使用液体射流导引激光制造喷墨打印头的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用液体射流导引激光制造喷墨打印头的方法，该方法包括至少一个形成供墨部分的工艺。供墨部分形成工艺包括在反应室中的载台上固定基片，并在基片中利用液体射流导引激光加工供墨部分至所需深度。另外，该制造喷墨打印头的方法包括切割基片的工艺，从而将基片切割为芯片形式。基片切割工艺包括在反应室中的载台上固定基片，及使用液体射流导引激光切割基片。根据本发明专利技术，在形成打印头的供墨部分和／或在切割形成有多个打印头的基片时，使用了结合激光和微细液体射流的液体射流导引激光，因此可以实现防止打印头热损伤、节省工艺成本和减少工艺时间的效果。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造用于喷墨打印机的打印头的方法，并且特别涉及一种制造喷墨打印头的方法，其中使用结合激光束与微细液体射流(microliquid-jet)的液体射流导引激光(liquid-jet guided laser)在基片中形成打印头的供墨部分或者切割形成有一个或更多个打印头的基片。
技术介绍
一般而言，由于喷墨打印机产生的噪音小且分辨率优于其它打印机，因此消费者对于喷墨打印机的需求迅速增长。此外，喷墨打印机能够进行彩色打印。另外，最近十年来，随着半导体技术的发展，用于制造作为喷墨打印机核心部件的打印头的技术得到了迅速的发展。结果，已经可以通过安装于一次性墨盒中来使用设有约300个喷墨嘴并且能够提供1200dpi分辨率的打印头。根据用于形成至少一个通过其向与喷嘴连接的墨室供给墨水的墨水通道或供墨部分的位置，该打印头分为公共或中心供给型、边缘供给型和单独供给型，在公共或中心供给型中供墨部分位于中心位置，在边缘供给型中供墨部分位于相对的末端，在单独供给型中供墨部分位于单个墨室中。图1示意性地示出传统的中心供给型喷墨打印机的打印头10。通常，墨从打印头10的基片1的后侧通过墨水通道或第一供墨通道2供给至基片1的前侧。通过第一供墨通道2供给的墨沿着由墨室板8和喷嘴板9形成的第二供墨通道3到达墨室4。暂时滞留在墨室4中的墨立即由从位于保护层5下方的加热器6产生的热量加热。同时，墨中产生了易爆的气泡，所产生的气泡使得墨室4内的一部分墨通过形成在墨室4顶部中的喷嘴7射出打印头10之外。在此打印头10中，墨室板8和喷嘴板9是影响墨流、墨的注入形式、及注入频率特性的重要元件。因此，对于墨室板8和喷嘴板9的材料、形状及制造方法进行了大量研究。在目前用于制造打印头连同墨室板和喷嘴板的各种方法中，最常用的方法是采用光刻工艺的单片法(monolithic method)。依据单片法的打印头10’传统制造工序(方法)在图2A至2E中示出。参照图2A至2E，如图2A所示，硅基片1的后侧形成有预备第一供墨通道2’，用于形成图2D和2E所示构成供墨部分的第一供墨通道2，其中，基片1的前侧形成有加热器6和保护层5。此时，在预备第一供墨通道2’处，保留基片1的部分厚度而未完全穿透。接着，在基片1的保护层5的顶上形成正光致抗蚀剂，并且随后通过光刻工艺使用光掩模(未示出)构图。结果，在保护层5上形成了作为牺牲层的正光致抗蚀剂模3’，如图2B所示。后面，通过蚀刻去除正光致抗蚀剂模3，由此设置出用于第二供墨通道3、墨室4等的流路构造。正光致抗蚀剂模3’的厚度为约30至40μm，从而与以后形成的第二供墨通道3和墨室4的高度相对应。在保护层5的顶上形成正光致抗蚀剂模3’后，在基片1的前侧上涂覆光敏环氧树脂层作为负光致抗蚀剂。接着，通过形成有喷嘴图形的光掩模(未示出)曝光光敏环氧树脂层，并随后通过微冲压(micro-punching)或光刻工艺构图。结果，形成了如图2C所示的形成有喷嘴7’的墨室/喷嘴板9’。形成墨室/喷嘴板9’后，去除基片1在其后侧形成有预备第一供墨通道2’的部分，由此形成第一供墨通道2。接着，利用溶剂溶解光致抗蚀剂模3’，形成墨室4和第二供墨通道3并完成了打印头10’的制造，如图2D和2E所示。在依据单片法制造打印头10’的方法中，为了形成预备第一供墨通道2’和第一供墨通道2，广泛的使用了化学蚀刻基片1的湿法蚀刻法、利用等离子体蚀刻基片1的干法蚀刻法(诸如反应离子蚀刻或深度反应离子蚀刻)、以及通过以非常快的速度朝基片1喷射非常精细的喷砂(诸如砂砾)来蚀刻基片1的喷砂法。然而，湿法蚀刻法的缺点在于基片1是被化学地蚀刻，工艺时间很长且在基片1上存在非常微小的杂质时难以精确控制间隔误差。使用等离子体的干法蚀刻法的优点在于蚀刻时间相对短，因为蚀刻速度约为2至10μm/min。然而，干法蚀刻法的缺点在于工艺成本高，因为工艺设备昂贵，并且在蚀刻时难以控制侧壁表面的锥角，因为侧壁被等向性地蚀刻，使得蚀刻得到的侧壁接近于约90度。另外，喷砂法的缺点在于使用了细小的喷砂，在工艺期间，喷砂容易由于进入基片1的结构中而导致污染，从而构成了一个微机电系统，此处理的精度很差，并且工艺完成后还需要去除喷砂的后工艺。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有技术中的上述和/或其它问题而提出，并且本专利技术的原理在于提供一种制造喷墨打印头的方法，其中该方法包括使用结合液体射流和激光的液体射流导引激光形成打印头的供墨部分的工艺，从而防止热损伤、节省工艺成本并减少了工艺时间。本专利技术的另一方面在于提供一种制造喷墨打印头的方法，其中该方法包括使用液体射流导引激光来切割形成有一个或更多个打印头基片的工艺，从而防止热损伤、节省工艺成本并减少了工艺时间。本专利技术的其它方面和/或优点将部分地在下面的介绍展示，而部分地通过介绍而明了或通过实践本专利技术而掌握。为了实现本专利技术的上述和/或其它方面，提供一种。该方法包括至少一个形成透过构成喷墨打印头的基片的供墨部分的工艺，其中供墨部分形成工艺包括在用于执行该至少一个工艺的反应室中的载台上固定基片，以及利用液体射流导引激光处理基片中的供墨部分至所需深度。固定基片的操作包括在装载器中加载基片；移动加载于装载器中的基片至反应室中的载台上；以及在载台的位置上排列并固定基片。加工供墨部分的操作包括通过液体射流导引激光照射由直径在10至500μm范围内的液体射流导引的激光束；以及沿着供墨部分的图形移动其上载有基片的载台。优选使用压强在1至7000bar范围内的液态材料作为液体射流，并且优选二极管泵浦固体激光束和气体激光束中之一用作激光束。或者，激光束的照射可以利用通过液体射流导引激光照射由直径在30至50μm范围内的液体射流导引的激光束来实现。另外，形成供墨部分的工艺还包括清洁在形成供墨部分期间流入基片有机材料，以及干燥清洁后的基片。该制造喷墨打印头的方法还包括切割形成有一个或更多个打印头的基片的工艺。切割基片的工艺包括在反应室中的载台上固定基片，以及使用液体射流导引激光切割基片。在本实施例中，优选使用厚度在100至600μm范围内的硅基片作为硅基片，并且可以在中心供给型打印头、边缘供给型打印头和单独供给型打印头其中之一上形成一个或更多个供墨部分。为了实现根据本专利技术实施例的上述和/或其它方面，还提供一种。该方法包括使用液体射流导引激光切割形成有多个打印头的基片的切割工艺，其中该切割工艺包括在反应室中的载台上固定基片，以及使用液体射流导引激光切割基片。固定基片的操作包括在装载器中加载基片；移动加载于装载器中的基片至反应室中的载台上；以及在载台的位置上排列并固定基片。切割基片的操作包括通过液体射流导引激光照射由直径在30至100μm范围内的液体射流导引的激光束；以及沿着供墨部分的图形移动其上载有基片的载台。优选使用压强在1至7000bar范围内的液态材料作为液体射流，并且二极管泵浦固体激光束和气体激光束中之一优选用作激光束。另外，切割工艺还包括清洁在切割基片期间流入切割成芯片形式的打印头中的有机材料；以及干燥清洁过的芯片形式打印头。附图说明通过下面结合附图对实施例进行的介绍，将使本专利技术的这些和/或其它方面及优点变得清晰且更加易懂，附图中图1为传统打印头的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用液体射流导引激光制造喷墨打印头的方法，该方法包括：至少一个形成透过构成喷墨打印头的基片的供墨部分的工艺，其中该供墨部分形成工艺包括：在用于执行该至少一个工艺的反应室中的载台上固定基片；以及利用液体射流 导引激光在基片中加工供墨部分至所需深度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高相喆，金光烈，
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]