[發明專利]一種透明噴墨頭的基于MEMS及印刷工藝的制備方法

有效

• 申請號: 202010257427.5
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111572203B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 鄭冬琛
• 申請（專利權）人: 北京泰微華贏技術有限公司
• 主分類號: B41J2/16
• 分類號: B41J2/16;B41J2/14
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種透明噴墨頭的基于MEMS及印刷工藝的制備方法，噴墨頭前端包括墨水腔板和噴嘴板，墨水腔板和噴嘴板均采用玻璃晶圓制成，透明噴墨頭的制備包括以下步驟：S1、在墨水腔板的玻璃晶圓上蒸鍍下電極，利用絲網印刷工藝按照電極圖案印刷壓電陶瓷層；S2、在壓電陶瓷層上繼續印刷上電極；S3、通過半導體鍵合工藝將墨水腔板和噴嘴板鍵合在一起；S4、在壓電陶瓷極化儀中將壓電陶瓷層中的壓電陶瓷極化。本發明使噴墨頭的內部結構被直觀觀察，減少噴墨頭的故障檢測步驟和檢修維護成本，噴嘴板固定穩固同時適應于多種墨水成分，還能簡化壓電驅動端的制備工藝、減少化學品的使用以及降低壓電驅動端的制備成本，以滿足生產及環保需求。

技術領域

本發明涉及打印設備技術領域，特別是涉及一種透明噴墨頭的基于MEMS及印刷工藝的制備方法。

背景技術

一般噴墨頭的外殼及噴嘴都是由塑料、金屬、高分子薄膜或硅片制成，這些物體都是不透明的，或者說是半透明的，無法觀測到內部墨水的顏色及流動情況。而且現有技術中噴嘴板都是靠膠水粘接，工藝復雜，穩定性差且不好控制，且考慮到膠水的化學性質，墨水成分的選擇大大的受到限制；同時噴墨頭的壓電驅動端制備方法，目前主要采用機械加工、濺射、凝膠法等，這些制備方法都可以實現噴墨頭的壓電驅動端的制備，但是制備所用設備昂貴，也需適應多種化學品，在滿足環保要求的情況下，需要加大處理剩余化學品的投入，從而增加了制備成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種透明噴墨頭的基于MEMS及印刷工藝的制備方法，以解決上述現有技術存在的問題，使噴墨頭的內部結構被直觀觀察，減少噴墨頭的故障檢測步驟和檢修維護成本，噴嘴板固定穩固同時適應于多種墨水成分，還能簡化壓電驅動端的制備工藝、減少化學品的使用以及降低壓電驅動端的制備成本，以滿足生產及環保需求。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種透明噴墨頭的基于MEMS及印刷工藝的制備方法，透明噴墨頭包括壓電驅動端和噴墨頭前端，所述噴墨頭前端包括墨水腔板和噴嘴板，所述墨水腔板和所述噴嘴板均采用玻璃晶圓制成，所述透明噴墨頭的制備包括以下步驟：

S1、所述壓電驅動端包括由下至上依次疊放且固定連接的下電極、壓電陶瓷層和上電極，通過半導體工藝在所述墨水腔板的所述玻璃晶圓上蒸鍍所述下電極，所述下電極為一定厚度的金屬層，利用絲網印刷工藝在所述下電極上按照電極圖案印刷所述壓電陶瓷層，所述壓電陶瓷層與所述墨水腔板利用所述金屬層粘結在一起，所述電極圖案由若干長方形島呈陣列分布而形成；

S2、完成S1后，在所述壓電陶瓷層的各所述長方形島上繼續印刷所述上電極，在所述墨水腔板的所述玻璃晶圓上設置若干排導線，所述導線分別與所有的所述上電極和所有的所述下電極一一對應連接，連接完成后放置在燒結爐內燒結；

S3、采用激光蝕刻工藝在所述墨水腔板和所述噴嘴板上分別光刻出墨水腔結構和噴嘴結構，所述墨水腔結構的位置和所述長方形島的位置相對應，再通過半導體鍵合工藝將所述墨水腔板和所述噴嘴板鍵合在一起，所述墨水腔結構和所述噴嘴結構相互連通，得到完整的所述噴墨頭前端；

S4、在壓電陶瓷極化儀中將所述壓電陶瓷層中的壓電陶瓷極化，且在極化所述壓電陶瓷時必須使需要極化的電壓達到500V的高電壓，同時升高極化的環境溫度，以保證正常極化為準。

優選的，所述墨水腔板的所述玻璃晶圓的直徑為4-8寸，所述墨水腔板的所述玻璃晶圓的厚度為300-600微米。

優選的，相鄰所述長方形島之間的間距均為60-100微米，所述長方形島的厚度為20-50微米。

優選的，所述金屬層的金屬為鉭，所述金屬層的厚度為4-7微米。

優選的，所述導線的線寬為30-60微米并采用導電膠制成。