CN104441994B - 喷墨头的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷墨头的制造方法及喷墨头，其中，喷墨头的制造方法，包括：在基板下表面设置振动板；在所述振动板表面设置压电致动器；在所述压电致动器的表面设置保护膜，以使所述保护膜与所述振动板配合将所述压电致动器密封，用于防止所述压电致动器被腐蚀；对所述基板及振动板进行蚀刻，以在所述基板中的与所述压电致动器相对应的位置处形成凹槽，并在所述基板和振动板上形成供液孔；在所述振动板下表面形成压力腔室及喷嘴孔，使所述压力腔室覆盖所述振动板中所述压电致动器所在位置，并使所述压力腔室与所述喷嘴孔和供液孔连通。本发明能够简化工艺步骤，提高喷墨头的成品率。

Description

喷墨头的制造方法
技术领域
本发明涉及打印设备技术，尤其涉及一种喷墨头的制造方法及喷墨头。
背景技术
喷墨打印头是用于在记录板上所需的位置通过喷射少量油墨液滴来打印预定颜色图像的装置。喷墨打印头有两种驱动方法：一种是喷墨打印头使用加热源在油墨中生成的气泡膨胀力喷射油墨液滴的热驱动方法；另一种是喷墨打印头通过压电体的变形产生施加在油墨上的压力，从而喷射油墨液滴。
压电式喷墨打印头内部必须形成复杂而精确地油墨流动路径。中国专利CN200410031366.1公开了一种喷墨头的制造方法，其中，在硅基底上先形成压力腔室及喷嘴板，之后通过设置抗蚀剂层来保护压力腔室及喷嘴孔，再在硅基底蚀刻形成供液通道，最后再去除抗蚀剂层。在加工过程中，工艺复杂，步骤多，并且在去除抗蚀剂层时易造成腔室及喷嘴孔损坏。
发明内容
本发明提供一种喷墨头的制造方法及喷墨头，以简化工艺步骤，提高喷墨头的成品率。
本发明提供一种喷墨头的制造方法，包括：
在基板下表面设置振动板；
在所述振动板表面设置压电致动器；
在所述压电致动器的表面设置保护膜，以使所述保护膜与所述振动板配合将所述压电致动器密封，用于防止所述压电致动器被腐蚀；
对所述基板及振动板进行蚀刻，以在所述基板中的与所述压电致动器相对应的位置处形成凹槽，并在所述基板和振动板上形成供液孔；
在所述振动板下表面形成压力腔室及喷嘴孔，并使所述压力腔室与所述喷嘴孔和供液孔连通。
本发明提供一种喷墨头包括：
振动板，所述振动板表面设有压电致动器，所述压电致动器的表面设有保护膜，所述保护膜用于与所述振动板配合以将所述压电致动器密封，以防止所述压电致动器被腐蚀；
压力腔室，设置在所述振动板下表面，所述压力腔室覆盖所述振动板中所述压电致动器所在位置，所述压力腔室的下表面形成有与所述压力腔室连通的喷嘴孔；
基板，位于所述振动板上表面，所述基板中对应于所述压电致动器的位置处形成有凹槽，所述基板和振动板设有供液孔，所述供液孔与所述压力腔室连通；
上盖板，设置于所述基板上表面，所述盖板开有开口，所述开口与所述供液孔连通。
基于上述，本发明提供的喷墨头的制造方法，通过在压电致动器的表面设置保护膜，并使保护膜与振动板配合将压电致动器密封，从而可以保证在随后对基板及振动板进行蚀刻过程中，压电致动器不会受到腐蚀，另外，本方法采用先对基板及振动板进行蚀刻，后形成压力腔室及喷嘴孔的制造过程，因此，在形成压力腔室过程中，无需再在压力腔室及喷嘴孔上设置抗蚀剂层，也省去了去除抗蚀剂层的步骤，因此简化了工艺步骤。同时，由于省去了去除抗蚀剂层的步骤，因此能够使喷嘴板及喷嘴孔在制作过程中不易被破坏，提高喷墨头的成品率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种喷墨头的制造方法的流程图；
图2-图11为本发明实施例提供的一种喷墨头的制造方法各步骤的示意图。
附图标记：
201：基板； 202：振动板； 203：压电致动器；
204：保护膜； 205：凹槽； 206：供液孔；
207：压力腔室； 208：喷嘴孔； 209：压力腔室层；
210：喷嘴板层； 211：盖板； 301：第一掩膜；
302：第二掩膜。
具体实施方式
请参考图1，本发明实施例提供一种喷墨头的制造方法，具体步骤如下：
请参考图2，步骤S101，在基板201下表面设置振动板202。
优选的，所述振动板202采用氮化硅材料，以提高振动板202的弹性，提高振动效果，当然，振动板202也可采用二氧化硅或氧化锆材料。
请参考图3，步骤S102，在所述振动板202表面设置压电致动器203。
其中压电致动器203可包括压电陶瓷、上电极及下电极，所述压电致动器203为驱动元件，将外加电压转化为机械能，使振动板202上下运动改变在后续步骤中形成的压力腔室的体积大小进而将墨水从后续步骤中形成的喷嘴孔挤出。
优选的，在振动板202的下表面设置压电致动器203，由此压电致动器203可处于后续步骤中形成的压力腔室中，可提高振动效果。
请参考图4，步骤S103，在所述压电致动器203的表面设置保护膜204，以使所述保护膜204与所述振动板202配合将所述压电致动器203密封，用于防止所述压电致动器203被腐蚀。
通过在压电致动器203的表面设置保护膜204，并使保护膜204与振动板202配合将压电致动器203密封，从而可以保证在随后对基板201及振动板202进行蚀刻过程中，压电致动器203不会受到腐蚀，也可防止压电致动器203长期浸泡在墨水中而被腐蚀。
优选的，所述保护膜204采用氮化硅或氧化硅材料，采用氮化硅或氧化硅材料后保护膜204的抗腐蚀性更好，同时由于氮化硅或氧化硅材料具有硬度，当压电致动器203位于后续步骤中形成的压力腔室中时，压电致动器203可起到振动的作用，提高振动效果，其中保护膜204可采用溅射法或者化学气相沉淀法形成。
请参考图5，步骤S104，对所述基板201及振动板202进行蚀刻，以在所述基板201中的与所述压电致动器203相对应的位置处形成凹槽205，并在所述基板201和振动板202上形成供液孔206。
由于压电致动器203被保护膜204与振动板202所密封，因此在蚀刻过程中，不会造成压电致动器203的腐蚀。在基板201中的与压电致动器203相对应的位置处形成凹槽205，当压电致动器203带动振动板202振动时，振动板202可向凹槽205一侧凸起，从而增大了振动空间，提高了振动板202的振动效果。同时，当振动板202向凹槽205一侧凸起时，会增大后续步骤中形成的压力腔室的体积，使更多地墨水流入压力腔室，保证了喷射时喷出的墨水量。在基板201和振动板202上形成的供液孔206用于使墨水流入。
请参考图10，步骤S105，在所述振动板202下表面形成压力腔室207及喷嘴孔208，使所述压力腔室207覆盖所述振动板202中所述压电致动器203所在位置，并使所述压力腔室207与所述喷嘴孔208和供液孔206连通。
由于压力腔室207与喷嘴孔208和供液孔206连通，墨水由供液孔206流入到压力腔室207中，通过压电致动器203带动振动板202振动，将压力腔室207中的墨水由喷嘴孔208喷出。
由于本方法采用先对基板201及振动板202进行蚀刻，后形成压力腔室207及喷嘴孔208的制造过程，因此，在形成压力腔室207过程中，无需再在压力腔室207及喷嘴孔208上设置抗蚀剂层，也省去了去除抗蚀剂层的步骤，因此简化了工艺步骤。同时，由于省去了去除抗蚀剂层的步骤，因此能够使喷嘴板及喷嘴孔在制作过程中不易被破坏，提高喷墨头的成品率。
优选的，步骤S105包括步骤S106-S110。
请参考图6，步骤S106，在所述振动板202下表面形成压力腔室层209。
优选的，压力腔室层209可采用SU8光刻胶，以使压力腔室层209与振动板202粘合度更好，进而使后续形成的压力腔室207连接更为牢固，当然压力腔室层209也可采用其他光刻胶，本发明对此不做具体限定。
请参考图7，步骤S107，经第一掩膜301曝光，以将所述压力腔室层209的四周侧壁固化。
请参考图8，步骤S108，在所述压力腔室层209下表面设置喷嘴板层210。
优选的，喷嘴板层210可采用SU8光刻胶，以使喷嘴板层210与压力腔室层209粘合度更好，进而使后续形成的喷嘴板连接更为牢固，当然喷嘴板层210也可采用其他光刻胶，本发明对此不做具体限定。
请参考图9，步骤S109，优选的，经第二掩膜302曝光，以使所述喷嘴板层210除喷嘴孔208的位置外的其他部分固化。
请参考图10，步骤S110，显影，以形成压力腔室207和喷嘴孔208，并使所述压力腔室207与所述喷嘴孔208和供液孔206连通。
通过显影，将压力腔室层209及喷嘴板层210在曝光过程中未固化的部分去除，从而形成压力腔室层209及喷嘴孔208。
本实施例中，通过采用光学方法形成压力腔室层209及喷嘴孔208，制造出的产品质量好，当然也可通过激光加工、机械喷砂或化学方法形成压力腔室层209及喷嘴孔208，本发明对此不做具体限定。
优选的，在振动板202下表面形成压力腔室207及喷嘴孔208，并使所述压力腔室207与所述喷嘴孔208和供液孔206连通之后，还包括步骤111。
请参考图11，步骤111，在基板201上表面设置盖板211，所述盖板211开有开口，所述开口与所述供液孔206连通。由此完成对于喷墨头的制造。
本发明实施例提供的喷墨头的制造方法，通过蚀刻工艺形成供液孔206，且通过光学方法形成压力腔室层209及喷嘴孔208，由此可避免使用粘合剂，因此不会出现粘合剂堵塞供液孔206及喷嘴孔208的问题。
请参考图11，本发明实施例提供一种喷墨头，包括：振动板202，所述振动板202表面设有压电致动器203，所述压电致动器203的表面设有保护膜204，所述保护膜204用于与所述振动板202配合以将所述压电致动器203密封，以防止所述压电致动器203被腐蚀；压力腔室207，设置在所述振动板202下表面，所述压力腔室207覆盖所述振动板202中所述压电致动器203所在位置，所述压力腔室207的下表面形成有与所述压力腔室207连通的喷嘴孔208；基板201，位于所述振动板202上表面，所述基板201中对应于所述压电致动器203的位置处形成有凹槽205，所述基板201和振动板202设有供液孔206，所述供液孔206与所述压力腔室207连通；上盖板211，设置于所述基板201上表面，所述盖板211开有开口，所述开口与所述供液孔206连通。
本实施例中，由于在压电致动器203的表面设有保护膜204，且保护膜204与振动板202配合将压电致动器203密封，从而可以保证在对基板201及振动板202进行蚀刻过程中，压电致动器203不会受到腐蚀，由此，在喷墨头的制造过程中，可实现先对基板201及振动板202进行蚀刻，后形成压力腔室207及喷嘴孔208，因此，在形成压力腔室207过程中，无需再在压力腔室207及喷嘴孔208上设置抗蚀剂层，也省去了去除抗蚀剂层的步骤，因此简化了工艺步骤，另外也还可防止压电致动器203长期浸泡在墨水中而被腐蚀。
本实施例中，优选的，压电致动器203设于所述振动板202下表面，由此压电致动器203可处于压力腔室207中，进而提高振动效果。
本实施例中，优选的，保护膜204采用氮化硅或氧化硅材料，采用氮化硅或氧化硅材料后保护膜204的抗腐蚀性更好，同时由于氮化硅或氧化硅材料具有更佳的硬度，当压电致动器203位于压力腔室207中时，压电致动器203可起到振动的作用，进一步提高振动效果。
本实施例中，优选的，振动板202采用氮化硅材料，以提高振动板202的弹性，提高振动效果，当然，振动板202也可采用二氧化硅或氧化锆与二氧化硅叠层材料。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种喷墨头的制造方法，其特征在于，包括：
在基板下表面设置振动板；
在所述振动板表面设置压电致动器；
在所述压电致动器的表面设置保护膜，以使所述保护膜与所述振动板配合将所述压电致动器密封，用于防止所述压电致动器被腐蚀；
对所述基板及振动板进行蚀刻，以在所述基板中的与所述压电致动器相对应的位置处形成凹槽，并在所述基板和振动板上形成供液孔；
在所述振动板下表面形成压力腔室层；
在所述压力腔室层上形成压力腔室及喷嘴孔，使所述压力腔室覆盖所述振动板中所述压电致动器所在位置，并使所述压力腔室与所述喷嘴孔和供液孔连通。
2.根据权利要求1所述的喷墨头的制造方法，其特征在于，在所述振动板表面设置压电致动器包括：
在所述振动板的下表面设置压电致动器。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨头的制造方法，其特征在于，所述保护膜采用氮化硅或氧化硅材料。
4.根据权利要求1所述的喷墨头的制造方法，其特征在于，所述振动板采用氮化硅材料。
5.根据权利要求1所述的喷墨头的制造方法，其特征在于，在所述压力腔室层上形成压力腔室及喷嘴孔，使所述压力腔室覆盖所述振动板中所述压电致动器所在位置，并使所述压力腔室与所述喷嘴孔和供液孔连通包括：
经第一掩膜曝光，以将所述压力腔室层的四周侧壁固化；
在所述压力腔室层下表面设置喷嘴板层；
经第二掩膜曝光，以使所述喷嘴板层除喷嘴孔的位置外的其他部分固化；
显影，以形成压力腔室和喷嘴孔，并使所述压力腔室与所述喷嘴孔和供液孔连通。
6.根据权利要求5所述的喷墨头的制造方法，其特征在于，所述压力腔室层和喷嘴板层采用SU8光刻胶。
7.根据权利要求1所述的喷墨头的制造方法，其特征在于，在所述压力腔室层上形成压力腔室及喷嘴孔之后，还包括：
在所述基板上表面设置盖板，所述盖板开有开口，所述开口与所述供液孔连通。
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