專利名稱：打印頭槽筋的制作方法
打印頭槽筋
背景技術(shù)：
打印頭芯片支承打印頭的流體噴射部件，并且提供從流體貯存器到這種部件的流 體通道。增加通過(guò)芯片的流體通道密度會(huì)降低芯片的強(qiáng)度。加固芯片的當(dāng)前努力可降低打 印質(zhì)量并且增加芯片的制造成本。具體地說(shuō)，當(dāng)前的筋加固努力導(dǎo)致不期望的二次問(wèn)題，例 如形成條紋、在制造期間粘結(jié)材料芯吸槽中、以及在打印期間沿著筋捕獲氣泡。


圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的打印機(jī)的正視圖。圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1中的打印機(jī)的打印盒的仰視分解透視圖。圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的沿圖2的線3-3截取的盒的截面圖。圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖2中的打印盒的打印頭芯片的俯視平面圖。圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的沿圖4中的線5-5截取的打印頭芯片的截面圖。圖6A是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖3中的盒的打印頭芯片的放大局部圖。圖6B是打印頭芯片的另一示例的放大局部圖。圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的形成打印頭芯片的方法的流程圖。圖8A、8B、9A、9B、10A、10B、IlAUlB和IlC是描述了根據(jù)示例性實(shí)施例的依照?qǐng)D7 中所示方法形成打印頭芯片的截面圖。圖12A、12B、13A、i;3B、13C、14A、14B和14C是描述了根據(jù)示例性實(shí)施例的形成打印
頭芯片的另一實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的打印裝置10的一個(gè)示例。打印裝置10配置成將 墨或其它流體打印或沉積到打印媒介12上，例如紙張或其它材料。打印裝置10包括媒介 進(jìn)給器14以及一個(gè)或多個(gè)打印盒16。媒介進(jìn)給器14驅(qū)動(dòng)媒介12或者使得媒介12相對(duì)于 盒16移動(dòng)，該盒將墨或流體噴射到媒介上。在所示的示例中，盒16在打印期間被驅(qū)動(dòng)或掃 描橫向經(jīng)過(guò)媒介12。在其它實(shí)施例中，盒16可以是固定的并且可大體上延伸經(jīng)過(guò)媒介12 的橫向?qū)挾?。如將在下文描述的，打印?6包括打印頭芯片，其具有相對(duì)高密度的流體通 道、通路或槽而同時(shí)展現(xiàn)增強(qiáng)的強(qiáng)度并且利于相對(duì)高的打印質(zhì)量。圖2更詳細(xì)地描述了一個(gè)盒16。如圖2所示，盒16包括流體貯存器18和頭組件 20。流體貯存器18包括一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)，其配置成將流體或墨供應(yīng)給頭組件20。在一個(gè)實(shí) 施例中，流體貯存器18包括本體22和蓋件M，從而形成容納流體(例如，墨)的一個(gè)或多個(gè) 內(nèi)部流體腔，該流體通過(guò)槽或開(kāi)口排出到頭組件20。在一個(gè)示例中，所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部流 體腔還可包括毛細(xì)媒介(未示出)，用于將毛細(xì)作用力施加到打印流體上，從而降低打印流 體泄漏的概率。在一個(gè)實(shí)施例中，流體貯存器18的每個(gè)內(nèi)部腔還可包括內(nèi)部立管(未示出) 以及跨過(guò)內(nèi)部立管的過(guò)濾器。在又一實(shí)施例中，流體貯存器18可具有其它配置。例如，雖然 流體貯存器18被描述為包括一種或多種流體或墨的自給式供應(yīng)源，但是在其它實(shí)施例中，流體貯存器18可配置成經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)管道或管路從偏軸流體供應(yīng)源接收流體或墨。頭組件20包括聯(lián)接到流體貯存器18的機(jī)構(gòu)，流體或墨通過(guò)該機(jī)構(gòu)選擇性地噴射 到媒介上。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“聯(lián)接”應(yīng)當(dāng)意味著將兩個(gè)構(gòu)件直接或間接彼此結(jié)合。 這種結(jié)合在性質(zhì)上可以是固定的或者在性質(zhì)上可以是移動(dòng)的。這種結(jié)合可采用彼此相互整 體地形成為單個(gè)整體式本體的兩個(gè)構(gòu)件或兩個(gè)構(gòu)件和任何附加的中間構(gòu)件或者采用彼此 附連到一起的兩個(gè)構(gòu)件或兩個(gè)構(gòu)件和任何附加的中間構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種結(jié)合在性質(zhì)上可以 是永久的，或者替代性地在性質(zhì)上可以是可拆除或可釋放的。術(shù)語(yǔ)“操作性地聯(lián)接”應(yīng)當(dāng)意 味著兩個(gè)構(gòu)件直接或間接結(jié)合，使得可將運(yùn)動(dòng)從一個(gè)構(gòu)件直接或者經(jīng)由中間構(gòu)件傳輸?shù)搅?一構(gòu)件。在所述的實(shí)施例中，頭組件20包括按需噴點(diǎn)滴(drop-on-demand)墨頭組件。在一 個(gè)實(shí)施例中，頭組件20包括熱阻性頭組件。在其它實(shí)施例中，頭組件20可包括其它裝置， 其配置成將打印流體選擇性地傳送或噴射到媒介上。在所述的具體實(shí)施例中，頭組件20包括突片頭組件(tab head assembly) (THA), 其包括柔性電路觀、打印頭芯片30、噴發(fā)電阻器32、封裝件34以及孔板36。柔性電路28 包括柔性可彎曲材料(例如，一種或多種聚合物)的條帶、面板或其它結(jié)構(gòu)，其支承或包含終 止于電觸頭38處的電線、金屬絲或跡線，該電線、金屬絲或跡線電連接到芯片30上的噴發(fā) 電路或電阻器32。電觸頭38大體上垂直于芯片30延伸，并且包括配置成與采用盒16的打 印裝置中的相應(yīng)電觸頭電接觸的墊片。如圖2所示，柔性電路觀圍繞流體貯存器18的本 體22卷繞。在其它實(shí)施例中，柔性電路觀可省除并且可具有其它配置，其中以其它方式實(shí) 現(xiàn)與電阻器32及其相關(guān)尋址電路或噴發(fā)電路的電連接。打印頭芯片30 (也已知為打印頭基底或基片)包括在貯存器18的內(nèi)部流體腔與 電阻器32之間聯(lián)接的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)。打印頭芯片30將流體傳送給電阻器32。在所述的 具體實(shí)施例中，打印頭芯片30進(jìn)一步支承電阻器32 (示意性地示出)。打印頭芯片30包括 槽40和筋41 (如圖3所示)。槽40包括流體通道或流體通路，流體經(jīng)由該流體通道或流體 通路傳送到電阻器32。槽40具有足以將流體傳送給每個(gè)電阻器32及其相關(guān)噴嘴的長(zhǎng)度。 在一個(gè)實(shí)施例中，槽40的寬度小于或等于大約300微米并且額定大約200微米。在噴發(fā)電 路或電阻器尋址電路直接設(shè)置在基片或芯片30上或者作為基片或芯片30 —部分的所述實(shí) 施例中，槽40的中心線至中心線間距為大約0. 8 mm。在噴發(fā)電路或?qū)ぶ冯娐肺丛O(shè)置在基片 或芯片30上的實(shí)施例中，槽40的中心線至中心線間距為大約0. 5 mm。在其它實(shí)施例中，槽 40可具有其它尺寸和其它相關(guān)間隔。筋41 (也已知為橫梁)包括加固結(jié)構(gòu)，其配置成強(qiáng)化并加固打印頭芯片30在連續(xù) 的槽40之間的部分(桿64)。筋41以大致垂直于主軸線的方式延伸經(jīng)過(guò)每個(gè)槽40，每個(gè)槽 40沿主軸線延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，筋41及筋41的中心點(diǎn)整體地形成為單個(gè)整體式本體 的一部分，打印頭芯片30的大多數(shù)這些部分位于槽40的相對(duì)兩側(cè)上。如將在下文更詳細(xì) 地描述的那樣，筋41加固芯片30，進(jìn)而在基本上不降低打印性能或質(zhì)量的前提下允許槽40 更致密地設(shè)置在芯片30上。電阻器包括電阻性元件或噴發(fā)電路，其聯(lián)接到打印頭芯片30并且配置成產(chǎn)生熱 量以便使得打印流體的部分蒸發(fā)，從而將打印流體滴強(qiáng)制排出通過(guò)孔板36中的孔。在另外 的實(shí)施例中，噴發(fā)電路可具有其它配置。
封裝件34包括封裝電互連件的一種或多種材料，所述電互連件將與芯片30相關(guān) 的導(dǎo)電跡線或電線與柔性電路觀的連接到電觸頭38的導(dǎo)電電線或跡線互連。在其它實(shí)施 例中，封裝件34可具有其它配置或者可省除封裝件34。孔板36包括具有多個(gè)孔的板或面板，所述多個(gè)孔限定打印流體所噴射通過(guò)的噴 嘴開(kāi)口。孔板36安裝或緊固成與槽40及其相關(guān)噴發(fā)電路或電阻器32相對(duì)。在一個(gè)實(shí)施 例中，孔板36包括鎳基底。如圖2所示，孔板36包括多個(gè)孔或噴嘴42，由電阻器32加熱的 墨或流體被噴射通過(guò)所述多個(gè)孔或噴嘴42，用于打印到打印媒介上。在其它實(shí)施例中，可省 除孔板36，其中，這種孔或噴嘴以其它方式設(shè)置。雖然盒16被描述為配置成可拆除地安裝到打印機(jī)10上或打印機(jī)10內(nèi)的盒，但是 在其它實(shí)施例中，流體貯存器18可包括大體為打印機(jī)10的永久部件并且不可去除的一個(gè) 或多個(gè)結(jié)構(gòu)。雖然打印機(jī)10被描述為前部加載且前部排出的桌面式打印機(jī)，但是在其它實(shí) 施例中，打印機(jī)10可具有其它配置并且可包括其它打印裝置，在所述其它打印裝置中打印 機(jī)10將流體的受控圖案、圖像或布局等等打印或噴射到表面上。其它這種打印裝置的示例 包括但不局限于傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、多功能裝置或者打印或噴射流體的其它裝置。圖3是詳細(xì)地描述頭組件20的截面圖。具體地說(shuō)，圖3示出了在貯存器18的本 體22的下部與孔板36之間聯(lián)接的打印頭芯片30。如圖3所示，在所示的示例中，打印頭芯 片30具有通過(guò)阻隔層46與孔板36結(jié)合的下側(cè)或前側(cè)44。阻隔層46至少部分地形成電阻 器32與孔板36的噴嘴42之間的噴發(fā)腔47。在一個(gè)實(shí)施例中，阻隔層46可包括光阻聚合 物基底。在一個(gè)實(shí)施例中，阻隔層46可由與孔板36相同的材料形成。在又一實(shí)施例中，阻 隔層46可形成孔或噴嘴42，從而可省除孔板36。在一些實(shí)施例中，可省除阻隔層46。如圖3所示，電阻器32被支承在槽40相對(duì)兩側(cè)上的擱板上并且與噴發(fā)腔47中的 噴嘴42大致相對(duì)。電阻器32通過(guò)由芯片30支承的導(dǎo)電電線或跡線(未示出)電連接到觸 頭墊片38 (如圖2所示)。供應(yīng)給電阻器32的電能將通過(guò)槽40的流體供應(yīng)蒸發(fā)以形成氣 泡，該氣泡將周?chē)黧w或鄰近流體驅(qū)動(dòng)或噴射通過(guò)噴嘴42。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻器32還 連接到同樣位于芯片30上的噴發(fā)電路或?qū)ぶ冯娐贰Ｔ诹硪粋€(gè)實(shí)施例中，電阻器32可連接 到位于其它位置的噴發(fā)電路或?qū)ぶ冯娐?。如圖3進(jìn)一步示出的，貯存器18的本體22包括插入件或岬角(headland)48。岬 角48包括連接到芯片30的本體22結(jié)構(gòu)或部分，以便將貯存器18的一個(gè)或多個(gè)腔與芯片 30的第二側(cè)面流體地密封。在所述的示例中，岬角48將三個(gè)分離的流體容納腔51中的每 個(gè)連接到芯片30的三個(gè)槽40中的每個(gè)。例如在一個(gè)實(shí)施例中，貯存器18可包括三個(gè)分離 的立管，其將流體傳送給所述三個(gè)槽40中的每個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述三個(gè)分離的腔中 的每個(gè)可包括不同類(lèi)型的流體，例如不同顏色的流體或墨。在其它實(shí)施例中，貯存器18的 本體22可包括更多或更少數(shù)量的這種岬角48，這取決于芯片30中槽40的數(shù)量，其中所述 槽用于接收來(lái)自于貯存器18中的不同腔的不同流體。在所述的示例中，芯片30的側(cè)面50通過(guò)粘結(jié)劑52粘性地與本體22結(jié)合。在一 個(gè)實(shí)施例中，粘結(jié)劑22包括膠水或其它流體粘結(jié)劑。在其它實(shí)施例中，貯存器18的岬角48 可以其它方式密封并結(jié)合到芯片30。圖4-5詳細(xì)地描述了打印頭芯片30的槽40和筋60。圖4是從側(cè)面50獲取的打印 頭芯片30的平面圖。圖5是沿著圖4中的線5-5截取的通過(guò)打印頭芯片38的截面圖。如圖5所示，芯片30的鄰近側(cè)面50的部分M沿著每個(gè)槽40軸向地鉆埋頭孔(counter sink) 或凹進(jìn)到每個(gè)筋41上方。結(jié)果是，每個(gè)筋41也從芯片30的最外側(cè)或頂側(cè)50凹進(jìn)或鉆埋 頭孔。此外，鄰近側(cè)面50并且位于每個(gè)槽40的軸向端部的部分56也鉆埋頭孔或凹進(jìn)。應(yīng) 當(dāng)注意的是，取決于裝置需求，可僅在頂側(cè)50上出現(xiàn)鉆埋頭孔/凹進(jìn)，并且工藝可被調(diào)節(jié)以 適應(yīng)這種變化。如將在下文描述的那樣，鉆埋頭孔或凹進(jìn)的部分M和56可通過(guò)一種或多 種材料去除技術(shù)或工藝來(lái)形成，其中材料被去除以形成部分M、56 ；或者可通過(guò)一種或多 種材料添加技術(shù)或工藝來(lái)形成，其中一種或多種材料的一個(gè)或多個(gè)層鄰近部分討和56添 加，使得部分討和56相對(duì)于最頂部添加層的表面凹進(jìn)。例如，如圖5中的虛線所示的，鉆 埋頭孔部分M和56由升高部分57圍繞，該升高部分57在筋41上方延伸并且突出到槽40 的側(cè)面60上方。這種升高部分57可通過(guò)添加材料到芯片30或者通過(guò)從芯片30去除材料 而形成。由于芯片30包括沿著每個(gè)槽40 (并且在筋41上方)且在槽40的軸向端部處凹 進(jìn)或鉆埋頭孔區(qū)域或部分討、56，粘結(jié)劑材料52 (如圖3所示)更少可能地芯吸或以其它方 式流動(dòng)到槽40中，該粘結(jié)劑材料52在處于流體或粘性狀態(tài)時(shí)被施加以將岬角48結(jié)合到打 印頭芯片30上。具體地說(shuō)，凹進(jìn)部分M、56減少沿著表面或側(cè)面50以及沿著槽40的角部 58的數(shù)量和面積。相反，筋41與槽40的鄰近側(cè)面60之間的這種角部58凹進(jìn)并且不鄰近 側(cè)面50或與側(cè)面50共面地延伸。凹進(jìn)或鉆埋頭孔部分形成“毛細(xì)阻斷”，其防止流動(dòng)的粘 結(jié)劑達(dá)到墨進(jìn)給孔或槽40。結(jié)果是，粘結(jié)劑材料52更少可能地流動(dòng)到槽40中。因而，槽 40更少可能地被沿著槽40的側(cè)面60延伸并且突出到槽40所提供的流體通道中的粘結(jié)劑 堵塞或局部阻塞。因此，打印頭芯片30提供增強(qiáng)的流體或墨流，用于增強(qiáng)的打印質(zhì)量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，鉆埋頭孔部分M、56的深度或高度H(如圖5所示)在大約10 μ m (微米)至大約90 μ m之間，且額定為大約50微米。雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種高度減少了粘結(jié)劑材 料52的芯吸，但是在其它實(shí)施例中，下沉部分M、56可具有其它高度H。在又一實(shí)施例中， 下沉部分M、56可獨(dú)立于彼此地被使用。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可省除下沉部分56。在其 它實(shí)施例中，可省除下沉部分M同時(shí)仍提供一些顯著的益處。雖然下沉部分討和56描述 為均具有相同的高度H，但是在其它實(shí)施例中，下沉部分討和56可具有距側(cè)面50的不同高 度H或深度。如圖5所進(jìn)一步示出的，筋41從芯片30的側(cè)面44凹進(jìn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，筋41 從側(cè)面44凹進(jìn)或隔開(kāi)至少30微米且額定為大約50微米的距離D。由于筋41從側(cè)面44凹 進(jìn)至少30微米，因此增強(qiáng)了打印質(zhì)量。具體地說(shuō)，硅筋41通過(guò)由電阻器32(如圖3所示)和 墨產(chǎn)生的熱量來(lái)加熱。該受熱的筋繼而將熱量局部傳遞到鄰近的墨或流體，從而影響流體 或墨的蒸發(fā)壓力和氣泡特性。這繼而可減少或以其它方式改變?cè)诿看螄姲l(fā)期間所噴射的流 體滴的尺寸或滴重量。結(jié)果是，打印的圖像可在筋上方出現(xiàn)暗打印帶(有時(shí)稱為打印條紋)。 然而，由于筋41從側(cè)面44凹進(jìn)或間隔至少大約30微米的距離D，因此筋41與側(cè)面44、電 阻器32和噴嘴42間隔更大。結(jié)果是，甚至通過(guò)筋41傳遞給流體或墨的減少量的熱量被允 許經(jīng)過(guò)打印頭擴(kuò)散，從而減少正好與筋61相對(duì)的墨或流體和正好與連續(xù)筋之間的區(qū)域相 對(duì)的墨或流體之間的溫度差異。通過(guò)減少溫度變化，也減少墨滴的重量差異，從而產(chǎn)生更為 均勻的較高質(zhì)量打印效果。為了進(jìn)一步增強(qiáng)打印質(zhì)量同時(shí)維持打印芯片30的強(qiáng)度(連續(xù)槽40之間的桿64的剛度)，筋41具有相對(duì)小的寬度且具有相對(duì)小的間距。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，筋41的寬度W2在 大約50微米至大約150微米之間。筋41具有大約200 μ m至大約2000 μ m之間且額定 為大約500微米的中心對(duì)中心間距P2。通過(guò)提供具有相對(duì)小的寬度和相對(duì)小的間距的筋 41，熱量經(jīng)過(guò)芯片30的區(qū)域到達(dá)流體或墨的傳遞更為均勻，從而進(jìn)一步降低在打印圖像中 形成條紋的概率。與此同時(shí)，筋41的寬度足以適當(dāng)?shù)丶庸滩?qiáng)化桿64。筋41的間距足夠 大并且筋41的寬度足夠窄，以降低捕獲氣泡以及流體流動(dòng)堵塞的概率。在其它實(shí)施例中， 取決于產(chǎn)品需求和工藝參數(shù)，幾何尺寸可變化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，芯片30的厚度為大約500微米。槽40的寬度W為大約200微 米并且間距為大約0.8 mm。類(lèi)似地，筋41的長(zhǎng)度為大約200 μ m。筋41的寬度W2在大約 50微米與大約150微米之間，且間距為大約350微米。筋41的高度在大約200微米與470 微米之間。筋41從表面或側(cè)面50凹進(jìn)0至300微米(額定為大約50微米)，并且從側(cè)面44 間隔或凹進(jìn)30至80微米。在這種實(shí)施例中，芯片30由硅制成。在其它實(shí)施例中，芯片30 可具有其它特征尺寸并且可由其它材料制成。圖6A是更詳細(xì)地描述了打印頭芯片30的一個(gè)筋41的放大局部圖。如圖6A所示， 每個(gè)筋41延伸經(jīng)過(guò)芯片30的側(cè)面44和50之間的槽40。每個(gè)筋41具有從芯片30的側(cè)面 44凹進(jìn)的第一邊緣62和從芯片30的側(cè)面50凹進(jìn)的第二邊緣64。每個(gè)筋還包括相對(duì)的凹 陷66、68，其分別從邊緣62、64朝向彼此延伸。限定凹陷66和68的基本上所有表面都背對(duì) 相關(guān)筋41的中心點(diǎn)70。換句話說(shuō)，形成凹陷66的所有表面背對(duì)邊緣64。類(lèi)似地，形成凹 陷68的所有表面都遠(yuǎn)離邊緣62。在存在表面的情況下，由于凹陷66、68內(nèi)的很少(如果有 的話)表面或幾乎沒(méi)有任何表面區(qū)域背對(duì)每個(gè)凹陷66、68的開(kāi)口 70，因而空氣或氣泡更少 可能地抵靠遠(yuǎn)離相關(guān)開(kāi)口 71的表面而被捕獲或留置在這種凹陷66、68內(nèi)。結(jié)果是，可增強(qiáng) 流體噴射性能和打印質(zhì)量。由于筋可設(shè)計(jì)為具有窄的厚度(<150 μ m)，因而大氣泡將不會(huì) 被捕獲在此。小氣泡(如果存在的話)仍留有足夠的墨用于電阻器噴發(fā)，而不會(huì)不足。在圖6A所示的示例性實(shí)施例中，凹陷66、68彼此大致相同。在一個(gè)實(shí)施例中，凹 陷66、68同時(shí)或并發(fā)地形成。在所描述的示例中，每個(gè)凹陷66、68均包括大致三角形凹部， 具有從開(kāi)口 71延伸到筋41中的側(cè)面72、74。凹陷66的側(cè)面72、74從邊緣62以遠(yuǎn)離邊緣 62和遠(yuǎn)離側(cè)面44的方式朝向中心點(diǎn)70延伸。凹陷68的側(cè)面72、74從邊緣64以遠(yuǎn)離邊緣 64和遠(yuǎn)離側(cè)面50的方式朝向中心點(diǎn)70延伸。在所描述的示例中，側(cè)面72、74均相對(duì)于開(kāi) 口 71形成在大約50度與大于60度之間且額定為大約M度的角度A。在一個(gè)實(shí)施例中，側(cè)面72、74在會(huì)聚末端或點(diǎn)76處會(huì)聚。在這樣的實(shí)施例中，凹 陷66、68具有最大的深度，而不會(huì)形成背對(duì)開(kāi)口 71的表面。結(jié)果是，需要時(shí)，用于形成凹陷 66,68并且也可用于形成或修整打印頭30的其它特征(例如，使得筋41從側(cè)面44凹陷或 者使得槽40或其開(kāi)口加寬)的工藝可延長(zhǎng)，而不會(huì)犧牲打印頭30的隨后流體噴射性能。例 如，延長(zhǎng)形成凹陷66和68的工藝導(dǎo)致筋41從芯片30的側(cè)面44凹陷更大程度。結(jié)果是， 可減少打印條紋(如上所述)以增強(qiáng)打印質(zhì)量。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)凹陷66、68具有大約 93 μ m的深度D和大約93 μ m的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，筋41從側(cè)面44凹陷的距離在至少 100 μ m，且額定為大約175 μ m。如虛線所示出的，在其它實(shí)施例中，側(cè)面72、74可在會(huì)聚之前終止。在這種可替代 的實(shí)施例中，每個(gè)凹陷66、68可替代地包括頂蓬/地板78而不是點(diǎn)76。在又一個(gè)實(shí)施例中，凹陷66、68可具有其它配置。圖7-11描述了形成打印頭芯片30的一種示例性方法。圖7是形成包括筋41 (如 圖6A所示)的打印頭芯片30的方法100的流程圖。圖8-11描述了被執(zhí)行以形成芯片30 的這種步驟。為了便于描述和討論，描述并說(shuō)明單個(gè)槽和相關(guān)筋的形成。然而，可并發(fā)地形 成附加的槽和相關(guān)筋。圖8A和8B描述了根據(jù)圖7所描述的方法100的步驟110在晶片或基底210 (用 作芯片30的主本體或結(jié)構(gòu))上形成埋頭孔或槽部200。如圖8B所示，采用一個(gè)或多個(gè)材料 去除工藝以沿著側(cè)面50形成槽部200。槽部200大致對(duì)應(yīng)于槽40的寬度W (在圖4中示 出)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，槽部200的寬度W為大約200微米。在其它實(shí)施例中，槽部200可 具有其它尺寸。槽部200的軸向長(zhǎng)度延伸槽40的期望長(zhǎng)度和在槽40端部處鉆埋頭孔部分 56的軸向長(zhǎng)度的總長(zhǎng)度(如圖4所示)。換句話說(shuō)，槽部200延伸經(jīng)過(guò)槽40的最后通路或端 部所處的部位。槽部200的深度在大約10微米至大約100微米之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，槽 部200可通過(guò)激光燒蝕并接著濕式蝕刻(例如，羥化四甲銨(TMAH)濕式蝕刻)來(lái)形成，以去 除激光碎片。在其它實(shí)施例中，槽部200可以其它方式形成，例如常規(guī)平版印刷術(shù)以及干式 或濕式蝕刻技術(shù)。圖9A和9B描述了根據(jù)方法100的步驟120 (如圖7所示)模制槽40和筋41 (如 圖6A所示)。如圖8A和8B所示，形成用于隨后形成筋41的硬掩膜208。硬掩膜208包括 由橋接部分212分離的開(kāi)口 211。每個(gè)橋接部分212的長(zhǎng)度和寬度對(duì)應(yīng)于要形成的筋41的 長(zhǎng)度和寬度(如圖4和5所示)。應(yīng)當(dāng)注意的是，最終的寬度和尺寸可取決于濕式蝕刻的長(zhǎng) 度和干式蝕刻工藝的性質(zhì)而變化。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)橋接部分212的長(zhǎng)度在大約200 微米，寬度在從大約50微米至100微米之間。在其它實(shí)施例中，橋接部分212可具有其它 尺寸。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，硬掩膜208通過(guò)將一種或多種材料沉積到芯片30的側(cè)面50和基 底210上而形成，所述側(cè)面50和基底210是可激光燒蝕的并且仍耐受干式蝕刻劑，所述干 式蝕刻劑要用于去除基底210的部分以加深圍繞硬掩膜108的槽部200。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，
硬掩膜208通過(guò)沉積大約200 AI
的Ti和6000 I的AlCu或Al的層而形成。沉積層被激光燒蝕或激光模制到基底212下面
或到基底212中以形成開(kāi)口 211，剩下橋接部分212。在其它實(shí)施例中，硬掩膜208可由其 它材料形成，可具有其它尺寸并且可以其它方式形成。圖IOA和IOB描述了根據(jù)方法100的步驟130 (如圖7所示)干式蝕刻通過(guò)筋41 之間的基底210的穿孔(breakthrough)。如圖IOB所示，通過(guò)硬掩膜208的開(kāi)口 211的基 底104的附加材料或部分被去除，以形成穿孔220。在完成穿孔220之后，硬掩膜208也被 去除。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，干式蝕刻劑(例如，SFf^n C4F8)被施加以蝕刻基底210通過(guò)開(kāi)口 211 并且未被硬掩膜208保護(hù)的部分。干式蝕刻工藝被控制以便完全延伸通過(guò)基底210。圖IlAUlB和IlC描述了根據(jù)方法100的步驟140 (如圖7所示)使用濕式蝕刻來(lái) 凹進(jìn)筋41。如圖IlC所示，濕式蝕刻導(dǎo)致筋41的邊緣62從打印頭芯片30的側(cè)面44凹進(jìn)。 如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣62從側(cè)面44凹進(jìn)至少大約30 μ m且額定大約50 μ m。 筋41的邊緣64也從打印頭芯片30的側(cè)面50凹進(jìn)。如圖IlB所示，在蝕刻工藝期間，凹進(jìn)筋41和穿孔220便于沿著側(cè)面44加寬槽40及其開(kāi)口。如上所述，用于凹進(jìn)筋41的蝕刻工藝被控制，使得延伸到邊緣62和64中的凹陷 66,68 (如圖6A所示)不形成面向筋41的中心點(diǎn)70方向的表面。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，濕式蝕 刻劑(例如，TMAH)也被施加大約30分鐘，以凹進(jìn)每個(gè)筋41。在其它實(shí)施例中，可采用其它 濕式蝕刻劑和其它蝕刻參數(shù)?？傊?，方法100允許筋41按照快速且便宜的方式從至少側(cè)面44形成并凹進(jìn)。筋 41從至少側(cè)面44凹進(jìn)在較少依賴于沿著側(cè)面44的更為昂貴且復(fù)雜的工藝和材料去除技術(shù) 的情況下實(shí)現(xiàn)。具體地說(shuō)，穿孔220控制并引導(dǎo)濕式蝕刻劑流。結(jié)果是，濕式蝕刻劑流具有 更大的速度并因而更集中。因此，以更快的速率發(fā)生筋41的凹進(jìn)。由于筋41的蝕刻速率 和凹進(jìn)速率增加，因此否則將筋41從至少側(cè)面44凹進(jìn)到期望程度所需的時(shí)間可縮短。由 于基底210暴露到蝕刻劑的時(shí)間縮短，因而更少的材料從基底210的其它部分蝕刻掉。結(jié) 果是，更少的材料沿著槽40被蝕刻掉，從而減少了槽40的寬度W (如圖4所示)。通過(guò)減少 槽40的寬度W，槽40之間的間距可增加，用于較大的打印密度。此外，通過(guò)降低蝕刻時(shí)間，可形成凹陷66和68(如圖6A所示)。如上所述，凹陷66 和68不包括背對(duì)所述凹陷的相關(guān)開(kāi)口 70或者面向中心點(diǎn)70的表面。因此，凹陷66和68 更少可能地捕獲空氣。這關(guān)于可以向下方向面向的凹陷66會(huì)是尤其有利的。作為比較，圖6B示出了在沒(méi)有形成穿孔220的步驟130的情況下使用大致相同的 方法100形成的筋41’。在沒(méi)有穿孔220時(shí)，實(shí)現(xiàn)筋41’從側(cè)面44的期望凹進(jìn)可包括較長(zhǎng) 的濕式蝕刻時(shí)間。該用于蝕刻的較長(zhǎng)時(shí)間段導(dǎo)致形成凹陷66’和68’。凹陷66’和68’是 大致菱形形狀的，具有背對(duì)開(kāi)口 71以及面向筋41’的中心點(diǎn)70的表面92、94。具體地，凹 陷66，的表面92和94背對(duì)邊緣62，。凹陷68，的表面92和94背對(duì)邊緣64，。表面92和 94形成在其中可捕獲空氣或氣泡的腔室或容積。這可降低打印質(zhì)量。此外，延長(zhǎng)的蝕刻時(shí) 間還可具有其它缺點(diǎn)，例如加寬槽40和增加制造時(shí)間以及成本。圖12-14描述了打印頭芯片330 (如圖14C所示)的形成。打印頭芯片330類(lèi)似 于打印頭芯片30，不同之處在于打印頭芯片330包括筋341而不是筋41。筋341類(lèi)似于筋 41，不同之處在于，與每個(gè)筋41的邊緣62相比，筋341的邊緣362從芯片330的側(cè)面50間 隔或凹進(jìn)更大的距離。類(lèi)似于筋41，筋341包括凹陷66和68 (如圖6A所示)。結(jié)果是，筋 362的配置更少地捕獲氣泡。此外，類(lèi)似于筋41，筋341從側(cè)面44凹進(jìn)，用于增強(qiáng)打印質(zhì)量。筋341和槽41 (如圖14A所示)通過(guò)與方法100類(lèi)似的方法形成。具體地，如形成 筋41的那樣，筋341通過(guò)最初形成在基底210中的埋頭孔并在基底210上模制槽和筋(如 在步驟110和120以及圖7描述的以及如圖8和9所示出的)來(lái)形成。然而，不同于形成筋 41的方法100，用于形成筋341的方法包括在圖12中示出的附加步驟。如圖12A和12B所 示，硬掩膜208的附加區(qū)域371在開(kāi)口 211周?chē)蝗コ?。此外，形成延伸到基?10中的附 加埋頭孔生長(zhǎng)止擋塊73。這導(dǎo)致通過(guò)硬掩膜208暴露的基底210的多個(gè)臺(tái)階狀表面。在一 個(gè)實(shí)施例中，區(qū)域371和埋頭孔3和73可使用激光燒蝕形成。在又一個(gè)實(shí)施例中，可使用 其它成熟的去除技術(shù)。如圖13A、i;3B和13C所示，通過(guò)硬掩膜208暴露的基底210的材料或部分被去除 以形成穿孔220。如圖13B和13C所示，由于基底210增加的暴露，與穿孔220相對(duì)并且與 筋341相對(duì)地形成擴(kuò)大的埋頭孔375。在完成穿孔220之后，硬掩膜208也被去除。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，干式蝕刻劑(例如，SF6和C4F8)被施加以蝕刻基底210通過(guò)開(kāi)口 211并且未被硬 掩膜208保護(hù)的部分。干式蝕刻工藝被控制以便完全延伸通過(guò)基底210。圖14A、14B和14C描述了使用類(lèi)似于方法100的步驟140 (如圖7所示)的濕式蝕 刻來(lái)凹進(jìn)筋;341。如圖14C所示，濕式蝕刻導(dǎo)致筋341的邊緣362從打印頭芯片330的側(cè)面 44凹進(jìn)。如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣362從側(cè)面44凹進(jìn)至少大約100 μ m且額定大 約175 μπι。筋341的邊緣64也從打印頭芯片330的側(cè)面50凹進(jìn)。如圖14Β所示，在凹進(jìn) 筋341的蝕刻工藝期間，穿孔220從而沿著側(cè)面44加寬槽40及其開(kāi)口。相對(duì)于筋41，用于凹進(jìn)筋341的蝕刻工藝被控制，使得延伸到邊緣362和64中的 凹陷66、68(如圖6Α所示)不會(huì)形成面向筋341的中心點(diǎn)70的方向的表面。根據(jù)一個(gè)實(shí)施 例，濕式蝕刻劑(例如，ΤΜΑΗ)也被施加大約30分鐘，以凹進(jìn)每個(gè)筋341。在其它實(shí)施例中， 可采用其它濕式蝕刻劑和其它蝕刻參數(shù)。雖然本發(fā)明已經(jīng)參考示例性實(shí)施例進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在 不偏離要求保護(hù)的主題的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面作出變化。例如，雖 然不同示例性實(shí)施例可以描述為包括提供一個(gè)或多個(gè)益處的一個(gè)或多個(gè)特征，但是可以設(shè) 想的是，在所述示例性實(shí)施例中或者在其它替代實(shí)施例中，所述特征可以彼此互換或者替 代地彼此組合。由于本發(fā)明的技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，因而技術(shù)的不是所有變化都是可預(yù)見(jiàn)的。參 考示例性實(shí)施例描述且在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明顯然旨在盡可能廣泛。例如，除非 另有明確聲明，記載單個(gè)具體元件的權(quán)利要求也包括多個(gè)這樣的具體元件。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括打印頭芯片(30)，所述打印頭芯片具有配置成面向其流體貯存器(18)的第一側(cè)面 (50)以及相對(duì)的第二側(cè)面(44)，所述打印頭芯片(30)包括 通過(guò)芯片(30)的流體進(jìn)給槽(40)；和延伸經(jīng)過(guò)槽(40)的筋(41)，其中每個(gè)筋(41)具有面向第二側(cè)面(44)并且從芯片(30) 的第一側(cè)面(44)凹進(jìn)的第一邊緣(62)，所述邊緣具有第一三角形凹部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，三角形凹部具有相對(duì)于芯片(30)的第一側(cè)面 (50)以在大約50度至60度之間的角度延伸的第一和第二側(cè)面(72，74)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，流體進(jìn)給槽(40)具有由與芯片(30)的其余部分 同質(zhì)的材料形成的側(cè)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，流體進(jìn)給槽(40)具有由硅形成的未涂覆側(cè)表
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每個(gè)筋(41)具有第二邊緣(64)，所述第二邊緣 (64)具有第二三角形凹部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述三角形凹部具有第一和第二側(cè)表面(72， 74 )，所述側(cè)表面從筋(41)的周邊延伸并且在點(diǎn)(76 )處會(huì)聚。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，第一和第二側(cè)表面(72，74)相對(duì)于芯片(30)的 第二側(cè)面(44)以在大約50度至大約60度之間的角度延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，第一和第二側(cè)表面(72，74)相對(duì)于芯片(30)的 第二側(cè)面(44)以在大約54. 7度的角度延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，芯片(30)具有鄰近于槽(40)并且位于槽(40) 內(nèi)的未涂覆硅表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，筋(41)從芯片(30)的第二側(cè)面(44)凹進(jìn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括流體貯存器(18)，所述流體貯存器在芯片 (30)的第一側(cè)面(50)上結(jié)合到芯片(30)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，還包括孔板(36)，所述孔板在芯片(30)的第二側(cè)面 (44)上聯(lián)接到芯片(30)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每個(gè)筋(41)的寬度小于或等于大約150。
14.一種方法，包括從晶片(30)的第一側(cè)面(50)干式蝕刻一系列間隔開(kāi)的開(kāi)口(220)，所述開(kāi)口完全穿過(guò) 晶片(30)并且由筋(41)隔開(kāi)；以及從晶片的相對(duì)第二側(cè)面(44)濕式蝕刻晶片以將筋(41)從第二側(cè)面(44)凹進(jìn)，其中濕 式蝕刻在筋(41)的面向第二側(cè)面(44)的邊緣(62)上處形成三角形凹部，所述三角形凹部 具有從筋(41)的周邊延伸并且在點(diǎn)(76)處會(huì)聚的第一和第二側(cè)表面(72，74)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括去除筋(41)的鄰近晶片(30)的第一側(cè)面 (50)的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，還包括激光切割晶片(30)的第一側(cè)面(50)，以去除筋 (41)的鄰近晶片的第一側(cè)面(50)的部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在干式蝕刻步驟之前在晶片(30)上形成干式蝕刻掩膜，從而限定一系列間隔開(kāi)的開(kāi)口( 211)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成干式蝕刻掩膜包括 在晶片(30)上氈式涂覆層(208)；以及激光模制層(208)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，晶片(30)是硅，且其中在濕式蝕刻期間，穿過(guò) 晶片(30)的開(kāi)口(220)由未涂覆硅表面界定。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，第一和第二側(cè)表面相對(duì)于芯片(30)的第二側(cè) 面(44)以在從大約50度至大約60度之間的角度延伸。
全文摘要
打印頭芯片(30)包括槽筋(41)，其具有帶有三角形凹部的邊緣(62,64)。在一個(gè)實(shí)施例中，打印頭芯片如下形成從晶片(30)的第一側(cè)面(50)干式蝕刻一系列間隔開(kāi)的開(kāi)口(220)，所述開(kāi)口完全穿過(guò)晶片(30)并且由筋(41)分離；之后將晶片(30)從相對(duì)的第二側(cè)面(44)濕式蝕刻，以從第二側(cè)面(44)凹進(jìn)筋(41)。
文檔編號(hào)B41J2/14GK102089151SQ200880130274
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者G. 施米德特 C., 吉里 M., N.k. 布朗寧 R., K. 科梅拉 S., 鮑米克 S. 申請(qǐng)人:惠普開(kāi)發(fā)有限公司