[發明專利]一種MEMS剪切式壓電噴墨打印頭及其制備方法

有效

• 申請號: 201610332988.0
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN107399166B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 李鵬;謝永林;張小飛;李令英;錢波;周巖;王文浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所;蘇州銳發打印技術有限公司
• 主分類號: B41J2/16
• 分類號: B41J2/16
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

1.一種MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S01、提供一硅襯底(10)，并在所述硅襯底(10)的下表面刻蝕形成環形槽(11)；

S02、在所述硅襯底(10)的下表面沉積結構層(20)，并使所述結構層(20)將所述環形槽(11)填充滿；

S03、自所述硅襯底(10)的上表面向下形成貫穿所述硅襯底(10)的墨水通道(12)、以及在所述結構層(20)上形成與所述墨水通道(12)連通的噴孔(13)，其中，所述墨水通道(12)尺寸匹配地穿過所述環形槽(11)限定的內環空間；

S04、將具有槽狀的壓力腔(31)的PZT襯底(30)與所述硅襯底(10)鍵合，并使所述壓力腔(31)與所述墨水通道(12)對應配合設置；

S05、極化所述PZT襯底(30)并在所述PZT襯底(30)上表面制備金屬驅動電極(S)，并在所述PZT襯底(30)上形成連通所述墨水通道(12)的進墨通口。

2.根據權利要求1所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述壓力腔(31)的制作步驟包括：在所述PZT襯底(30)上沉積材料層(2)并在所述材料層(2)中部光刻形成所述壓力腔(31)。

3.根據權利要求1所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述壓力腔(31)的寬度和高度分別為100～1000μm和20～100μm。

4.根據權利要求1所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述步驟S03中，所述墨水通道(12)和所述噴孔(13)均通過光刻形成。

5.根據權利要求2所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述材料層(2)為SU-8光刻膠或聚酰亞胺。

6.根據權利要求1所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述環形槽(11)的深寬比為1:1～1:5。

7.根據權利要求1所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述步驟S04中，鍵合材料為BCB膠，其厚度為3～10μm。

8.根據權利要求1所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述步驟S05中，所述金屬驅動電極(S)的材質選自鉑、金、銀、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎳中任意一種，其厚度為50～200nm。

9.根據權利要求1-8任一所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述結構層(20)為氧化硅或氮化硅，或氧化硅與氮化硅的交替沉積結構。

10.根據權利要求9所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述墨水通道(12)的深度為200～500μm、所述噴孔(13)的深度為10～30μm，和/或所述墨水通道(12)的寬度為50～200μm、所述噴孔(13)的寬度為10～30μm。

11.根據權利要求10所述的MEMS剪切式壓電噴墨打印頭的制備方法，其特征在于，所述進墨通口的寬度和長度分別為100～1000μm和200～1000μm。

12.一種MEMS剪切式壓電噴墨打印頭，其特征在于，使用權利要求1-11任一所述的制備方法制備而成。