專利名稱：噴墨頭的制造方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種噴墨頭的制造方法及其裝置，特別是指利用彈性加壓面的熱壓裝置，以粘合噴墨的噴孔片及加熱晶片，使得產(chǎn)品良率提高而增加產(chǎn)量。
噴墨式打印機的噴墨頭一般有兩種噴出墨滴的方式熱氣泡式及壓電式。熱氣泡式的噴墨頭利用一薄膜電阻器加熱以急速氣化一小部分的墨水(即墨滴)經(jīng)過噴孔噴出。
另一種壓電式的噴墨頭使用壓電元件隨著控制信號的反應壓縮墨水的體積藉此產(chǎn)生壓力波，迫使墨滴經(jīng)過噴孔噴出。
依現(xiàn)有技術所述，用于熱氣泡式噴墨打印機的噴墨頭1是由VLSI工藝形成的層狀構造，如美國發(fā)明專利第4,513,298號所揭露的層狀結構，請參考

圖1所示的層狀結構剖面圖，此層狀結構是由多項工藝來形成噴墨頭1，包括金屬的噴片11、高分子的乾膜光阻層12、加熱層13及矽基層14。其中一項工藝在噴孔片11與乾膜光阻層12進行熱壓粘合時，必須施予均勻適當?shù)恼驂毫?，而現(xiàn)有技術尚無法提供適當?shù)闹圃旆椒?，詳細原因將在以下描述?br> 在將噴孔片11與乾膜光阻層12壓合的前須先將噴孔片1與乾膜光阻層12精確定位，再以熱壓裝置2壓合，但是由于每個各別的噴墨頭1總厚度略有差別，在壓合時會面臨厚度不一的困擾，如圖2所示即為表示壓合噴墨頭1總厚度不一樣的狀況。現(xiàn)有的熱壓裝置包括上型模具21及下型模具22。當多個噴墨頭1置于下型模具22后，上型模具21向下移動，在高溫(120°)狀況下以高壓粘合噴孔片11及乾膜光阻層12，其中熱壓時間約為1分鐘至5分鐘之間。以噴墨頭1所使用的矽晶片(矽基層14)為例，其標準規(guī)格的誤差為±25μm(或者有更高規(guī)格誤差可達±10μm，惟其價格較為昂貴)。再者，噴孔片11的制造誤差為±5μm，因此噴墨頭1各別的厚度差別可達30μm或者更大。在熱壓工藝中，每一個噴墨頭1所需的上型模具21下降高度各有不同。所以，熱壓工藝最好是每個噴墨頭1單獨熱壓，可確保制造品質(zhì)。惟如此將不符合大量生產(chǎn)的模式且制造時間耗費極多。
現(xiàn)有的熱壓工藝通常選取晶圓(wafer)中間所有的晶片，或者經(jīng)各別檢測后選取適當?shù)膰娔^1一次制造完成。然而，在此狀況下熱壓裝置2將先熱壓較厚的噴墨頭1而較薄的噴墨頭1則因此而無法熱壓到。如果熱壓裝置2加大壓力超過尺寸下限，則較厚的噴墨頭1將會壓壞而無法使用。
以一般制造水準而言，現(xiàn)有的熱壓裝置所生產(chǎn)的噴墨頭其良率約在50％至60％間，導致生產(chǎn)成本大幅增加。
由以上描述可知現(xiàn)有的噴墨頭工藝中的噴孔片11與乾膜光阻層12的壓合程序無法大量高良率地生產(chǎn)的原因為噴墨頭1的厚度不一致，無法以現(xiàn)有的熱壓裝置高效能生產(chǎn)，為降低成本因此有必要研究出新的制造方法。
有鑒于現(xiàn)有噴孔片1壓合程序無法大量生產(chǎn)的原因為噴墨頭厚度不一致，因此為解決此項問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具彈性加壓面的熱壓裝置，使其能克服噴墨頭厚度不同的阻礙，適度施予各不同的噴墨頭熱壓，如此一來使大量的噴墨頭晶片同時完成熱壓程序且減少不良品產(chǎn)生，使成本降低。
本發(fā)明的另一目的在于提供一具彈性加壓面的加熱裝置，以使得厚度不同的噴墨頭在熱壓時，大多數(shù)噴墨頭都能接受到適當?shù)臒釅盒Ч?，而使得噴孔片與乾膜光阻層能夠適當?shù)卣澈?，達成提高良率的目標。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法所實施制造的噴墨頭具有高品質(zhì)，低不良率，可以大量生產(chǎn)噴墨頭，而所需付出的新裝置制作費用較其他噴墨頭生產(chǎn)設備而言非常低廉，具有低成本高效益的發(fā)明效果，是一優(yōu)良的發(fā)明。
本發(fā)明噴墨頭制造方法及其裝置構造的諸多優(yōu)點與特徵，將從下述詳細說明及附圖中得到進一步的了解，附圖中圖1為噴墨頭層狀結構剖面圖；圖2為現(xiàn)有技術的噴墨頭熱壓工藝剖面示意圖；圖3為本發(fā)明噴墨頭置于彈性熱壓裝置的剖面示意圖；圖4為本發(fā)明彈性熱壓裝置的上型模具與下型模具扣合示意圖；圖5為本發(fā)明彈性加壓面熱壓噴墨頭的部分放大圖；圖6為本發(fā)明彈性熱壓治且熱壓噴墨頭的示意圖；本發(fā)明是利用改良的熱壓裝置對噴墨頭工藝提出新穎富實用性的方法使得噴墨頭4良率及品質(zhì)得以提高。
首先參考圖3，本發(fā)明的熱壓裝置3是用于將復數(shù)個噴墨頭1中的噴孔片11及乾膜光阻層12加熱加壓使其熔接成形，其中，該熱壓裝置3包括上型模具31、下型模具32、彈性膜片33、填充空間34及扣合裝置35。如圖3所示，該彈性膜片33及填充空間34是形成在上型模具31且彈性膜片33可直接接觸待熱壓的噴墨頭1，而扣合裝置35形成在下型模具32用以扣合上型模具31。熟悉本項技術者皆知，該彈性膜片33及填充空間34亦可形成在下型模具32或者扣合裝置可形成在上型模具31。
在進行熱壓噴墨頭1的制造時，首先需將噴孔片11的開孔準確與乾膜光阻層12的墨水腔對位后固定放置在下型模具32。此部份為熟悉本項技術業(yè)者所已知，故本文不再細述。值得注意的是，在此狀態(tài)下的本發(fā)明填充空間34壓力約等于大氣壓力，因此該彈性膜片33可隨所接觸的表面而產(chǎn)生形變。其中，前述彈性膜片33可以由矽膠片，軟質(zhì)橡膠或類似的材料形成，其厚度約為0.5mm至5mm的間。
繼續(xù)參考圖4及圖5說明本發(fā)明的噴墨頭制造方法，在噴墨頭1定位完成后，上型模具31下降到預設位置并以扣合裝置35將上型模具31及下模具32扣合。圖5進一步顯示熱壓模具3內(nèi)噴墨頭1的狀態(tài)，因為填充空間34的壓力約等于大氣壓力，所以彈性膜片33可依不同厚度的噴墨頭1而產(chǎn)生適度的形變，藉此即使噴墨頭1的厚度誤差可高達30(m，彈性膜片33仍可直接接觸所有的噴墨頭1。
圖6進一步說明利用本發(fā)明熱壓裝置3壓合噴墨頭1中噴孔片11及乾膜光阻層12的制造過程。在上型模具31經(jīng)由扣合裝置35與下型模具32扣合后，熱壓裝置3開始將高溫及高壓氣體充入前述填充空間34。該氣體通常為低活性的壓縮空氣，例如氮氣、氬氣等高壓氣體，其壓力約在5kg/cm2至30kg/cm2間。由于噴孔片11及乾膜光阻層12熔合需要較高的溫度，所以該充入的氣體須加熱到約80℃～180℃左右。整個熱壓合程序需持續(xù)1分鐘至20分鐘，使乾膜光阻層12產(chǎn)生形變而與噴孔片11粘合。的后，再將充入的高壓氣體釋放使其回復正常壓力即可完成噴墨頭的熱壓工藝而得到最終產(chǎn)品。
請再參考圖6所示的熱壓裝置3，根據(jù)理想氣體公式及流體壓力定律可知，充入的高壓氣體將沿箭頭方向對彈性膜片34均勻地施加壓力。由于前述彈性膜片34接觸所有位于下型模具32上的噴墨頭1，所以可施予不同厚度的噴墨頭均一的正向力，如此一來可達成量產(chǎn)及高品質(zhì)的目標。根據(jù)發(fā)明人試行生產(chǎn)，其良率可高達80％～90％，遠較現(xiàn)有的熱壓裝置2生產(chǎn)良率為高。
在詳細說明本發(fā)明較佳實施例的后，熟悉該項技術人士可清楚地了解在不脫離所述權利要求書范圍與精神下可進行各種變化與改變，而本發(fā)明亦不受限于說明書的實施例的實施方式，例如填充的氣體可以改為高溫高壓的液體。
權利要求
1.一種噴墨頭的制造方法，它是將噴孔片及乾膜光阻層熱壓粘合的工藝，包括下列步驟將已對位完成的復數(shù)個噴墨頭半成品置于一熱壓裝置上，其中該噴孔片的開孔對準對應乾膜光阻層的墨水腔；移動該熱壓裝置，使位于其上的彈性膜片均勻接觸前述噴墨頭半成品；將高壓流體充入熱壓裝置的填充空間，使其壓制噴墨頭半成品，其中該填充空間位于前述彈性膜片對應噴墨頭半成品的相對側。
2.如權利要求1所述的噴墨頭的制造方法，其特征在于，前述充入填充空間的高壓流體為氮氣或氬氣，且其壓力范圍在5kg/cm2至30kg/cm2間。
3.如權利要求1所述的噴墨頭的制造方法，其特征在于，前述彈性膜片材質(zhì)為矽膠或軟質(zhì)橡膠。
4.一種制造噴墨頭的裝置，用于將噴孔片及乾膜光阻層熱壓粘合，包括一模具基座，供前述噴墨頭半成品放置于其上；一彈性膜片，設于該裝置上，其中前述彈性膜片的一側可均勻覆蓋該噴墨頭半成品而另一側則與裝置形成一密閉的填充空間。
5.如權利要求4所述的一種制造噴墨頭的裝置，其特征在于，前述充入填充空間的高壓流體為氮氣或氬氣，且其壓力范圍在5kg/cm2至30kg/cm2間。
6.如權利要求4所述的噴墨頭的裝置，其特征在于，前述彈性膜片材質(zhì)為矽膠或軟質(zhì)橡膠。
7.如權利要求4所述的噴墨頭的裝置，其特征在于，前述裝置尚包括一扣合裝置以將模具扣合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種打印機噴墨頭制造方法,它利用具有彈性加壓面的熱壓裝置以提升打印機噴墨頭工藝的效能。在本發(fā)明的制造方法中,利用高溫及高壓氣體灌入熱壓裝置內(nèi)使彈性膜片因受力而完成熱壓制噴片頭的工藝。
文檔編號B41J2/16GK1338381SQ001240
公開日2002年3月6日 申請日期2000年8月10日 優(yōu)先權日2000年8月10日
發(fā)明者莫自治, 林富山, 曹以正, 何進淵, 張英倫, 周沁怡 申請人:研能科技股份有限公司