專利名稱：具有流體通道的基片和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有流體通道的基片及其制造方法。
背景技術(shù)：
在一些流體噴射裝置比如打印頭中，流體通過基片上的槽被發(fā)送到噴射腔內(nèi)。通常，槽通過濕化學(xué)蝕刻例如采用堿性蝕刻劑形成在晶片內(nèi)。這樣的蝕刻技術(shù)產(chǎn)生的蝕刻角會導(dǎo)致背側(cè)槽開口很寬。該寬背側(cè)開口限制了晶片上一個特定的小片(die)會有多么小，因此也就限制了每一晶片上小片的數(shù)量(分離比)。人們希望分離比達到最大。

發(fā)明內(nèi)容
在一實施例中，一種制造穿過基片的流體通道的方法包括在基片的第一表面上蝕刻一外露部段并對該基片上的蝕刻部段進行涂布。交替重復(fù)蝕刻和涂布，直到流體通道形成。
本發(fā)明的許多附加特征將更易于被了解，其在參照下面詳細的說明并結(jié)合附圖考慮時將得到更好的理解，附圖中相同的參照標(biāo)號代表全文中的相同部件。


圖1表示本發(fā)明打印盒一實施例的透視圖；圖2A表示沿圖1中打印盒截面2-2剖開的打印頭的剖視圖；圖2B表示圖2A另一可選打印頭的剖視圖；圖3A-3E表示了形成本發(fā)明開槽基片的制造過程的幾個可選實施例的處理流程圖；圖4A-4C表示了形成圖3A所述過程中的開槽基片的步驟；圖5A-5E表示了形成圖3B所述過程中的開槽基片的步驟；圖6A-6D表示了形成圖3D和3E所述過程中的開槽基片的步驟；圖7A表示了由本發(fā)明的一個過程形成的開槽基片的一實施例；圖7B表示了圖7A開槽基片的放大圖；圖8表示了由本發(fā)明的過程形成的開槽基片的另一實施例；圖9表示了由本發(fā)明的過程形成的開槽基片的又一實施例；圖10表示了由本發(fā)明的過程形成的開槽基片的一可選實施例；
圖11表示了由本發(fā)明的過程形成的開槽基片的另一可選實施例；圖12表示了圖3B中描述的一個過程中的開槽基片的一實施例；圖13表示了圖3B中描述的一個過程中的開槽基片的一可選實施例；以及圖14表示了沿圖2A截面14-14的架(shelf)的一實施例的前側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明一實施例中的帶有一打印頭(或流體滴發(fā)生器或流體噴射裝置)14的噴墨盒10的透視圖。圖2A表示該打印頭的一剖視圖，其中一個具有溝(或側(cè))壁128的槽區(qū)域(或槽或溝)126穿過基片102而成形。槽的成形將在下面予以詳述。在一特定實施例中，槽126是利用本發(fā)明蝕刻的，尺寸控制在小于10微米。在另一實施例中，較高密度的槽被蝕刻在一指定的小片內(nèi)。
如圖2A中打印頭的實施例所示，一覆蓋層104、一電阻層107、一導(dǎo)電層108、一鈍化層110、一空穴阻擋層111和一阻擋層112形成或沉積在基片102上。在該實施例中，薄膜層適當(dāng)?shù)乇唤M成圖案并蝕刻，從而形成電阻層的電阻、導(dǎo)電層的導(dǎo)電軌跡和阻擋層中的火室130。在一特定實施例中，阻擋層112限定了火室130和噴嘴孔132，流體在火室130內(nèi)被相應(yīng)的電阻加熱，而加熱的流體通過噴嘴孔132噴射。在另一實施例中，一帶有噴孔132的噴孔層(未示出)被加到阻擋層112上。上面引用的1994年2月的Hewlett-Packard Journal第44頁上描述了一個關(guān)于阻擋層物理布置方式和薄膜子結(jié)構(gòu)的例子。更多關(guān)于噴墨打印頭的例子被闡明在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利4719477、5317346和6162589中。
在所示的另一實施例中，至少有一層或薄膜層形成或沉積在基片102上。本發(fā)明的實施例根據(jù)采用開槽基片的應(yīng)用情況，包括形成或沉積在基片上的任何數(shù)量和類型的層(或根本沒有層)。
在如圖2A所示的實施例中，通道129形成為通過基片上的層的一個孔或流體供給槽。通道129與火室130和槽126流體連接，這樣流體就流過槽126并通過通道129進入火室130中。在所示的特定實施例中，流體的通道入口129不位于槽126的中心。不過，開槽基片在無論入口129是中心定位還是偏心的情況下都以基本上相同的方式成形，如下所述。在圖2B所示的另一實施例中，至少兩個通道(或凹槽)129使開槽基片與單個火室130流體連接。
在圖3A流程圖中步驟200-230中描述且在圖4A中示出的實施例中，一薄膜層(或疊層)120形成或沉積在基片的前側(cè)上。薄膜疊層120至少為形成在基片上的一層，并在一特定實施例中掩蔽基片102。另一種方案或另外，層120與基片102電絕緣。
圖4A的薄膜層120被組成圖案并蝕刻以形成一個穿過其中的孔，其中該孔限定了一個凹槽114。在該實施例中，一前側(cè)保護(FSP)層106接著沉積在薄膜層120上，并沉積到凹槽114中。在一特定實施例中，在凹槽114的區(qū)域中，F(xiàn)SP層106的頂面朝著基片102向下傾斜。FSP層被組成圖案并蝕刻以形成層120中的一阻塞物，從而用作一蝕刻停止部和/或保護形成在基片(例如SU-8)上的各層免受灰化和/或蝕刻氣體的影響，如下所述。在所示的實施例中，層112在其上沉積、形成圖案并成形。不過，層112根據(jù)應(yīng)用情況并不出現(xiàn)在某些實施例中。在另一實施例中，附加層根據(jù)應(yīng)用情況在槽成形之后沉積在基片上。
在圖3A流程圖中步驟240和250處所述的實施例中，一硬掩模122和一光學(xué)成像(photoimagable)材料層124形成在與薄膜層120相對的基片的背側(cè)上。層122和124采取生長、沉積、旋制、層壓或噴射方式中的一種形成到基片上。在一特定可選實施例中，背側(cè)掩模(硬掩模和/或光學(xué)成像層)在薄膜層形成在步驟200中的期間成形。
如步驟260所述且如圖4A所示，掩模122和光學(xué)成像材料124被組成圖案并蝕刻以露出基片102的一個部分。露在基片背側(cè)上的該部分基本上與薄膜層120中的凹槽114相對，且在一特定實施例中，基本上達到要形成的槽所需的寬度。
在一實施例中，術(shù)語“硬掩?！被颉氨硞?cè)掩?！笨砂▽?22和124，換句話說，“背側(cè)掩?！敝傅氖腔硞?cè)上的一層或多層或所有層。例如，背側(cè)掩模的層122和124為相同的材料。特別是，用于硬掩模122的材料和/或光學(xué)成像材料124至少是下面材料中的一種氧化物比如熱氧化物或FOX、可選擇用于蝕刻的沉積膜、光學(xué)成像材料比如光阻材料或感光樹脂以及用于阻擋層112的材料(見下面用于阻擋層的材料)。
根據(jù)所用的材料和背側(cè)掩模的結(jié)構(gòu)，層122和124的厚度不同。在第一實施例中，光學(xué)成像材料的厚度至少約為10-18微米。在其它實施例中，光學(xué)成像材料至少為34微米，晶片的厚度和用作光學(xué)成像材料的材料類型是由用于蝕刻的機器類型而定的。在一實施例中，氧化物的厚度達到約2微米。在一更為詳細的實施例中，氧化物層的厚度約為1微米。
在圖3A流程圖步驟270中所述的實施例中，穿過基片的槽126是通過如圖4A-4C所示并在下面描述的交替涂布的蝕刻過程(或沉積蝕刻過程)形成的。槽或溝126是從基片背側(cè)在露出區(qū)域(沒有被背側(cè)掩模掩蔽的區(qū)域)開始蝕刻的。圖4A示出了引向基片的露出區(qū)域并部分形成槽的蝕刻劑140。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，蝕刻劑140可以是任何例如在TMDE模式、ECR模式和/或RIE模式下使用的各向異性蝕刻劑。蝕刻劑140是一種用于干蝕刻和/或濕蝕刻的蝕刻劑。在一特定實施例中，活性蝕刻氣體從形成揮發(fā)性SiFx的SF6中產(chǎn)生氟基和帶電顆粒。該基團用化學(xué)方法和/或物理方法蝕刻基片，從而實際上去除基片材料。在一特定實施例中，SF6與氬、氧和氮中的一種混合。蝕刻劑140在一段預(yù)定的時間中被引向基片。
在沉積蝕刻過程中，一層或涂層142沉積在成形溝的內(nèi)表面上，包括側(cè)壁128和底部103，如圖4B所示。在一特定實施例中，涂層142對于蝕刻劑140來說是可選的、或者是一鈍化層、或者形成一臨時的蝕刻停止部，正如在下面詳細描述的那樣。在另一特定實施例中，涂層142的材料至少是下面中的一種聚合物、金屬比如鋁、氧化物、金屬氧化物和金屬氮化物如氮化鋁。
在一特定實施例中，層142是通過利用碳氟氣體在成形溝的內(nèi)表面上形成聚合物而形成的。在一更為詳細的實施例中，碳氟氣體在這些表面上形成(CF2)n、聚四氟乙烯類材料或產(chǎn)生聚四氟乙烯的單體。在另一特定實施例中，聚合物基本上防止側(cè)壁在隨后的蝕刻期間被蝕刻。
在交替涂布蝕刻的特定實施例中，溝蝕刻步驟中蝕刻劑140所用的氣體與涂布步驟中在溝內(nèi)部上形成涂層142的氣體交替使用。在一交替過程的更為詳細的實施例中，存在著一種從SF6變成氣體然后再叉變成SF6的變化，其中氣體在溝的內(nèi)表面上形成涂層142。因此，蝕刻劑140再次引向部分蝕刻的溝的底面一段預(yù)定時間，如圖4C所示。離子引向溝的底面，并用物理方法和/或化學(xué)方法沿著底面103去除涂層142以及鄰接于底面或在底面之下的基片材料。
在一特定實施例中，離子根據(jù)沉積多少涂層142的情況在幾秒內(nèi)沖破底面上的涂層142。不過，在蝕刻期間，沿著側(cè)壁128的涂層142仍舊在蝕刻步驟中基本上保持完好。一般來說，被涂布的側(cè)壁128較之直接受撞擊的底面103以慢一些的速率蝕刻。側(cè)壁上的涂層142以及蝕刻劑朝向底面的目的方向基本上防止了側(cè)壁被蝕刻。在一特定實施例中，該方法產(chǎn)生了幾近垂直的側(cè)壁，不過其它實施例也是可能的，例如那些詳細描述在下面文字中的。
在一更為詳細的實施例中，蝕刻和沉積步驟交替重復(fù)，直到槽形成。每一個蝕刻和沉積步驟的持續(xù)時間約為1-15秒。在一特定實施例中，每次沉積涂層142的時間約為5秒，而蝕刻時間約為6-10秒并可在形成相同槽的過程中在其間變化。
在一特定實施例中，涂層142(例如在聚合物涂層情況下的碳氟殘余物)在完成蝕刻及基本上形成槽之后沿著側(cè)壁128具有小于100埃的厚度，如圖5E所示。在一更為詳細的實施例中，涂層142的厚度約為50埃。在另一特定實施例中，被涂布的側(cè)壁128以較大的深度減小涂布厚度。這一點特別是屬于以下情況，即如果涂層形成步驟之間蝕刻步驟比所需的時間更長就會發(fā)生的情況。在就圖4A-4C描述的實施例中，溝的底面103在涂層形成步驟之間被蝕刻約1-5微米。在該實施例中，蝕刻速度根據(jù)不同因素在約3-20微米/分之間改變。平均值約為11微米/分。
在一特定實施例中，在沉積蝕刻過程中，晶片被加熱到約40℃。沉積蝕刻過程(也稱作深度活性離子蝕刻、DRIE過程或各向異性等離子蝕刻)一般不會顯著地蝕刻背側(cè)掩模。在另一實施例中，氟離子能在1-40eV之間，盡管也可以實現(xiàn)更高能量。在一特定實施例中，碳氟氣體的流動約為1-500sccm，或約300sccm。在另一實施例中，蝕刻劑SF6的流動約為75-400sccm，或約250sccm。在一特定實施例中，就晶片的厚度約為625微米而言，穿過晶片的槽根據(jù)使用的工具、基片和其它因素基本上在約20分鐘-6小時內(nèi)形成。
在就圖4A-4C描述的實施例中，碳氟氣體為C2F4、C2H2F2、C4F8、三氟甲烷CHF3和氬、全氟芳香物如全氟的苯乙烯類單體或醚類氟化合物及其混合物中的一種。在所述實施例中，蝕刻劑140為下列物質(zhì)中的一種普通的釋放氟的蝕刻氣體、三氟化氮NF3或四氟甲烷CF4或其混合物。
在圖3A流程圖步驟280和290中所述的實施例中，在槽基本上形成在步驟270中之后，光學(xué)成像材料124通過灰化去除且FSP層106通過蝕刻去除。在該實施例中，光學(xué)成像材料的灰化是在FSP層106被去除之前發(fā)生的，這樣一來，就有可能避免或最大程度地減小阻擋層112因為灰化所受的損壞和/或分層。在該實施例中，F(xiàn)SP層在步驟290中通過緩沖氧化物蝕刻劑(BOE)去除。BOE通常是氫氟酸和氟化銨的混合物。蝕刻劑是溶水的并可具有兩種主要成分的任何混合強度。在另一實施例中，干蝕刻用于去除FSP層。在該實施例中，在步驟280和290去除之后不對槽作進一步的蝕刻。
在圖3B流程圖所述的實施例中，步驟300和330-380與步驟200和230-280相對應(yīng)。圖3A和圖3B之間的區(qū)別在于，在圖3B中，沒有FSP層106。圖5A-5E表示了對槽底面103和側(cè)壁128的蝕刻，正如在圖3B流程圖中所概述的那樣。在該實施例中，為了保護薄膜層120和阻擋層112不受灰化以去除光學(xué)成像材料，溝或槽部分地形成，如圖5A-5C所示。接著光學(xué)成像材料被去除，如圖5D所示，然后槽完全地形成，如圖5E所示。(再次重申，層112根據(jù)應(yīng)用情況并不出現(xiàn)在某些實施例中。在另一實施例中，附加層根據(jù)應(yīng)用情況在槽形成之后沉積在基片上。)如圖5D所示，硬掩模122仍舊位于背側(cè)以保護基片的該側(cè)不隨之被蝕刻掉。
在該實施例中，當(dāng)蝕刻步驟370完成且灰化步驟380開始時，基片中從背側(cè)向著前側(cè)形成的槽約300-600微米。在另一實施例中，形成的槽在該步驟中至少穿過晶片的一半。圖3B方法的缺點在于，槽在形成時有中斷，因此槽的形成花費了額外的時間。
如圖5E所示，在灰化步驟380完成后，通過采用多種不同方法中的至少一種方法，槽接著被蝕刻以穿過基片。在一特定實施例中，沉積蝕刻過程繼續(xù)，如步驟390中所述。在另一實施例中，槽是采用濕蝕刻完成的，如步驟490中所述并如圖12和13(其在后面將被詳細描述)所示。在又一實施例中，槽是從基片的前側(cè)通過沉積蝕刻過程完成的，如步驟590所述。就步驟590而言，在具有阻擋層112的實施例中，層112不得不在槽完成后形成。在又一實施例中，槽是從基片的前側(cè)利用干蝕刻完成的，如步驟690所述。在另一未示出的實施例中，槽是從背側(cè)利用干蝕刻完成的。
在圖3C流程圖所述的實施例中，被涂布的基片是在步驟700中形成的。在步驟770中，基片中的槽首先利用沉積蝕刻過程方法從基片的前側(cè)形成以形成凹槽。在步驟790中，基片接著從背側(cè)蝕刻以形成穿過其中的槽。背側(cè)蝕刻可利用多種不同方法中的至少一種完成。在可選實施例中，背側(cè)蝕刻可采取濕蝕刻、干蝕刻和沉積蝕刻過程中的一種。在該實施例中，在步驟730中，層112在槽形成之后形成在層120上。
在一個如圖3D流程圖中步驟800和810所述且如圖6A所示的實施例中，薄膜層120形成或沉積在基片102的前側(cè)上，而背側(cè)掩模127形成或沉積在基片的背側(cè)上。在一特定實施例中，層120和127都基本上在同時被沉積、組成圖案和蝕刻。在一可選實施例中，它們按順序被沉積、組成圖案和蝕刻。層120和127可充當(dāng)掩模以保護并覆蓋基片免受蝕刻劑的影響。在可選實施例中，層127和/或?qū)?20包括至少一種熱氧化物、對于蝕刻是可選的沉積膜、光學(xué)成像材料和阻擋材料。在其它可選實施例(未示出)中，基片不被附加層加以掩蔽/涂布，或者僅僅在基片的一側(cè)上被涂布/掩蔽，例如形成層127或120中的任一個。
如圖6B所示且如步驟820所述，槽126是采用在此描述的沉積蝕刻過程蝕刻穿過晶片的。在一實施例中，如步驟830所述，背側(cè)用帶子束縛(taped)以在穿過晶片蝕刻之后在處理期間起保護作用。在步驟840中，另一薄膜層(此時為層112)被沉積、組成圖案并蝕刻，如圖6D所示。
在如圖3E流程圖中步驟900和910所述且仍如圖6A所示的一實施例中，薄膜層120形成或沉積在基片102的前側(cè)上，而背側(cè)掩模127形成或沉積在基片的背側(cè)上，與圖3D相似。
如圖6A所示且如步驟920所述，槽126采用在此描述的沉積蝕刻過程被部分地蝕刻穿過晶片。在一實施例中，如步驟930所述，基片的背側(cè)用帶子束縛以在處理期間保護晶片。在步驟940中，另一薄膜層(此時為層112)被沉積、組成圖案并蝕刻，如圖6C所示。如圖6D所示且如步驟950所述，槽126采用在此描述的沉積蝕刻過程基本上被完全蝕刻穿過晶片。在一可選實施例中，步驟960(進行交替涂布以形成槽)發(fā)生在背側(cè)掩蔽步驟910后。接著，在步驟970中，另一薄膜層沉積到層120上并被組成圖案和蝕刻。
圖7A表示了通過上述過程之一形成的槽126。這里表示的槽126基本上呈弓形。槽的頂部寬度126a約119微米。槽中部126b的寬度約為121微米，底部126c的寬度約為118微米。在另一實施例中，沿著槽長度的寬度范圍約為148.5-150.5微米。在一特定實施例中，沿著溝，寬度沿著側(cè)壁128在約2-6.5％的范圍內(nèi)改變。在另一實施例中，溝寬均勻性上的平均變化約為3.5％。在一特定實施例中，溝寬的可變性達到最小。實際上，設(shè)計的靈活性達到最大。隨著溝寬達到最小，小片的脆性便達到最小而其屈服性達到最大。在又一實施例中，槽或溝126的寬度基本上固定不變。該基本上固定不變的寬度根據(jù)應(yīng)用情況處于約50-155微米的范圍內(nèi)。
在一可選實施例中，凹槽114的寬度與槽的頂部寬度126a相對應(yīng)。凹槽寬度根據(jù)采用的基片和過程在約30-250微米內(nèi)變化。在一特定實施例中，凹槽114的寬度約為80微米。
圖7B是接近圖6A一實施例的視圖。側(cè)壁128具有突出部128a。在一特定實施例中，側(cè)壁128、突出部128a的粗糙度約為1-3微米。在該特定實施例中，突出部位于蝕刻劑的流向上，其一般基本上與槽平行。在另一實施例(未示出)中，突出部基本上不與槽平行，甚至垂直于槽。
在圖8所示的一實施例中，頂部126d的槽寬約為144.5微米，而底部126e的寬度約為106.5微米。在該實施例中，底部具有槽的最小寬度，同時在中部略微膨脹。在該實施例中，槽126基本上是弓形的。
在圖9所示的一實施例中，槽具有圓齒狀的側(cè)壁128。在所示的實施例中，圓齒相當(dāng)對稱并在影響蝕刻的因素得到補償時表征過程中的變化。
在圖10的正錐形槽輪廓的實施例中，槽126的寬度在基片的前側(cè)朝著凹槽114漸縮。在一特定實施例中，頂部寬度126f約為50微米，中部寬度126g約為69微米，底部寬度126h約為81微米。在該所示實施例中，底部寬度和錐形槽明顯要比濕蝕刻的槽具有更小的區(qū)域。槽以達到約25度的尖角穿過基片漸縮。
在圖11的凹狀槽輪廓的實施例中，槽126的寬度朝著基片的背側(cè)漸縮。在一特定實施例中，底部和頂部寬度的尺寸分別與圖10中的頂部和底部寬度相對應(yīng)。在可選實施例中，圖10和11的錐形側(cè)壁128可以是基本上直立狀(如圖10所示)、圓齒狀(圖9)、鋸齒狀(圖11中所示)或彎曲狀(圖8)中的一種。
在圖12和13的實施例中，槽部分地形成為圖3B中直至步驟380所述得那樣，然后執(zhí)行步驟490。步驟490包括對基片的剩余部分進行濕蝕刻，以形成基本上完整的槽。在一實施例中，所用基片是一(100)硅基片。在另一實施例(未示出)中，所用基片是一(110)硅基片。
在圖12中，步驟380中形成的槽126的寬度小于形成在薄膜層120中的凹槽114(或通道129)的寬度。因此，當(dāng)進行濕蝕刻時，槽向薄膜層120的邊緣打開。在所示實施例中，形成在步驟370(沉積蝕刻過程)中的、與基片的背側(cè)相鄰的壁128基本上是直立的，而與前側(cè)相鄰的壁呈錐形。不過，在可替代的各實施例中，壁128可以是直立狀、圓齒狀、鋸齒狀、錐形、彎曲狀或其組合中的任一種。
在圖13中，步驟380中形成的槽126的寬度大于形成在薄膜層120中的凹槽114(或通道129)的寬度。因此，當(dāng)進行濕蝕刻時，槽朝著薄膜層120的邊緣向內(nèi)漸縮。在該所示的實施例中，相對于圖10而言，形成在步驟370(沉積蝕刻過程)中的、與基片的背側(cè)相鄰的壁128基本上呈錐形，而與前側(cè)相鄰的壁呈錐形。不過，再次重申，在可替代的各實施例中，壁128可以是直立狀、圓齒狀、鋸齒狀、錐形、彎曲狀或其組合中的任一種。例如，與背側(cè)相鄰的壁通過沉積蝕刻過程形成且基本上是直立的，并且與前側(cè)相鄰的壁通過濕蝕刻形成且基本上是直立的。
圖14表示了貫穿圖2A的剖面14-14的一示意平面圖。在圖14中，在槽126和電阻133之間具有一架134。在所示的實施例中，架134的端部邊緣127沿著槽126的端部呈圓形，而架134的側(cè)邊緣136基本上為鋸齒狀。鋸齒狀架邊緣136基本上沿著基片跟隨著鋸齒狀定位的電阻133。在一特定實施例中，從槽邊緣至電阻的距離仍舊基本上沿著邊緣136固定不變。在所示的實施例中，鋸齒狀架邊緣136和/或圓形端部邊緣127通過背側(cè)掩模122的圖案化和蝕刻而形成，以具有基本上反映出前側(cè)上的架邊緣127、136形狀的形狀。在該實施例中，在此描述的沉積蝕刻過程在背側(cè)上進行并且將背側(cè)掩蔽層的圖案轉(zhuǎn)移到前側(cè)上。在一特定實施例中，蝕刻速率減慢以獲得更大的架邊緣的控制。
在一可選實施例中，圖14中基片的前側(cè)具有在其上成形、組成圖案并蝕刻的掩模。在該實施例中，掩模與圖14中所示的架邊緣127、136的形狀相對應(yīng)。前側(cè)是利用在此描述的沉積蝕刻過程蝕刻的。在一可選實施例中，從前側(cè)的蝕刻部分地形成了槽，而從背側(cè)的蝕刻完全地形成了槽。
在上述實施例的一實施例中，基片102是一單晶硅片。在一特定實施例中，基片具有低BDD(體缺陷密度，指硅晶體點陣中具有少量的缺陷，或指氧化物沉淀劑的量減少)。不過，通過采用上述的一些蝕刻過程，無論是否用低BDD基片開始，槽基本上都能垂直或精確地形成。在一特定實施例中，就給定的直徑例如4、6、8或12英寸的直徑來說，晶片厚約100-700微米。
在一實施例中，圖3-5中表示并描述的薄膜疊層120具有圖2A中所示的各層(104、107、108、110、111和112)。在該實施例中，基片102是為打印或噴墨盒10中的打印頭14形成的。在一特定實施例中，覆蓋層104包括場效氧化物。在另一特定實施例中，F(xiàn)SP層106包括沉積的氧化物氣體。在又一實施例中，F(xiàn)SP層106和層104包括相同材料。在另外的可選實施例中，阻擋層112可包括下面物質(zhì)中的至少一種，即，快速交聯(lián)聚合物比如光學(xué)成像環(huán)氧樹脂(比如由IBM研制的SU8)、光學(xué)成像聚合物或感光硅樹脂電介質(zhì)比如由ShinEtsuTM制造的SINR-3010、或基本上對于墨水的腐蝕作用是惰性的有機聚合物塑料。
因此，可以理解，本發(fā)明可采用不同于上面具體描述的方式實現(xiàn)。例如，本發(fā)明并不限制于熱啟動的打印頭，而是還可包括例如機械啟動的打印頭以及其它具有穿過基片的微流體通道的應(yīng)用比如醫(yī)療裝置。此外，本發(fā)明并不限制于打印頭，而是適用于任何開槽基片。因而，本發(fā)明的實施例應(yīng)被理解成在各方面都是例示性而非限制性的，本發(fā)明的范圍由隨附權(quán)利要求書而非上述說明表示。
權(quán)利要求
1.一種蝕刻流體供給槽(126)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的第一表面上蝕刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)一外露部段；對該基片的蝕刻部段進行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；以及交替重復(fù)蝕刻和涂布，直到形成穿過基片的流體供給槽(126)。
2.一種制造流體噴射裝置(14)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的前側(cè)上形成流體滴發(fā)生器(133)；對基片的背側(cè)的外露部段進行蝕刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)，該背側(cè)與前側(cè)相對；對該基片的蝕刻部段(103、128)進行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；以及交替重復(fù)蝕刻和涂布，直到基片中的槽(126)形成穿到前側(cè)。
3.一種制造流體噴射裝置(14)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的前側(cè)上形成流體滴發(fā)生器(133)；對基片的背側(cè)的外露部段進行蝕刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)，該背側(cè)與前側(cè)相對；對該基片的蝕刻部段進行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；交替重復(fù)蝕刻和涂布(370、920)，直到溝形成在基片的背側(cè)中；以及蝕刻(490、590、690)基片的前側(cè)，直到槽(126)形成穿到溝處并穿過基片。
4.一種在基片(102、120、122、124、127)中制造微型流體通道(126)的方法，其包括在基片的第一表面上蝕刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)一外露部段；沿著該基片的蝕刻部段形成一暫時的蝕刻停止部(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；以及交替重復(fù)蝕刻和成形，直到微型流體通道(126)形成穿過基片。
5.一種在基片(102、120、122、124、127)中制造微型流體通道(126)的方法，其包括對基片的背側(cè)的外露部段進行干蝕刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)，從而形成具有內(nèi)側(cè)表面(103、128)的凹槽；對該凹槽的內(nèi)側(cè)表面進行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；交替重復(fù)蝕刻和涂布(370)，以便從基片的背側(cè)形成溝；以及對該溝進行濕蝕刻(590、790)，直到槽(126)形成穿到基片的前側(cè)。
6.一種制造流體噴射裝置(14)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的前側(cè)上形成流體滴發(fā)生器(133)；對該基片的前側(cè)的外露部段進行蝕刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)；對該基片的蝕刻部段進行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；交替重復(fù)蝕刻和涂布(370、770、920)，直到溝形成在基片的前側(cè)中；以及在相對于溝的區(qū)域中蝕刻(390、490、590、690、790、950)基片的背側(cè)，直到槽(126)形成穿到溝處并穿過基片。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，涂布(142)包括利用聚合物、氧化物、金屬、金屬氮化物和金屬氧化物中的至少一種涂布該基片的蝕刻部段。
8.一種開槽基片(102、120、122、124、127)，其包括第一表面；與該第一表面相對的第二表面；以及從該第二表面到第一表面的槽(126)；其中槽具有帶突出部(128a)的側(cè)壁(128)，其中突出部在約3微米和3微米以下的范圍內(nèi)。
9.一種開槽基片(102、120、122、124、127)，其包括第一表面；與該第一表面相對的第二表面；以及從該第二表面到第一表面的槽(126)；其中第一表面處的槽(126a、126d、126f)、第二表面處的槽(126c、126e、126h)以及第一表面和第二表面之間的槽(126b、126g)之間的寬度差為至多6.5％。
10.一種開槽基片(102、120、122、124、127)，其包括第一表面；與該第一表面相對的第二表面；以及從該第二表面到第一表面的槽(126)，該槽具有鄰近于第一表面的第一部段和鄰近于第二表面的第二部段；其中該第一部段具有第一正錐形輪廓；其中該第二部段具有第二正錐形輪廓。
11.如權(quán)利要求10所述的開槽基片，其特征在于，該第二正錐形輪廓是由一種方法形成的，該方法包括在基片的第一表面上干蝕刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)一外露部段；對該基片的蝕刻部段進行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；以及交替重復(fù)蝕刻和涂布，直到穿過基片的流體供給槽(126)形成。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的基片，其特征在于，流體滴發(fā)生器具有多個電阻(133)，其中，架(134)形成在槽邊緣(136)和多個電阻之間，流體在該架上流動，其中槽邊緣與各電阻的位置相對應(yīng)。
13.一種由如權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法形成的開槽基片(102、120、122、124、127)。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的開槽基片，其特征在于，該槽具有基本上呈弓形彎曲的壁(128)、基本上彎曲的壁(128)、基本上直的壁(128)、具有凹狀輪廓的錐形以及基本上為圓齒形的壁(128)中的至少一個。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的開槽基片，其特征在于，槽具有鄰近基片第一表面的第一部段和鄰近相對于該第一表面的基片第二表面的第二部段，其中該第一部段呈錐形，而第二部段是基本上直的。
全文摘要
一種制造穿過基片(102、120、122、124、127)的流體通道(126)的方法，包括在該基片的第一表面上蝕刻(140、370)一外露部段并對該基片的蝕刻部段進行涂布(142、370)。交替重復(fù)蝕刻和涂布(370、390、590)，直到形成流體通道。
文檔編號B41J2/14GK1400100SQ021272
公開日2003年3月5日 申請日期2002年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者D·J·米利甘, T·R·科克, M·A·格魯寧格, D·W·賴, T·R·埃梅里, J·D·史密斯 申請人:惠普公司