加热器可以由选自包括钽(Ta)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锆(Zr)和铪(Hf)的组选出的任意金属或包括所选金属的合金制成。可选地，还可以使用其他材料制作分段加热器。压力生成元件可以由与分段加热器相同的材料制作。此外，加热器线路可以由铝制作。分段加热器可以具有基本等于压力生成元件的面积。附图说明通过结合附图在下文描述实施例，本专利技术的总体构思的这些和/或其他方面以及优点将变得明显且更易于理解，附图中图1是根据本专利技术的总体构思的实施例的喷墨头平面图；图2是图1所示的油墨喷射区的部分R1的放大平面图；图3A是图1所示的分段加热器H的放大平面图；图3B是图3A的电路图；图4A是根据本专利技术的总体构思的另一实施例的分段加热器的平面图；图4B是图4A的电路图；图5到9是示出根据本专利技术总构思的实施例的制造喷墨头的方法的截面图；图10是根据本专利技术的总体构思的实施例的喷墨头平面图；图11是图10所示的油墨喷射区的部分R2的放大平面图；以及图12到15是沿图11的线11I-11I′截取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨头衬底，包括：具有油墨喷射区的衬底；设置在所示衬底上的层间绝缘层；多个压力生成元件，在所述油墨喷射区的层间绝缘层上形成预定阵列，以生成压力来喷射油墨；分段加热器，设置在所述衬底的预定位置以加热所述衬底 ；以及加热器线路，将所述分段加热器彼此电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：白五贤，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]