PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006019656A1 15.11.2007
Titel Monolithische Fluid-Ausstoßeinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
Anmelder BenQ Corp., Kweishan, Taoyüan, TW
Erfinder Hu, Hung-Sheng, Kaohsiung, TW;
Chen, Wei-Lin, Taipei, TW;
Shyn, Der-Rong, Zubei, Shinzu, TW
Vertreter Patentanwälte Kewitz & Kollegen Partnerschaft, 60325 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 25.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006019656
Offenlegungstag 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse B81C 1/00(2006.01)A, F, I, 20060619, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B81B 1/00(2006.01)A, L, I, 20060619, B, H, DE   B41J 2/14(2006.01)A, L, I, 20060619, B, H, DE   B41J 2/05(2006.01)A, L, I, 20060619, B, H, DE   G01F 11/00(2006.01)A, L, I, 20060619, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung. Das Verfahren umfasst die Bereitstellung eines Substrats mit einer Signalübermittlungsschaltung und einem Heizelement. Eine Schutzschicht wird ausgebildet, um die Signalübermittlungsschaltung und ein Heizelement zu bedecken. Eine erste strukturierte Widerstandsschicht wird ausgebildet, um einen vorbestimmten Opferschichtbereich festzulegen. Eine Opferschicht wird auf dem vorbestimmten Opferschichtbereich ausgebildet. Nach Entfernen der ersten Widerstandsschicht wird eine zweite strukturierte Widerstandsschicht ausgebildet, um einen vorbestimmten Strukturschichtbereich festzulegen. Nach Ausbilden einer Strukturschicht wird die zweite Widerstandsschicht entfernt. Ein Verteilerabschnitt wird durch Ätzen von der Rückseite des Substrats her ausgebildet, um die Opferschicht freizulegen. Schließlich wird durch Entfernen der Opferschicht eine Kammer ausgebildet.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fluid-Ausstoßeinrichtung und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer verbesserten monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung.

Beschreibung des Stands der Technik

Typischerweise werden Fluid-Einspritzeinrichtungen in Tintenstrahldruckern, Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen, biomedizinischen Chips und anderen Einrichtungen eingesetzt. Bei den gegenwärtig bekannten und verwendeten Tintenstrahldruckern ist die Einspritzung durch thermisch getriebene Blasen aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, Einfachheit und der vergleichsweise geringen Kosten am erfolgreichsten gewesen.

1 ist ein Querschnitt einer herkömmlichen monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung 1, die in dem US-Patent Nr. 6,102,530 offenbart ist, dessen gesamter Offenbarungsgehalt hiermit im Wege der Bezugnahme mit beinhaltet sei. Eine Strukturschicht 12 ist auf einem Siliziumsubstrat 10 ausgebildet. Eine Fluidkammer 14 ist zwischen dem Siliziumsubstrat 10 und der Strukturschicht 12 ausgebildet, um ein Fluid 26 aufzunehmen. Eine erste Heizeinrichtung 20 und eine zweite Heizeinrichtung 22 sind auf der Strukturschicht 12 vorgesehen. Die erste Heizeinrichtung 20 erzeugt in der Kammer 14 eine erste Blase 30 und die zweite Heizeinrichtung 22 erzeugt in der Kammer 14 eine zweite Blase 32, um das Fluid 26 aus der Kammer 14 einzuspritzen. Die herkömmliche monolithische Fluid-Einspritzeinrichtung 1, die Blasen als ein virtuelles Ventil verwendet, ist aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, ihres hohen Wirkungsgrads, der hohen Düsendichte und des geringen Wärmeverlusts vorteilhaft. Weil Tintenstrahlkammern in einen monolithischen Siliziumwafer integriert und in einem Array mit hoher Dichte angeordnet werden können, um für eine hohe räumliche Auflösung des Geräts zu sorgen, ist keine zusätzliche Düsenplatte erforderlich.

Der Tinten- bzw. Farbstoffdurchlass der herkömmlichen monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung 1 wird durch anisotropes Ätzen ausgebildet und die Kammer 14 wird durch Ätzen einer Opferschicht, wie beispielsweise Siliziumoxid, durch anisotropes Ätzen ausgebildet. Das Siliziumoxid muss jedoch in einem Hochtemperaturprozess ausgebildet werden und durch Ätzen mit Hilfe von Fluorwasserstoffsäure entfernt werden, wodurch dessen Prozessfenster verschmälert werden. Weil die Strukturschicht 12 außerdem aus Siliziumnitrid hergestellt ist, würde ein Teil der Strukturschicht 12 während des Ätzprozesses der Opferschicht gleichzeitig entfernt werden, was die Dicke der Strukturschicht 12 verringert. Die Dauerhaftigkeit der monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung wird durch die geringe Dicke der Strukturschicht 12 beeinträchtigt, was in einer reduzierten Lebensdauer resultiert.

Deshalb ist ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung mit einer verstärkten Strukturschicht wünschenswert.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Monolithische Fluid-Ausstoßeinrichtungen werden bereitgestellt. Ein Ausführungsbeispiel einer monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung umfasst ein Substrat mit einem Verteilerabschnitt, der sich durch das Substrat erstreckt; ein Heizelement, das auf dem Substrat ausgebildet ist; eine Signalübermittlungsschaltung, die auf dem Heizelement ausgebildet ist, wobei ein Teil auf der Oberseite des Heizelements freiliegt; eine Schutzschicht, welche das Heizelement und die Signalübermittlungsschaltung bedeckt; eine Galvanik-Keimschicht, die die Schutzschicht bedeckt; eine Strukturschicht mit Düsen, welche sich durch diese erstrecken, wobei die Strukturschicht auf dem Substrat ausgebildet ist und eine Metallschicht umfasst; sowie eine Kammer, die zwischen dem Substrat und der Strukturschicht vorgesehen ist, wobei die Düsen über die Kammer unmittelbar mit dem Verteilerabschnitt verbunden sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung umfasst ein Substrat mit einem Verteilerabschnitt, der durch dieses verläuft; ein Heizelement, das auf dem Substrat ausgebildet ist; eine Signalübermittlungsschaltung, die auf dem Heizelement ausgebildet ist, wobei ein Teil auf der Oberseite des Heizelements freiliegt; eine Schutzschicht, die das Heizelement und die Signalübermittlungsschaltung bedeckt; eine Strukturschicht mit Düsen, die sich durch diese hindurch erstrecken, wobei die Strukturschicht auf dem Substrat ausgebildet ist und aus einem Polymer besteht; sowie eine Kammer, die zwischen dem Substrat und der Strukturschicht vorgesehen ist, wobei die Düsen über die Kammer unmittelbar mit dem Verteilerabschnitt verbunden sind.

Verfahren zur Herstellung der monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung werden ebenfalls bereitgestellt. Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens umfasst die folgenden Schritte:

Bereitstellen eines Substrats mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Oberfläche; Ausbilden eines Heizelements und einer Signalübermittlungsschaltung auf der ersten Oberfläche des Substrats; Ausbilden einer Schutzschicht, um die Signalübermittlungsschaltung und ein Heizelement zu bedecken; Ausbilden einer Galvanik-Keimschicht über der ersten Oberfläche; Ausbilden einer ersten strukturierten Widerstandsschicht auf der Galvanik-Keimschicht, wobei die nicht bedeckte Galvanik-Keimschicht als ein vorbestimmter Opferschichtbereich definiert wird; Ausbilden einer Opferschicht auf dem vorbestimmten Opferschichtbereich; Ausbilden einer zweiten strukturierten Widerstandsschicht auf der Opferschicht und der Galvanik-Keimschicht, um einen vorbestimmten Strukturschichtbereich nach Entfernung der ersten Widerstandsschicht festzulegen; Ausbilden einer Strukturschicht auf dem vorbestimmten Strukturschichtbereich; Entfernen der zweiten strukturierten Widerstandsschicht, um Düsen auszubilden, die sich durch die Strukturschicht erstrecken; und Ausbilden eines Verteilerabschnittes durch Ätzen von dessen zweiter Oberfläche durch das Substrat hindurch, um die Opferschicht freizulegen; und Ausbilden einer Kammer durch Entfernen der Opferschicht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung der monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung umfasst die folgenden Schritte: Breitstellen eines Substrats mit einer ersten Oberfläche und eine zweiten Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Oberfläche; Ausbilden eines Heizelements und einer Signalübermittlungsschaltung auf der ersten Oberfläche des Substrats; Ausbilden einer Schutzschicht, um die Signalübermittlungsschaltung und ein Heizelement zu bedecken; Ausbilden einer Galvanik-Keimschicht über der ersten Oberfläche; Ausbilden einer strukturierten Widerstandsschicht auf der Galvanik-Keimschicht, wobei die nicht bedeckte Galvanik-Keimschicht als ein vorbestimmter Opferschichtbereich definiert wird; Ausbilden einer Opferschicht auf dem vorbestimmten Opferschichtbereich; Entfernen der Widerstandschicht; Ausbilden einer Polymer-Strukturschicht, welche die erste Oberfläche bedeckt; Strukturieren der Polymer-Strukturschicht, um Düsen auszubilden, die sich durch die Polymer-Strukturschicht hindurch erstrecken; Ausbilden eines Verteilerabschnittes durch Ätzen von der zweiten Oberfläche des Substrats durch dieses hindurch, Freilegen der Opferschicht und Ausbilden einer Kammer durch Entfernen der Operschicht.

Durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine ausführliche Beschreibung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung kann besser durch Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen verstanden werden, worin:

1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Fluid-Einspritzeinrichtung ist;

2a2j Querschnittsansichten des Prozesses zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind;

3a3i Querschnittsansichten des Prozesses zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Erstes Ausführungsbeispiel

2a2j sind Querschnittsansichten des Prozesses zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bezug nehmend zunächst auf die 2a werden eine Widerstandsschicht und eine leitende Schicht sequentiell auf einer ersten Oberfläche 111 eines Substrats 110 ausgebildet und dann mit Hilfe eines photolithografischen Prozesses strukturiert. Als nächstes wird die leitende Schicht weiter strukturiert, um die Signalübermittlungsschaltung 130 auszubilden und einen Teil des Heizelements 120 freizulegen. Hierbei unterliegen die Materialien für das Heizelement 120 und die Signalübermittlungsschaltung 130 keinen Beschränkungen und bei diesen kann es sich um Materialien handeln, die zur Verwendung in einer monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung geeignet sind. Die Widerstandsschicht kann HfB2, TaAl oder TaN umfassen. Die leitende Schicht kann Al, Cu oder AlCu umfassen.

Bezug nehmend als nächstes auf die 2b ist eine Schutzschicht 140 als Abdeckung auf der ersten Oberfläche 111 ausgebildet, um das Heizelement 120 und die Signalübermittlungsschaltung 130 zu bedecken. Als nächstes wird die Schutzschicht 140 geätzt, um eine Öffnung 142 auszubilden, die durch die Schutzschicht 140 verläuft, um die Oberseite der Signalübermittlungsschaltung 130 freizulegen. Dabei kann die Schutzschicht 140 Siliziumoxid, Siliziumnitrit, Siliziumcarbid sein oder aus Kombinationen daraus bestehen.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 2c ist eine Galvanik-Keimschicht 150 als Abdeckung auf der Schutzschicht 140 ausgebildet und elektrisch über die Öffnung 142 mit der Signalübermittlungsschaltung 130 verbunden. Ein geeignetes Material für die Galvanik-Keimschicht 150 kann TiW, Au, Ta, TaN sein oder Kombinationen daraus.

Bezug nehmend auf die 2d ist eine erste strukturierte Widerstandsschicht 160 auf der Galvanik-Keimschicht 150 ausgebildet, wobei die Oberfläche der Galvanik-Keimschicht 150, die nicht von der ersten strukturierten Widerstandsschicht 160 bedeckt ist, als ein vorbestimmter Opferschichtbereich 161 definiert ist.

Bezug nehmend auf die 2e ist eine Opferschicht 170 auf dem vorbestimmten Opferschichtbereich 161 durch galvanische Abscheidung ausgebildet. Dabei ist die Opferschicht 170 elektrisch leitend und kann es sich dabei um Cu, Ni, Al oder Kombinationen daraus handeln.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 2f wird nach vollständiger Entfernung der ersten strukturierten Widerstandsschicht 160 eine zweite strukturierte Widerstandsschicht 180 auf der Opferschicht 170 und der Galvanik-Keimschicht 150 ausgebildet, um einen vorbestimmten Opferschichtbereich 181 auszubilden. Es sei angemerkt, dass die zweite strukturierte Widerstandsschicht 180 innerhalb eines vorbestimmten Düsenbereichs 182 auf der Opferschicht ausgebildet wird.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 2g wird eine Strukturschicht 190 auf dem vorbestimmten Strukturschichtbereich 181 ausgebildet. Bei diesem Schritt wird die Strukturschicht 190 nicht auf dem vorbestimmten Düsenbereich 182 ausgebildet, weil die zweite strukturierte Widerstandsschicht 180 auf dem vorbestimmten Düsenbereich 182 ausgebildet ist. Außerdem ist die Dicke der zweiten strukturierten Widerstandsschicht 180, die auf der Opferschicht 170 ausgebildet ist, größer als die Dicke der Strukturschicht 190, die auf der Opferschicht 170 ausgebildet ist. Bei der Strukturschicht 190 kann es sich um Au, Ni, Co, Pd, Pt oder Kombinationen daraus handeln und diese wird durch galvanische Abscheidung ausgebildet. Außerdem kann es sich bei der Opferschicht 170 um ein dielektrisches Material handeln, beispielsweise um Siliziumnitrit. Außerdem können die Materialien der Opferschicht 170 und der Strukturschicht 190 verschieden sein. Beispielsweise braucht die Strukturschicht 190 nicht Ni sein, wenn die Opferschicht 180 Ni umfasst.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 2h wird die zweite strukturierte Widerstandsschicht 180 vollständig entfernt, um Düsen 192 auszubilden, die sich durch die Strukturschicht 190erstrecken und die Opferschicht 170 freilegen. Als nächstes Bezug nehmend auf die 2i wird ein Verteilerabschnitt 200 dadurch ausgebildet, dass durch das Substrat von dessen zweiter Oberfläche 112 geätzt wird, um die Opferschicht 170 freizulegen, wobei die zweite Oberfläche 112 auf der entgegen gesetzten Seite der ersten Oberfläche 111 vorgesehen ist. Insbesondere wird der Verteilerabschnitt 200 durch Laserätzen, Trockenätzen oder Nassätzen ausgebildet.

Schließlich Bezug nehmend auf die 2j wird die Opferschicht 170 vollständig entfernt, um eine Kammer auszubilden, die zwischen dem Substrat 110 und der Strukturschicht 190 vorgesehen ist, wobei die Düsen 192 über die Kammer 210 unmittelbar mit dem Verteilerabschnitt 200 verbunden sind.

Zweites Ausführungsbeispiel

3a3i sind Querschnittsdarstellungen des Prozesses zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung 300 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bezug nehmend zunächst auf die 3a werden eine Widerstandsschicht und eine leitende Schicht sequentiell auf einer ersten Oberfläche 311 eines Substrats 310 ausgebildet und dann mit Hilfe eines photolithografischen Prozesses strukturiert. Als nächstes wird die leitende Schicht weiter strukturiert, um die Signalübermittlungsschaltung 330 auszubilden und einen Teil des Heizelements 320 freizulegen. Hierbei unterliegen die Materialien für das Heizelement 320 und die Signalübermittlungsschaltung 330 keinerlei Beschränkungen und können diese Materialien sein, die zur Verwendung in einer monolithischen Fluid-Einspritzeinrichtung geeignet sind. Die Widerstandsschicht kann HfB2, TaAl oder TaN umfassen. Die leitende Schicht kann Al, Cu oder AlCu umfassen.

Bezug nehmend als nächstes auf die 3b ist eine Schutzschicht 340 als Abdeckung auf der ersten Oberfläche 311 ausgebildet, um das Heizelement 320 und die Signalübermittlungsschaltung 330 zu bedecken. Als nächstes wird die Schutzschicht 340 geätzt, um eine Öffnung 342 auszubilden, die sich durch die Schutzschicht 340 erstreckt, um die Oberseite der Signalübermittlungsschaltung 330 freizulegen. Dabei kann es sich bei der Schutzschicht 340 um Siliziumoxid, Siliziumnitrit, Siliziumcarbid handeln oder um Kombinationen daraus.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 3c ist eine Galvanik-Keimschicht 350 als Abdeckung auf der Schutzschicht 340 ausgebildet und elektrisch mit der Signalübermittlungsschaltung 130 über die Öffnung 342 verbunden. Ein geeignetes Material für die Galvanik-Keimschicht 350 kann TiW, Au, Ta, TaN oder Kombinationen daraus sein.

Bezug nehmend auf die 3d wird eine erste strukturierte Widerstandsschicht 360 auf der Galvanik-Keimschicht 350 ausgebildet, wobei die Oberfläche einer Galvanik-Keimschicht 350, die nicht von der ersten strukturierten Widerstandsschicht 360 bedeckt ist, als ein vorbestimmter Opferschichtbereich 361 definiert ist.

Bezug nehmend auf die 3e wird eine Opferschicht 370 auf dem vorbestimmten Opferschichtbereich 361 durch galvanische Abscheidung ausgebildet. Wobei die Opferschicht 370 elektrisch leitend ist und es sich bei dieser um Cu, Ni, Al oder Kombinationen daraus handeln kann.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 3f wird nach vollständiger Entfernung der ersten strukturierten Widerstandsschicht 360 eine Polymer-Strukturschicht 380 der ersten Oberfläche 311 des Substrats 310 ausgebildet, um die Operschicht 370 und die Galvanik-Keimschicht 350 vollständig zu bedecken. Hierbei kann die Polymer-Strukturschicht 380 eine dicke Polymerschicht sein, die durch Aufschleudern (Spin Coating) oder durch thermische Laminierung ausgebildet wird.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 3g wird die Polymer-Strukturschicht 380 strukturiert, um Düsen 382 auszubilden, die sich durch diese hindurch erstrecken, um die Oberfläche der Opferschicht 370 freizulegen.

Als nächstes Bezug nehmend auf die 3h wird ein Verteilerabschnitt 400 dadurch ausgebildet, dass durch das Substrat 310 von dessen zweiter Oberfläche 312 geätzt wird, um die Opferschicht 370 freizulegen, wobei die zweite Oberfläche 312 auf der gegenüber liegenden Seite der ersten Oberfläche 311 vorgesehen ist. Insbesondere wird der Verteilerabschnitt 400 durch Laserätzen, Trockenätzen oder Nassätzen ausgebildet.

Schließlich Bezug nehmend auf die 3i wird die Opferschicht 370 vollständig entfernt, um eine Kammer auszubilden, die zwischen dem Substrat 310 und der Strukturschicht 380 vorgesehen ist, wobei die Düsen 382 über die Kammer 410 unmittelbar mit dem Verteilerabschnitt 400 verbunden sind.

Weil die Opferschicht aus Metall besteht, wird die Polymer-Strukturschicht nicht beschädigt, wenn diese von der Opferschicht entfernt wird. Außerdem kann der Verteilerabschnitt durch Ätzen der Opferschicht mittels Laser oder Trockenätzen ausgebildet werden. Folglich stellt die Erfindung Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Austoßeinrichtung mit einer verbesserten Stabilität bereit, wodurch deren Lebensdauer erhöht wird.

Wenngleich die Erfindung in beispielhafter Weise und anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr soll diese zahlreiche Modifikationen und ähnliche Anordnungen (wie diese dem Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sein werden) mit umfassen. Deshalb soll dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche die breitestmögliche Auslegung zugrunde gelegt werden, so dass diese sämtliche solche Modifikationen und ähnlichen Anordnungen mit umfassen.


Anspruch[de]
Ein Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung, mit den Schritten:

Bereitstellen eines Substrats mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Oberfläche;

Ausbilden eines Heizelements und einer Signalübermittlungsschaltung auf der ersten Oberfläche des Substrats;

Ausbilden einer Schutzschicht, um die Signalübermittlungsschaltung und ein Heizelement zu bedecken;

Ausbilden einer Galvanik-Keimschicht über der ersten Oberfläche;

Ausbilden einer ersten strukturierten Widerstandsschicht auf der Galvanik-Keimschicht, wobei die nicht bedeckte Galvanik-Keimschicht als ein vorbestimmter Opferschichtbereich definiert ist;

Ausbilden einer Opferschicht auf dem vorbestimmten Opferschichtbereich;

Ausbilden einer zweiten strukturierten Widerstandsschicht auf der Opferschicht und der Galvanik-Keimschicht, um nach Entfernen der ersten Widerstandsschicht einen vorbestimmten Strukturschichtbereich festzulegen;

Ausbilden einer Strukturschicht auf dem vorbestimmten Strukturschichtbereich;

Entfernen der zweiten strukturierten Widerstandsschicht, um Düsen auszubilden, die durch die Strukturschicht hindurch verlaufen;

Ausbilden eines Verteilerabschnittes, indem durch das Substrat hindurch von dessen zweiter Oberfläche geätzt wird, um die Opferschicht freizulegen; und

Ausbilden einer Kammer durch Entfernen der Opferschicht.
Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Prozess der Ausbildung der Signalübermittlungsschaltung und eines Heizelements die Schritte umfasst:

Sequentielles Ausbilden einer Widerstandsschicht und einer leitenden Schicht auf der ersten Oberfläche;

Strukturieren der Widerstandsschicht und der leitenden Schicht, um das Heizelement auszubilden; und

weiteres Strukturieren der leitenden Schicht, um die Signalübermittlungsschaltung auszubilden und einen Teil des Heizelements freizulegen.
Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Signalübermittlungsschaltung das Heizelement elektrisch kontaktiert. Das Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend nach der Ausbildung der Schutzschicht den Schritt:

Ausbilden einer Öffnung durch die Schutzschicht hindurch, um die Signalübermittlungsschaltung freizulegen.
Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweite strukturierte Widerstandsschicht innerhalb eines vorbestimmten Düsenbereichs über der Opferschicht ausgebildet wird. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verteilerabschnitt durch Laserätzen ausgebildet wird. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verteilerabschnitt durch Trockenätzen ausgebildet wird. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verteilerabschnitt durch Nassätzen ausgebildet wird. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Opferschicht durch Nassätzen entfernt wird. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Opferschicht durch Nassätzen entfernt wird. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schutzschicht Siliziumnitrit, Siliziumoxid, Siliziumkarbid oder Kombinationen daraus umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Galvanik-Keimschicht TiW, Au, TA, TaN oder Kombinationen daraus umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Opferschicht eine Metallschicht umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Opferschicht Cu, Ni, Al oder Kombinationen daraus umfasst. Ein Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Fluid-Ausstoßeinrichtung, mit den Schritten:

Bereitstellen eines Substrats mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche auf der gegenüber liegenden Seite der ersten Oberfläche;

Ausbilden eines Heizelements und einer Signalübermittlungsschaltung auf der ersten Oberfläche des Substrats;

Ausbilden einer Schutzschicht, um die Signalübermittlungsschaltung und ein Heizelement zu bedecken;

Ausbilden einer Galvanik-Keimschicht über der ersten Oberfläche;

Ausbilden einer strukturierten Widerstandsschicht auf der Galvanik-Keimschicht, wobei die nicht bedeckte Galvanik-Keimschicht als ein vorbestimmter Opferschichtbereich festgelegt wird;

Ausbilden einer Opferschicht auf dem vorbestimmten Opferschichtbereich;

Entfernen der Widerstandsschicht;

Ausbilden einer Polymer-Strukturschicht, welche die erste Oberfläche bedeckt;

Strukturieren der Polymer-Strukturschicht, um Düsen auszubilden, die durch die Polymer-Strukturschicht hindurch verlaufen;

Ausbilden eines Verteilerabschnittes, indem durch das Substrat von dessen zweiter Oberfläche aus geätzt wird, um die Opferschicht freizulegen; und

Ausbilden einer Kammer durch Entfernen der Opferschicht.
Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Prozess der Ausbildung der Signalübermittlungsschaltung und des Heizelements die Schritte umfasst:

Sequentielles Ausbilden einer Widerstandsschicht und einer leitenden Schicht auf der ersten Oberfläche;

Strukturieren der Widerstandsschicht und der leitenden Schicht, um das Heizelement auszubilden; und

weiteres Strukturieren der leitenden Schicht, um die Signalübermittlungsschaltung auszubilden und einen Teil des Heizelements freizulegen.
Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Signalübermittlungsschaltung das Heizelement elektrisch kontaktiert. Das Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend nach der Ausbildung der Schutzschicht den Schritt:

Ausbilden einer Öffnung durch die Schutzschicht hindurch, um die Signalübermittlungsschaltung freizulegen.
Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Düse ausgebildet wird, um sich durch die Polymer-Strukturschicht hindurch zu erstrecken, um die Opferschicht freizulegen. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Verteilerabschnitt durch Laserätzen ausgebildet wird. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Verteilerabschnitt durch Trockenätzen ausgebildet wird. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Verteilerabschnitt durch Nassätzen ausgebildet wird. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Opferschicht durch Nassätzen entfernt wird. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Polymer-Strukturschicht eine dicke Polymerschicht umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Schutzschicht Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumcarbid oder Kombinationen daraus umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Galvanik-Keimschicht TiW, Au, Ta, TaN oder Kombinationen daraus umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Opferschicht eine Metallschicht umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Opferschicht Cu, Ni, Al oder Kombinationen daraus umfasst. Eine monolithische Fluid-Ausstoßeinrichtung mit:

einem Substrat mit einem Verteilerabschnitt, der durch dieses verläuft;

einem Heizelement, das auf dem Substrat ausgebildet ist;

einer Signalübermittlungsschaltung, die auf dem Heizelement ausgebildet ist, wobei ein Teil der Oberseite des Heizelements freiliegt;

einer Schutzschicht, welche das Heizelement und die Signalübermittlungsschaltung bedeckt;

einer Galvanik-Keimschicht, welche die Schutzschicht bedeckt;

einer Strukturschicht mit Düsen, die sich durch diese hindurch erstrecken, welche auf dem Substrat ausgebildet ist, wobei die Strukturschicht eine Metallschicht umfasst; und

einer Kammer, die zwischen dem Substrat und der Strukturschicht vorgesehen ist, wobei die Düsen über die Kammer unmittelbar mit dem Verteilerabschnitt verbunden sind.
Die Einrichtung nach Anspruch 29, wobei die Schutzschicht Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumkarbid oder Kombinationen daraus umfasst. Die Einrichtung nach Anspruch 29, wobei die Galvanik-Keimschicht TiW, Au, Ta, TaN oder Kombinationen daraus umfasst. Die Einrichtung nach Anspruch 29, wobei die Strukturschicht Au, Ni, Co, Pd, Pt oder Kombinationen daraus umfasst. Eine monolithische Fluid-Ausstoßeinrichtung, mit:

einem Substrat mit einem Verteilerabschnitt, der durch dieses verläuft;

einem Heizelement, das auf dem Substrat ausgebildet ist;

einer Signalübermittlungsschaltung, die auf dem Heizelement ausgebildet ist, wobei ein Teil der Oberseite des Heizelements freiliegt;

einer Schutzschicht, welche das Heizelement und die Signalübermittlungsschaltung bedeckt;

einer Strukturschicht mit Düsen, die sich durch diese erstrecken, welche auf dem Substrat ausgebildet ist, wobei die Strukturschicht aus einem Polymer besteht; und

einer Kammer, die zwischen dem Substrat und der Strukturschicht vorgesehen ist, wobei die Düsen über die Kammer unmittelbar mit dem Verteilerabschnitt verbunden sind.
Die Einrichtung nach Anspruch 33, wobei die Schutzschicht Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumcarbid oder Kombinationen daraus umfasst. Die Einrichtung nach Anspruch 33, wobei die Strukturschicht eine dicke Polymerschicht umfasst.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com