本公開揭示一種直通式壓電噴墨打印頭及其制造方法，所述直通式壓電噴墨打印頭由壓電致動器、振動板和腔體結(jié)構(gòu)層構(gòu)成；墨水入口、腔體和噴孔形成于腔體結(jié)構(gòu)層。壓電致動器由壓電陶瓷薄膜以及上、下電極組成，形成于振動板表面，分別與腔體對應(yīng)，用于向各腔體施加驅(qū)動力，所述振動板用于傳遞壓電致動器的振動。該直通式壓電噴墨打印頭腔體結(jié)構(gòu)和噴孔形成于一層硅片上，噴孔位于硅片的側(cè)面，即噴孔的軸線與腔體的長度方向重合，使得打印頭在平行于打印基底方向上的截面積減小，有利于多個打印頭拼接，同時在腔體結(jié)構(gòu)層的兩面都制造腔體，使噴孔數(shù)量增加了一倍，因此該直通式壓電噴墨打印頭可用于高寬幅打印機，提高其工作效率。

1.一種直通式壓電噴墨打印頭，其特征在于，所述打印頭包括：腔體結(jié)構(gòu)層，壓電致動
器和振動板；
所述腔體結(jié)構(gòu)層用于提供墨水流動的通道，所述腔體結(jié)構(gòu)層包括：墨水入口、腔體和噴
孔，所述腔體結(jié)構(gòu)層由一層硅片制成，硅片的兩個表面都有腔體，噴孔的軸線與腔體的長度
方向重合；
所述壓電致動器用于產(chǎn)生墨滴生成所需的振動，所述壓電致動器包括：上電極、壓電陶
瓷薄膜和下電極；所述上電極通過絲網(wǎng)印刷漿料形成于壓電陶瓷薄膜的上層；所述壓電陶
瓷薄膜通過絲網(wǎng)印刷漿料形成于所述下電極的上層，并通過溶膠-凝膠法使?jié){料形成薄膜，
利用逆壓電效應(yīng)，使壓電陶瓷薄膜通電之后產(chǎn)生振動，通過振動板傳遞給腔體結(jié)構(gòu)層，從而
產(chǎn)生墨滴，所述下電極通過磁控濺射鉑形成于所述振動板的表面，所述壓電陶瓷薄膜通過
在所述上電極與下電極之間通入高壓電進行極化，極化電場強度為1.0-2.5KV/mm，極化溫
度為100-150℃，極化時間為5-30min；
所述振動板用于傳遞壓電致動器產(chǎn)生的振動到腔體結(jié)構(gòu)層內(nèi)，所述振動板為厚度是20
μm至50μm的硅片，且通過硅硅鍵合工藝與腔體結(jié)構(gòu)層相結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭，其特征在于，所述墨水入口和腔體通過干法刻蝕或濕
法刻蝕形成于硅片上；
所述噴孔通過干法刻蝕形成于腔體結(jié)構(gòu)層的側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印頭，其特征在于：所述打印頭通過多個拼接來增加噴
孔的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印頭，其特征在于：當(dāng)上電極通電，下電極接地時，上電極下
方正對的壓電陶瓷薄膜產(chǎn)生振動，并將此振動通過振動板傳遞到腔體內(nèi)，使腔體的截面積
變小，壓力增大，從而使腔體內(nèi)的墨水通過噴孔噴射出而形成墨滴，外部的墨水通過墨水入
口進入腔體內(nèi)補充墨水，為下一次噴射墨滴做準(zhǔn)備。
5.一種直通式壓電噴墨打印頭的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
S100、制造腔體結(jié)構(gòu)層：
S1001、清洗硅片，并在硅片上表面涂一層光刻膠，將硅片放在熱板上進行軟烘；
S1002、將硅片放進光刻機中進行光刻，光刻結(jié)束后將硅片放在顯影液中進行顯影，最
后將硅片放在熱板上進行堅膜；
S1003、在干法刻蝕機內(nèi)，將硅片中未被光刻膠掩蔽的部分刻蝕出腔體及墨水入口；
S1004、將硅片放入丙酮中，超聲處理后，將硅片上表面的光刻膠去除掉；
S1005、將硅片放入酒精與丙酮1:1混合的溶液中，超聲處理后，清洗硅片；
S1006、重復(fù)步驟S1001-S1005，刻蝕出硅片的另一面腔體及墨水入口；
S1007、將尺寸相同的完成了腔體和墨水入口制造的硅片整齊排列于模具中，并將所述
模具設(shè)為定位基準(zhǔn)；
S1008、在硅片上旋涂一層光刻膠然后將模具與硅片整體放在熱板上進行軟烘；
S1009、將模具與硅片整體放到光刻機進行光刻，光刻結(jié)束后在顯影液中顯影，然后將
模具與硅片整體放在熱板上進行堅膜；
S1010、在干法刻蝕機內(nèi)，將硅片中未被光刻膠掩蔽的部分刻穿，形成噴孔；
S1011、將硅片放到丙酮溶液中，去除表面剩余的光刻膠；
S1012、將硅片放入酒精與丙酮1:1混合的溶液中，超聲處理后，清洗硅片，完成腔體結(jié)
構(gòu)層的制造；
S200、制造壓電致動器；
S2001、將振動板與腔體結(jié)構(gòu)層進行鍵合；
S2002、在振動板的表面濺射一層鉑；
S2003、在鉑層上絲網(wǎng)印刷壓電陶瓷漿料，并通過溶膠-凝膠法形成壓電陶瓷薄膜；
S2004、在壓電陶瓷薄膜的表面通過絲網(wǎng)印刷金制造出上電極和下電極；
S2005、在上電極與下電極之間通入高壓電對壓電陶瓷薄膜進行極化，極化電場強度為
1.0-2.5KV/mm，極化溫度為100-150℃，極化時間為5-30min，完成壓電致動器的制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直通式壓電噴墨打印頭的制造方法，其特征在于：
S1001中，清洗硅片，分別進行SPM清洗、RCA-1清洗和RCA-2清洗，清洗液的配比濃度、清
洗溫度和清洗時間分別如下：
SPM清洗：H₂SO₄/H₂O₂按照4:1體積配置，加熱到120-150℃，浸泡10-20分鐘；
RCA-1清洗：NH₄OH/H₂O₂/H₂O按照1:1:5體積配置，加熱到75-85℃，浸泡10-20分鐘；
RCA-2清洗：HCl/H₂O₂/H₂O按照1:1:6體積配置，加熱到75-85℃，浸泡10-20分鐘；
在硅片上表面旋涂一層光刻膠，旋涂轉(zhuǎn)速為500r/min、1000r/min，時間分別為7s、40s，
然后將硅片放在95℃的熱板上進行軟烘，軟烘時間為5分鐘；
S1002中，將硅片放到光刻機進行光刻，曝光時間為7s，光刻結(jié)束后在顯影液中顯影，顯
影液為NaOH水溶液，濃度為5‰，顯影時間為20-30s，然后將硅片放在115℃的熱板上進行堅
膜，堅膜時間為15分鐘；
S1003中，在干法刻蝕機內(nèi)，將未被光刻膠掩蔽的部分刻蝕出腔體，刻蝕氣體SF₆和C₄F₈
的流量比為5:1，源功率為1000W，射頻電極功率為300W；
S1004中，將硅片放入丙酮中，超聲處理30分鐘，將硅片上表面的光刻膠去除掉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直通式壓電噴墨打印頭的制造方法，其特征在于：
S1008中，在硅片上旋涂一層光刻膠，旋涂轉(zhuǎn)速為500r/min、1000r/min，時間分別為7s、
40s，然后將模具與硅片整體放在95℃的熱板上進行軟烘，軟烘時間為5分鐘；
S1009中，將模具與硅片整體放到光刻機進行光刻，曝光時間為7s，光刻結(jié)束后在顯影
液中顯影，顯影液為NaOH水溶液，濃度為5‰，顯影時間為20-30s，然后將模具與硅片整體放
在115℃的熱板上進行堅膜，堅膜時間為15分鐘；
S1010中，在干法刻蝕機內(nèi)，將未被光刻膠掩蔽的部分刻穿，形成噴孔，刻蝕氣體SF₆和
C₄F₈的流量比為5:1，源功率為1000W，射頻電極功率為300W。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直通式壓電噴墨打印頭的制造方法，其特征在于：
S2001中，將振動板與腔體結(jié)構(gòu)層進行鍵合，鍵合方法為陽極鍵合；
S2002中，在振動板的表面濺射一層鉑，厚度為100-300nm。