專利名稱：壓電震動(dòng)片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電震動(dòng)片的制作方法，特別涉及以硅為基板的壓電震動(dòng)片的制作方法。
背景技術(shù)：
噴墨打印技術(shù)的主要運(yùn)作原理分為熱泡式(Thermal bubble)及壓電式(Piezoelectric)兩類。熱泡式是利用加熱器將墨水瞬間氣化，產(chǎn)生高壓氣泡推動(dòng)墨水由噴嘴射出，但由于熱泡式高溫氣化的運(yùn)作原理使得適用液體的選擇性低，故熱泡式應(yīng)用領(lǐng)域有限。壓電式是利用施加電壓方式使壓電陶瓷產(chǎn)生形變，經(jīng)由擠壓墨水而產(chǎn)生高壓，進(jìn)而將墨水噴出。相比之下，壓電式噴墨頭具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)壓電式不會(huì)因?yàn)楦邷貧饣a(chǎn)生化學(xué)變化，故具有極佳的耐久性。(2)壓電陶瓷反應(yīng)速度快，不會(huì)受限于熱傳導(dǎo)速度，故可提升打印速度。(3)壓電式容易控制液滴的大小，可提高打印質(zhì)量。
根據(jù)不同壓電產(chǎn)生變形的機(jī)制，目前已經(jīng)商業(yè)化的壓電式噴墨頭可分為彎曲式(bendmode)與推拉式(push mode)兩種，其中彎曲型式采用表面彎曲射出(face-shooter)的壓電變形機(jī)制，而推拉式是采用兩端推擠射出(edge-shooter)的壓電變形機(jī)制。
如圖1所示，其顯示已知彎曲式的壓電噴墨頭的剖面示意圖。已知彎曲式的壓電噴墨頭10是由一致動(dòng)器單元12以及一墨水路徑單元14所連接構(gòu)成，其中致動(dòng)器單元12是由一多層式的壓電陶瓷片(piezo ceramic)16、一震動(dòng)片(diaphragm)18、以及一具有多個(gè)相互隔離的墨水腔(pressure chamber)19的基板20所堆棧而成，而墨水路徑單元14是由一設(shè)置有墨水槽21、入口通孔與出口通孔23的第一基板22、一設(shè)置有出口信道25的第二基板24、以及一具有數(shù)個(gè)噴嘴27的噴孔片26所黏貼而成。當(dāng)壓電陶磁瓷片16承受控制電路所施加的電壓而產(chǎn)生收縮變形時(shí)，會(huì)受到震動(dòng)片18的牽制而形成側(cè)向彎曲，進(jìn)而擠壓墨水腔19內(nèi)的墨水，則位于噴嘴27處的墨水會(huì)因承受內(nèi)外壓力差而加速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而加速噴出而形成一墨水滴28。
如圖2所示，其顯示已知推拉式的壓電噴墨頭的剖面示意圖。已知推拉式的壓電噴墨頭30是由一單層的壓電陶瓷片32、一動(dòng)能轉(zhuǎn)換器(transducer foot)34、一震動(dòng)片36、一具有墨水腔37、墨水槽38、入口信道39與出口信道40的基板42、以及一具有噴嘴43的噴孔片44所堆棧而成。此外，以無(wú)電極電鍍鎳的方式在墨水腔37側(cè)壁上制作一電極層，并將兩個(gè)電極接于三個(gè)一組的墨水腔37之間。當(dāng)兩個(gè)電極之間外加電位相反的電壓逐漸增強(qiáng)時(shí)，墨水腔37的艙腔瓷壁會(huì)向外彎曲而引進(jìn)墨水。當(dāng)兩個(gè)電極的外加電壓急速變換時(shí)，壓電陶磁盤32會(huì)產(chǎn)生收縮變形，使得震動(dòng)片36產(chǎn)生更大的彎曲變形，而其產(chǎn)生的右側(cè)推力可以擠壓墨水腔37內(nèi)的墨水，進(jìn)而使墨水加速噴出噴嘴43處而形成一墨水滴46。
然而，已知壓電噴墨頭技術(shù)大多采用基層積層陶瓷共燒法來(lái)成型震動(dòng)片以及墨水腔等組件，其成型法包含有粉末原料(PZT、ZrO2、PbO、TiO2、其它適當(dāng)添加物)的合成、混合、干燥、鍛燒、粉碎、造粒、壓縮、成型、燒結(jié)以及極化作用等步驟，但礙于上述制程繁瑣且困難度高，震動(dòng)片的制作技術(shù)一直存在著優(yōu)良率低、成本高、不利大量生產(chǎn)等缺點(diǎn)。有鑒于此，如何改良?jí)弘妵娔^的震動(dòng)片的成型法以提高制程穩(wěn)定度，成為當(dāng)前急需研發(fā)的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一以硅為基底的震動(dòng)片制法，其可改善上述制程缺點(diǎn)，提高優(yōu)良率。
本發(fā)明所提供的壓電震動(dòng)片的制作方法如下首先，提供一硅芯片，并在該硅芯片上形成一壓電材料構(gòu)成的薄膜致動(dòng)器，再在該薄膜致動(dòng)器上形成一電極。隨后，提供一基板，其上貼有一熱感黏膜，此熱感黏膜的黏性可利用改變其溫度而加以移除，接著，黏貼一光感黏膜在此熱感黏膜上，光感黏膜的黏性可利用照射光線而加以移除。然后，將硅芯片形成有薄膜致動(dòng)器的一側(cè)黏貼到光感黏膜上，并薄化硅芯片的厚度，以提供作為一震動(dòng)層，然后，改變熱感黏膜的溫度，使其失去黏性而脫離光感黏膜表面。最后經(jīng)由照射光線，使光感黏膜失去黏性而脫離硅芯片表面，露出薄膜致動(dòng)器。
根據(jù)本發(fā)明，硅芯片在薄化后的較佳殘留厚度介于10～50μm間，以提供作為一震動(dòng)層。
根據(jù)本發(fā)明所制作的壓電震動(dòng)片可以應(yīng)用在彎曲式(bend mode)與推拉式(push mode)的壓電式噴墨頭。
根據(jù)本發(fā)明，上述熱感黏膜可為一冷除型(cool-off type)熱感黏膜，其可利用降低溫度，使其失去黏性而脫離該光感黏膜表面；上述熱感黏膜也可為一熱除型(warm-off type)熱感黏膜，其可利用提高溫度，使其失去黏性而脫離該光感黏膜表面。
本發(fā)明中使用光感黏膜作為黏合硅芯片的介質(zhì)，是由于其在光線照射后，會(huì)失去絕大部分黏性，可輕易由硅芯片上方剝除。但由于光感黏膜只具有單面黏性，所以仍須再經(jīng)由具有雙面黏性的熱感黏膜與研磨時(shí)所需的基板黏合。依據(jù)上述方式，本發(fā)明以簡(jiǎn)單的步驟即可簡(jiǎn)化制程，并有效提高優(yōu)良率。
為了讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1所示為已知彎曲式的壓電噴墨頭的剖面示意圖；圖2所示為已知推拉式的壓電噴墨頭的剖面示意圖；圖3(A)至3(H)所示為本實(shí)施例的壓電震動(dòng)片成型技術(shù)的剖面示意圖。
具體的實(shí)施方式實(shí)施例如圖3(A)至3(H)所示，其顯示本實(shí)施例的壓電震動(dòng)片成型技術(shù)的剖面示意圖。
如圖3(A)所示，首先提供一硅芯片52，本實(shí)施例選用一般規(guī)格的硅芯片，厚度介于500～550μm之間。接著利用網(wǎng)印法依序在硅芯片52表面的預(yù)定位置制作薄膜致動(dòng)器53及電極54。薄膜致動(dòng)器是由壓電材料所構(gòu)成的一壓電組件，在本實(shí)施例中選用壓電材料鉛鋯酸鹽-鈦酸鹽(PZT)來(lái)加以制作，在將鉛鋯酸鹽-鈦酸鹽網(wǎng)印至硅芯片52表面預(yù)定位置后，再由燒結(jié)制程，使壓電材料成為一壓電組件53。
然后，如圖3(B)所示，提供一基板62，此基板為提供作為后續(xù)薄化步驟時(shí)的基臺(tái)，其材質(zhì)并無(wú)限定，例如可為玻璃或是壓克力基板。
接著，如圖3(C)所示，在基板62上黏貼一層熱感黏膜63，本實(shí)施例中選用熱除型(warm-off type)熱感黏膜63，其具有雙面黏性，材質(zhì)例如為聚酯(polyester，PET)或環(huán)氧丙烷(propylene oxide，PO)，其可利用提高溫度至釋放溫度，使之失去黏性。
隨后，如圖3(D)所示，在熱感黏膜63上黏貼一層光感黏膜64，其具有單面黏性，并使其具有黏性的一側(cè)背對(duì)熱感黏膜63，以在后續(xù)步驟黏貼硅芯片52。本實(shí)施例中選用材質(zhì)為聚酯或環(huán)氧丙烷的光感黏膜64，其可利用照射紫外線而使之失去黏性。
之后，如圖3(E)所示，利用對(duì)位、壓合技術(shù)將硅芯片52形成有薄膜致動(dòng)器53及電極54的一側(cè)向下壓合至基板62上光感黏膜64表面。
然后，如圖3(F)所示，對(duì)硅芯片52表面進(jìn)行薄化制程，例如利用研磨技術(shù)，以硬脆基板機(jī)械研磨方式，研磨硅芯片52，使硅芯片52的殘留的厚度約達(dá)10～50μm，以當(dāng)作本發(fā)明壓電噴墨頭的一震動(dòng)片52A。
接著，如圖3(G)所示，利用加熱的方式，將溫度升至熱感黏膜63的黏性釋放溫度，使熱感黏膜63喪失黏性，而與光感黏膜64及基板62脫離，使得薄化后的硅芯片52(震動(dòng)片52A)上方除了薄膜致動(dòng)器53及電極54之外，只剩光感黏膜64。
最后，如圖3(H)所示，利用照射紫外線，使光感黏膜64喪失黏性，而脫離硅芯片52表面，并露出薄膜致動(dòng)器53及電極54，也完成本實(shí)施例的震動(dòng)片52A。
相比于已知技術(shù)，本發(fā)明中加入光感黏膜64的使用，由于其在光線照射后，失去絕大部分黏性，可輕易由硅芯片52上方剝除，因此可作為黏合硅芯片52的介質(zhì)，再經(jīng)由熱感黏膜63黏合光感黏膜64與基板62，即可以基板62作為薄化時(shí)的基臺(tái)，對(duì)硅芯片52進(jìn)行薄化，以制作本發(fā)明的震動(dòng)層。相比于已知技術(shù)，本發(fā)明具有制程困難度低且制程穩(wěn)定度高等優(yōu)點(diǎn)，可以使壓電震動(dòng)片的優(yōu)良率提高、成本降低、產(chǎn)量增加。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟知此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明10～彎曲式的壓電噴墨頭；12～致動(dòng)器單元；14～墨水路徑單元；16～壓電陶瓷片；18～震動(dòng)片；19～墨水腔；20～陶瓷基板；21～墨水槽；
23～出口通孔；22～第一基板；25～出口信道；24～第二基板；27～噴嘴；26～噴孔片；28～墨水滴；30～推拉式的壓電噴墨頭；32～壓電陶瓷片；34～動(dòng)能轉(zhuǎn)換器；36～震動(dòng)片；37～墨水腔；38～墨水槽；39～入口信道；40～出口信道；42～基板；43～噴嘴；44～噴孔片；46～墨水滴。
52～硅芯片；52A～震動(dòng)片；53～薄膜致動(dòng)器；54～電極；62～基板；63～熱感黏膜；64～光感黏膜。
權(quán)利要求
1.一種壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，包括提供一硅芯片；在所述硅芯片上形成一薄膜致動(dòng)器，所述薄膜致動(dòng)器是由壓電材料所構(gòu)成；在所述薄膜致動(dòng)器上形成一電極；提供一基板，其上貼有一熱感黏膜，所述熱感黏膜的黏性可利用改變其溫度而加以移除；在所述熱感黏膜上黏貼一光感黏膜，所述光感黏膜的黏性可利用照射光線而加以移除；將所述硅芯片形成有所述薄膜致動(dòng)器的一側(cè)黏貼到所述光感黏膜上；薄化所述硅芯片的厚度，以提供作為一震動(dòng)層；改變所述熱感黏膜的溫度，使其失去黏性而脫離所述光感黏膜表面；以及照射光線，使所述光感黏膜失去黏性而脫離所述硅芯片表面，露出所述薄膜致動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述壓電材料為鉛鋯酸鹽-鈦酸鹽(PZT)。
3.如權(quán)利要求1所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述硅芯片在薄化后的殘留厚度介于10~50μm間。
4.如權(quán)利要求1所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述熱感黏膜為聚酯或環(huán)氧丙烷。
5.如權(quán)利要求1所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述光感黏膜為聚酯或環(huán)氧丙烷。
6.如權(quán)利要求1所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述熱感黏膜為一冷除型(cool-off type)熱感黏膜，且上述熱感黏膜的移除是利用降低其溫度，使其失去黏性而脫離所述光感黏膜表面。
7.如權(quán)利要求1所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述熱感黏膜為一熱除型(warm-off type)熱感黏膜，且上述熱感黏膜的移除是利用提高其溫度，使其失去黏性而脫離所述光感黏膜表面。
8.如權(quán)利要求1所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述光感黏膜是利用紫外線的照射而失去黏性。
9.一種壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，包括提供一硅芯片；在所述硅芯片上形成一薄膜致動(dòng)器，所述薄膜致動(dòng)器是由鉛鋯酸鹽-鈦酸鹽(PZT)所構(gòu)成；在所述薄膜致動(dòng)器上形成一電極；提供一基板，其上貼有一熱感黏膜，所述熱感黏膜的黏性可利用改變其溫度而加以移除；在所述熱感黏膜上黏貼一光感黏膜，所述光感黏膜的黏性可利用照射光線而加以移除；將所述硅芯片形成有所述薄膜致動(dòng)器的一側(cè)黏貼到所述光感黏膜上；薄化所述硅芯片的厚度，使所述硅芯片殘留的厚度介于10~50μm間，以提供作為一震動(dòng)層；改變所述熱感黏膜的溫度，使其失去黏性而脫離所述光感黏膜表面；以及照射光線，使所述光感黏膜失去黏性而脫離所述硅芯片表面，露出所述薄膜致動(dòng)器。
10.如權(quán)利要求9項(xiàng)所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述熱感黏膜為聚酯或環(huán)氧丙烷。
11.如權(quán)利要求9所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述光感黏膜為聚酯或環(huán)氧丙烷。
12.如權(quán)利要求9所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述熱感黏膜為一冷除型(cool-off type)熱感黏膜，且上述熱感黏膜的移除是利用降低其溫度，使其失去黏性而脫離所述光感黏膜表面。
13.如權(quán)利要求9所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述熱感黏膜為一熱除型(warm-off type)熱感黏膜，且上述熱感黏膜的移除是利用提高其溫度，使其失去黏性而脫離所述光感黏膜表面。
14.如權(quán)利要求9所述的壓電震動(dòng)片的制作方法，其特征在于，其中所述光感黏膜是利用紫外線的照射而失去黏性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種壓電震動(dòng)片的制作方法。首先，提供一硅芯片，并在該硅芯片上形成一壓電材料構(gòu)成的薄膜致動(dòng)器，再在該薄膜致動(dòng)器上形成一電極。隨后，提供一基板，該基板上貼有一熱感黏膜，此熱感黏膜的黏性可利用改變其溫度而加以移除，接著，黏貼一光感黏膜在此熱感黏膜上，光感黏膜的黏性可利用照射光線而加以移除。后續(xù)，將硅芯片形成有薄膜致動(dòng)器的一側(cè)黏貼到光感黏膜上，并薄化硅芯片的厚度，以提供作為一震動(dòng)層，然后，改變熱感黏膜的溫度，使其失去黏性而脫離光感黏膜表面。最后經(jīng)由照射光線，使光感黏膜失去黏性而脫離硅芯片表面，露出薄膜致動(dòng)器。
文檔編號(hào)B41J2/015GK1601779SQ031601
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者蔡志昌, 楊明勛, 季寶琪 申請(qǐng)人:飛赫科技股份有限公司