專利名稱：噴墨頭組件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴墨頭組件及其制造方法，尤其涉及一種降低制造成本的噴墨頭組件及其制造方法。
背景技術：
噴墨頭組件為噴墨打印機的關鍵零組件，以目前噴墨頭的封裝結構而言，其組裝過程多半先將噴孔片和噴墨頭芯片先行制作完成，接著將感光型的接著劑平鋪于芯片上，以光刻的方式在此接著劑上形成儲墨室與供應墨水的流道，再將噴孔片和芯片以接著劑來進行對位貼合，最后把卷帶式自動封裝片的引腳(Lead)以高溫及外加壓力的方式，對準貼合在芯片的電性訊號接點(Pads)上，以提供芯片對外的電性連接。
其中，噴墨頭芯片的訊號接點是以內引腳方式對位熱壓，使其與基板的導線接腳結合。需使用半導體技術的內引腳接合(ILB，Inner Lead Bonding)設備，在封裝時先使噴墨芯片的訊號接點與基板的導線接腳作精確對位；再以熱熔加壓方式將導線接腳熔接于訊號接點，并在熔接區(qū)域填充底膠以增加可靠度。由于此工藝的精密度相當高且相當困難，其工藝條件容易影響到組件的封裝結構的質量。另外，現(xiàn)有技術所使用的噴孔片，是以電鑄的方式制成，在制作之前，需要精密的調整電鍍液的配方，經(jīng)過長時間的調整校正，才可以獲得較好的電鑄質量，因此，以此方法所獲得批量制造的噴孔片，其噴孔的尺寸與圓度、噴孔片的厚度均勻性，都難以精準的控制。同時金屬噴孔片與噴墨芯片的接合強度，會因為受到儲墨室內的墨水侵蝕，附著力隨時間持續(xù)降低，進而造成局部的脫離(delamination)現(xiàn)象。
另外，也可以激光穿孔的方式在卷帶式自動封裝片上制作噴孔，請參考美國第5305015號專利，其整體制作工藝為在卷帶式自動封裝片的基材上先形成傳動孔，再以電鑄或貼銅箔的方式制造出訊號傳輸?shù)膶Ь€，之后再聚焦激光以蝕刻出噴孔。經(jīng)過清理的程序，最后再與芯片以熱壓的方式結合，完成噴墨頭芯片的封裝。然而此專利方法須以激光逐一制作噴孔，使制造過程速度緩慢，并且在制造過程中會產生高熱容易導致噴孔周圍產生變形。此外如欲產生不同尺寸的噴孔，需要使用不同透鏡來聚焦激光，會造成制造時間與成本的增加，而在激光制程中在其噴孔周圍所產生的碎屑也不容易去除。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種噴墨頭組件及其制造方法，直接將儲墨室、噴孔以及對芯片的電性連接引腳整合至單一組件，并且通過整體性的制造工藝來加以制造完成。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種噴墨頭組件的制造方法，其步驟包含提供一基材(substrate)；在所述基材表面形成一犧牲層(sacrificial layer)；在所述犧牲層表面形成一金屬導電線路；在所述金屬導電線路表面形成一第一感光性聚合物層；以光刻法(photolithography)在所述第一感光性聚合物層形成一個以上的噴孔及一個以上的通孔，所述噴孔提供流體通過，所述通孔用以露出該金屬導電線路的一引腳端；及去除所述犧牲層，使所述感光性聚合物層與其所附著的所述金屬導電線路脫離所述基材。
上述的噴墨頭組件的制造方法，其特點在于，在所述犧牲層上方形成一金屬導電線路的步驟，是以電鑄(electroforming)的方法形成所述金屬導電線路。
上述的噴墨頭組件的制造方法，其特點在于，所述犧牲層由非金屬材料所形成，并在所述犧牲層上方形成一金屬導電線路的步驟之前，還包含一在所述犧牲層表面形成一電鑄種子層(seed layer)的步驟。
上述的噴墨頭組件的制造方法，其特點在于，在所述犧牲層上方形成一金屬導電線路的步驟，是先在所述犧牲層上方形成一金屬層，再配合光刻法蝕刻所述金屬層以形成所述金屬導電線路。
上述的噴墨頭組件的制造方法，其特點在于，還包含一形成具有一個以上儲墨室的一流體結構的步驟，所述儲墨室對應并連接于所述噴孔。
上述的噴墨頭組件的制造方法，其特點在于，所述形成具有一個以上儲墨室的一流體結構的步驟，是在所述第一感光性聚合物層表面形成一第二感光性聚合物層，并以光刻法形成所述流體結構。
上述的噴墨頭組件的制造方法，其特點在于，還包含一在所述金屬導電線路表面形成一保護層的步驟，所述保護層形成于所述金屬導電線路附著所述第一感光性聚合物層的表面之外的另一表面。
上述的噴墨頭組件的制造方法，其特點在于，所述犧牲層由金屬材料所形成。
本發(fā)明還提供一種噴墨頭組件，其包含一感光性聚合物層基材，其具有一個以上的噴孔以提供流體通過，所述噴孔以光刻法形成；及一金屬導電線路，設于所述感光性聚合物層基材表面，所述金屬導電線路具有一前端與一引腳端，所述前端用來接收外部訊號，所述引腳端則用以提供與一芯片的電性連接，所述引腳端外露于所述感光性聚合物層基材。
上述的噴墨頭組件，其特點在于，還包含一流體結構，其結合于所述感光性聚合物層基材，所述流體結構具有一個以上的儲墨室，所述儲墨室對應并連接于所述噴孔。
上述的噴墨頭組件，其特點在于，所述流體結構還包含一個以上的流道，所述流道用以提供墨水至所述儲墨室。
上述的噴墨頭組件，其特點在于，還包含一保護層，形成于所述金屬導電線路附著所述感光性聚合物層的表面之外的另一表面。
以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1～圖7為本發(fā)明第一實施例的制作流程圖；及圖8～圖11為本發(fā)明第二實施例的制作流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所揭露的噴墨頭組件及其制造方法，可以混合利用曝光、顯影和電鑄等方式，制作出整合性的噴墨頭組件。
請參考圖1至圖7，其為本發(fā)明第一實施例的制作流程圖。
如圖1所示，首先，在基材100的表面沉積金屬犧牲層110。所謂犧牲層即結構制作時使其他層分開的材料。
如圖2所示，然后在犧牲層110表面制出光阻層(photoresist)120。
如圖3所示，以電鑄方式在金屬犧牲層110上方的光阻層120的間隙中形成金屬導電線路130。
如圖4所示，在金屬導電線路130上方涂布一感光性聚合物層140，并以光刻法制出噴孔及露出金屬導電線路引腳端的通孔，以作為金屬導電線路130對外的電性連接處。光罩200分為透光與不透光區(qū)域，不透光區(qū)域可以阻隔光線通過，透光區(qū)域則提供光線通過，照射于感旋光性聚合物層140的部分區(qū)域使其產生鏈接。以適當?shù)墓庠赐ㄟ^光罩200對感旋光性聚合物層140加以曝光之后，即制出噴孔及露出金屬導電線路引腳端的通孔。
接著，如圖5所示，顯影感光性聚合物層140的曝光圖案，以形成噴孔及露出金屬導電線路引腳端的通孔。
如圖6所示，去除金屬犧牲層110和電鑄金屬時所使用的光阻層，使金屬導電線路130及感光性聚合物層140脫離基材100形成具有噴孔的軟性電路板，以上述的方法，即可迅速地制作出噴墨頭芯片所需封裝的組件，該組件包含數(shù)個噴孔與金屬導電線路，可以取代原先的噴孔片與卷帶式自動封裝片。
以及，如圖7所示，也可在去除電鑄金屬時所使用的光阻層之前，將軟性電路板翻轉過來，利用光刻法在金屬導電線路130的表面形成保護層150，再在顯影保護層150圖案的同時去除電鑄金屬時所使用的光阻層。
其中，本發(fā)明第一實施例的金屬犧牲層也可使用其它材質的犧牲層來取代，但在以電鑄方式形成金屬導電線路時，需預先在犧牲層的表面形成金屬種子層(seed layer)，以利于后續(xù)的電鑄制程?；蛘咭部芍苯邮褂霉饪谭▉碇谱鹘饘賹щ娋€路，先沉積金屬層在犧牲層表面，再進行光阻涂布、曝光、顯影和蝕刻等步驟來形成金屬導電線路。
另外，本發(fā)明還包含將儲墨室以及流道整合于具有噴孔的軟性電路板結構。
請參考圖8至圖11，其為本發(fā)明第二實施例的制作流程圖。
首先其步驟如同第一實施例的圖1至圖4，首先，在基材的表面沉積金屬犧牲層之后；在犧牲層表面制造出光阻層；再以電鑄方式在金屬犧牲層上方形成金屬導電線路。并在金屬導電線路上方涂布一第一感光性聚合物層，以適當?shù)墓庠赐ㄟ^光罩對第一感旋光性聚合物層加以曝光之后，即制造出噴孔及露出金屬導電線路引腳端的通孔。
然后，如圖8所示，再在制造完成的第一感旋光性聚合物層140表面形成第二感光性聚合物層141，并利用適當?shù)墓庹?00曝光第二層感光性聚合物層141以制造出儲墨室和流道等流體結構。
接著，如圖9所示，顯影第二感光性聚合物層141與第一感光性聚合物層140的曝光圖案，以形成噴孔、露出金屬導電線路引腳端的通孔、儲墨室和流道等流體結構。
如圖10所示，去除金屬犧牲層110和電鑄金屬時所使用的光阻層，使金屬導電線路130、第一感光性聚合物層140及第二感光性聚合物層141皆脫離基材100以形成具有噴孔、儲墨室和流道的軟性電路板。
以及，如圖11所示，也可在去除電鑄金屬時所使用的光阻層之前，將軟性電路板翻轉過來，利用光刻法在金屬導電線路130的表面形成保護層151，再在顯影保護層151圖案時，一起去除電鑄金屬時所使用的光阻層，保護層151形成于金屬導電線路130附著第一感光性聚合物層140的表面之外的另一表面。
本發(fā)明是通過光刻技術來制作噴孔，其圓度及厚度皆可隨意控制，并且圓度及厚度的質量都遠優(yōu)于傳統(tǒng)技術，僅需改變光罩就可以做出不規(guī)則的噴孔。將噴孔與儲墨室整合在軟性電路板以形成單一組件，可以有效降低成本，不需額外制造噴孔片與在芯片上形成儲墨室，同時，軟性電路板的基材、噴孔、儲墨室可在同一個制作平臺上，使用同樣的制造方法，快速且精準的完成。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，器件的結構可以經(jīng)過進一步的改進，但這些相應的改變都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，包含以下步驟提供一基材；在所述基材表面形成一犧牲層；在所述犧牲層表面形成一金屬導電線路；在所述金屬導電線路表面形成一第一感光性聚合物層；以光刻法在所述第一感光性聚合物層形成一個以上的噴孔及一個以上的通孔，所述噴孔提供流體通過，所述通孔用以露出該金屬導電線路的一引腳端；及去除所述犧牲層，使所述感光性聚合物層與其所附著的所述金屬導電線路脫離所述基材。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，在所述犧牲層上方形成一金屬導電線路的步驟，是以電鑄的方法形成所述金屬導電線路。
3.根據(jù)權利要求2所述的噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，所述犧牲層由非金屬材料所形成，并在所述犧牲層上方形成一金屬導電線路的步驟之前，還包含一在所述犧牲層表面形成一電鑄種子層的步驟。
4.根據(jù)權利要求1所述的噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，在所述犧牲層上方形成一金屬導電線路的步驟，是先在所述犧牲層上方形成一金屬層，再配合光刻法蝕刻所述金屬層以形成所述金屬導電線路。
5.根據(jù)權利要求1所述的噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，還包含一形成具有一個以上儲墨室的一流體結構的步驟，所述儲墨室對應并連接于所述噴孔。
6.根據(jù)權利要求5所述的噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，所述形成具有一個以上儲墨室的一流體結構的步驟，是在所述第一感光性聚合物層表面形成一第二感光性聚合物層，并以光刻法形成所述流體結構。
7.根據(jù)權利要求1所述的噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，還包含一在所述金屬導電線路表面形成一保護層的步驟，所述保護層形成于所述金屬導電線路附著所述第一感光性聚合物層的表面之外的另一表面。
8.根據(jù)權利要求1所述的噴墨頭組件的制造方法，其特征在于，所述犧牲層由金屬材料所形成。
9.一種噴墨頭組件，其特征在于，包含一感光性聚合物層基材，其具有一個以上的噴孔以提供流體通過，所述噴孔以光刻法形成；及一金屬導電線路，設于所述感光性聚合物層基材表面，所述金屬導電線路具有一前端與一引腳端，所述前端用來接收外部訊號，所述引腳端則用以提供與一芯片的電性連接，所述引腳端外露于所述感光性聚合物層基材。
10.根據(jù)權利要求9所述的噴墨頭組件，其特征在于，還包含一流體結構，其結合于所述感光性聚合物層基材，所述流體結構具有一個以上的儲墨室，所述儲墨室對應并連接于所述噴孔。
11.根據(jù)權利要求10所述的噴墨頭組件，其特征在于，所述流體結構還包含一個以上的流道，所述流道用以提供墨水至所述儲墨室。
12.根據(jù)權利要求9所述的噴墨頭組件，其特征在于，還包含一保護層，形成于所述金屬導電線路附著所述感光性聚合物層的表面之外的另一表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噴墨頭組件及其制造方法，以感光性的聚合物作為噴墨頭組件的基材，利用光刻法制出噴孔以及儲墨室等流體結構，進而混合利用曝光、顯影或電鑄等方式，直接將儲墨室、噴孔以及對芯片的電性連接引腳整合至單一噴墨頭組件，并且通過整體性的制造工藝來加以制造完成。
文檔編號B41J2/16GK1593924SQ03156769
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權日2003年9月10日
發(fā)明者黃啟明, 陳家泰, 莊育洪, 劉建群, 劉建宏, 陳俊融 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院