[发明专利]液体喷射装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电结构制备技术，特别涉及一种液体喷射装置及其制造方法。

背景技术

打印机的液体喷射装置利用压电元件作为致动器将墨水喷出，液体喷射装置主要有以下二种类型，一种是通过压电元件和振动板部分构成与排出墨水的喷嘴连通的压力腔室，通过压电元件和振动板的变形，使得压力腔室的体积发生变化，从而将压力腔室中的墨水从喷嘴喷出。因为需要压力腔室的体积变化，所以需要压电元件和振动板的变形很大，同时压力腔室的侧壁需要很好的强度和韧性，为了获得所需大小的喷出墨滴，压电元件应具有一定的面积才能保证所需要的变形量，压力腔室的侧壁也需要很好的强度和韧性，从而难以实现喷嘴的高密度排列。

第二种压电式液体喷射装置是将压电元件和振动板以桥式梁的形式设置在压力室上，具体的结构如图1所示，该液体喷射装置的制造方法为：先在基板101上采用蚀刻法或者激光法形成喷嘴102和压力室103，接着用树脂填充压力室103，再在压力室103上方依次形成桥式梁104、下电极105、压电膜106和上电极107，其中压电膜106的形成需要800℃左右的高温煅烧，然后去除树脂释放桥式梁104，最后粘结边框108形成储液室109。使用时，桥式梁104在压电元件（下电极105、压电膜106和上电极107）的作用下发生变形，从而驱动液体从喷嘴102中喷出。

然而，现有技术中通过树脂填充压力室103时，需要填充树脂的表面极其平坦，否则释放桥式梁104结构时，桥式梁104会产生弯曲变形现象，而且压电膜106的形成需要800℃左右的高温煅烧，此时树脂会发生热膨胀，树脂的热膨胀会导致桥式梁104弯曲变形，桥式梁104自身机构的弯曲变形一方面会影响喷射效果，另一方面桥式梁104结构上的弯曲变形很容易使桥式梁104在压电元件作用下发生折断现象。

发明内容

本发明提供一种液体喷射装置及其制造方法，以优化压电式喷射装置中桥式结构的制备工艺，提高产品质量。

本发明提供一种液体喷射装置的制造方法，包括：

在基板上蚀刻形成凹槽；

在所述凹槽内形成牺牲层，所述牺牲层与所述基板的表面平齐；

在所述牺牲层上形成一弹性膜，以使所述弹性膜搭接在所述凹槽的边缘，并部分覆盖所述凹槽的敞口，所述弹性膜在外力作用下能产生弹性变形；

去除所述牺牲层。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，在所述凹槽内形成牺牲层包括：

采用铵盐和柠檬酸组成的电镀液，通过电镀法形成的锌层，作为所述牺牲层。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，形成牺牲层之前，还包括：采用电镀法在所述凹槽内壁上依次电镀钛、铜和钛层，作为种子层。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，在所述牺牲层上形成一弹性膜，包括：

通过低压化学气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法形成弹性膜，所述弹性膜的材料为SiO₂或Si₃N₄。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，在所述牺牲层上形成一弹性膜之后还包括：在所述弹性膜表面上形成压电元件，所述压电元件用于产生使所述弹性膜产生弹性变形所需的外力。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，在所述弹性膜表面上形成压电元件包括：

在所述弹性膜上通过溅射法形成下电极层；

在上述下电极层上通过溶胶凝胶法，并进行高温煅烧，形成压电体层；

在所述压电体层上通过溅射法形成上电极层。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，所述下电极层为钛层、铂金层或多个钛层叠加层；所述压电体层为锆钛酸铅层；所述上电层为铂金层或黄金层。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，去除所述牺牲层包括：

采用稀盐酸去除所述牺牲层。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，所述弹性膜的长度大于所述凹槽的长度，所述弹性膜的宽度小于所述凹槽的宽度，所述弹性膜相对于所述凹槽形成桥式结构。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，去除所述牺牲层之后，还包括：将所述弹性膜搭接在凹槽边缘上的两端之中的一端开设通透至所述凹槽的缝隙，以使所述弹性膜成悬臂式结构。

如上所述的液体喷射装置的制造方法，优选的是，去除所述牺牲层之后还包括：在所述基板上形成供墨通道、公共腔室和压力腔室，在所述压力腔室的外壁上形成喷嘴。