專利名稱：一種噴墨匣的噴墨頭晶片的封裝方法及封裝構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨匣的噴墨頭晶片的封裝方法及封裝構(gòu)造，特別是一種應(yīng)用于噴墨打印設(shè)備的噴墨匣，用以將噴墨頭晶片封裝于墨水匣，可避免噴墨頭晶片受墨水腐蝕而導(dǎo)致剝離的封裝方法及封裝構(gòu)造。
在印刷設(shè)備中使用噴墨匣的技術(shù)早已為人所熟知，例如大量使用于辦公室的噴墨打印機(jī)，紡織印刷機(jī)械，光學(xué)元件的彩色濾光元件(colorfilter)的顏色涂布，有機(jī)電激發(fā)光二極管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)，或是高分子有機(jī)電激發(fā)光二極管PLED(PolymerLight-Emitting Diode)的制造設(shè)備中均已有應(yīng)用噴墨匣進(jìn)行印刷或打印的例子。
已知噴墨匣的基本構(gòu)造如

圖1所示，包括有墨水匣10與噴墨頭晶片20，其中墨水匣10采用耐腐蝕的塑料制成，其底部具有一墨水出口11，而噴墨頭晶片20則是借由粘膠12封裝于墨水出口11，粘膠12必需將噴墨頭晶片20完全密合地封裝于墨水匣10的墨水出口11，除了維持噴墨頭晶片20后方墨水通道處的背壓，還要確保墨水能正常的經(jīng)由噴墨頭晶片20噴出。
傳統(tǒng)的噴墨技術(shù)是利用流量控制的方法，將墨水由墨水匣噴出，而一般的噴出技術(shù)包括有運(yùn)用熱泡式(thermal bubble type)或壓電式(piezo-electrical type)將墨水通過噴墨頭晶片的噴射口而噴出。
熱泡式(thermal bubble type)噴墨頭晶片包括一個(gè)薄膜電阻，當(dāng)被加熱后可使微量的墨滴瞬間汽化，墨滴蒸發(fā)后的快速膨脹使少量墨水通過噴墨頭晶片的噴射口而噴出。至于壓電式(piezo-electricaltype)噴墨頭晶片則是應(yīng)用壓電材料的壓電特性，以電壓控制壓電材料的膨脹收縮，將墨滴從噴孔噴出。
由于噴墨印刷或打印技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛而受到普遍的重視，噴墨溶液的配方也由水基底(water based)改良成溶劑基底(solventbased)。但是溶劑基底的溶液常會對墨水匣材質(zhì)造成腐蝕，所以采用抗腐蝕的材質(zhì)制作墨水匣的容器是必要的。一般而言，雖然金屬與噴墨頭晶片有不錯(cuò)的膠合特性，也能耐溶劑的腐蝕，但運(yùn)用金屬材質(zhì)來制作容器不僅成形不易，成本亦偏高，因此墨水匣的材料仍以使用工程塑料注射成形的較多。但是多數(shù)能抗溶劑腐蝕的材質(zhì)不是價(jià)格偏高、注射成形不易，就是不易尋得適當(dāng)?shù)恼衬z來搭配。若是將墨水匣材料與不當(dāng)?shù)恼衬z搭配使用，不僅會造成晶片與墨水匣的膠合特性不佳，更會造成噴墨頭晶片與墨水匣的剝離，所以這種種的因素都會對墨水匣的設(shè)計(jì)與制造條件造成了諸多的限制。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種噴墨匣的噴墨頭晶片的封裝方法，可以不受粘膠是否適合于墨水匣材質(zhì)搭配此種問題的限制，能確保噴墨頭晶片不會因?yàn)樯鲜龃钆洳涣嫉囊蛩囟阅粍冸x。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種噴墨匣的噴墨頭晶片的封裝構(gòu)造，這種封裝構(gòu)造可以避開噴墨頭晶片封裝于墨水匣的過程中，墨水匣與噴墨頭晶片之間必需適當(dāng)選擇搭配的粘膠的困擾。
本發(fā)明所揭露的方法，主要是通過在墨水匣與噴墨頭晶片之間增設(shè)一種耐腐蝕的晶片基板的方式，致使噴墨頭晶片不再通過粘膠直接封裝于墨水匣，而在噴墨頭晶片封裝于墨水匣的過程中，達(dá)到不需特意選擇搭配的粘膠的目的。
在本發(fā)明所揭露的方法中，晶片基板與墨水匣結(jié)合的較佳實(shí)施方式，是將其整合于墨水匣的注射成形制程中，而于墨水匣成形的同時(shí)將晶片基板封裝結(jié)合于墨水匣，完全不需要任何的媒介將其彼此結(jié)合。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。其中圖1為傳統(tǒng)噴墨匣的構(gòu)造分解圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的噴墨匣的構(gòu)造分解圖；圖3為圖2噴墨匣在沿著III-III的剖視圖；圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的噴墨匣的構(gòu)造分解放大圖；圖5為圖4噴墨匣在沿著V-V的剖視圖；圖6為本發(fā)明封裝方法的第一實(shí)施例步驟圖；圖7為本發(fā)明封裝方法的第二實(shí)施例步驟圖。
首先請參閱圖2，本發(fā)明所揭露的噴墨匣基本上包括有墨水匣40、上蓋50、晶片基板60、粘膠70以及噴墨頭晶片80等數(shù)種元件。
其中墨水匣40，系以抗腐蝕材質(zhì)制成的容器，用以儲存噴墨印刷或打印作業(yè)所需的墨水，墨水匣40的頂端具有一開口41以供填裝墨水，然后由上蓋50封閉此開口41。在墨水匣40的底部還具有一墨水出口42，并且通過一墨水通道43(見圖3)與墨水匣40內(nèi)部的墨水相通，而噴墨印刷或打印所需的墨水便由此墨水出口42排出。而晶片基板60、粘膠70以及噴墨頭晶片80則依序地封裝于墨水匣40的墨水出口42，而構(gòu)成一個(gè)使用于噴墨印刷或打印設(shè)備(如噴墨打印機(jī)，或是噴墨印刷機(jī))的噴墨匣，通常這種噴墨匣的內(nèi)部還具有一種壓力調(diào)節(jié)器(accumulator)，用以調(diào)節(jié)噴墨匣的內(nèi)壓，以確保墨水可以正常地供給至噴墨頭晶片80，并且不會在外界壓力改變時(shí)發(fā)生漏墨的問題，由于該技術(shù)非本發(fā)明的討論范圍，不再詳述，相關(guān)的技術(shù)可參考如美國專利第5,409,134號以及5,988,803號的內(nèi)容。
本發(fā)明的主要方法在于，墨水匣40的墨水出口42處封裝有一耐腐蝕的晶片基板60，并設(shè)有一墨水流道61(見圖3)與墨水匣40的墨水出口42相通，再視墨水特性，選用適合的粘膠70，如熱固型粘膠，可以是Loctite E3032膠或XCA-15H3V2膠，將噴墨頭晶片80膠合于晶片基板60，使噴墨頭晶片80通過墨水流道61與墨水匣40的墨水出口42連接。
在本發(fā)明所揭露的封裝構(gòu)造中，由于噴墨頭晶片80是通過晶片基板60而結(jié)合于墨水匣40，所以可以避開傳統(tǒng)技術(shù)中噴墨頭晶片80與墨水匣40之間必需適當(dāng)選擇搭配的粘膠70的困擾。
本發(fā)明所揭露的封裝方法的第一較佳實(shí)施例步驟，請參見圖6，包括有a1、準(zhǔn)備晶片基板60的步驟；a2、模塑成形墨水匣40，并且同時(shí)將晶片基板60封裝于墨水匣40的墨水出口43處的步驟；a3、于晶片基板60之外露表面涂布粘膠70的步驟；以及a4、將噴墨頭晶片80粘合于晶片基板60之外露表面的步驟。
在上述第一種封裝方法的實(shí)施例中，墨水匣40的材質(zhì)是工業(yè)塑料，晶片基板60的材質(zhì)則是耐溶劑的金屬，如可以是不銹鋼，銅，鋁，當(dāng)然也可以是另一種工業(yè)塑料，原則上是以相異于墨水匣40的材質(zhì)，而且容易選擇適合的粘膠70與其匹配的工業(yè)塑料為佳，墨水匣40在以模塑技術(shù)(如注射成形)制造，同時(shí)將晶片基板60置于注射模具中，待注射料冷卻收縮時(shí)，便會將晶片基板60一并包覆于墨水匣40的墨水出口42處，但保留晶片基板60的一面露出，再于晶片基板60的外露表面周緣涂布適于粘著噴墨頭晶片80的熱固型粘膠70，再將噴墨頭晶片80置于晶片基板60上，然后加熱使熱固型粘膠70固化，便完成噴墨頭晶片80與墨水匣40的封裝(見圖2、3)。而已經(jīng)包覆有晶片基板60的墨水出口42最好形成一種凹穴狀，以便于噴墨頭80的放置及膠合封裝。
本發(fā)明所揭露的封裝方法的第二種較佳實(shí)施步驟(請參見圖7)，包括有b1、準(zhǔn)備晶片基板60的步驟；b2、將晶片基板60熔接于墨水匣40的墨水出口43處的步驟；b3、于晶片基板60之外露表面涂布粘膠70的步驟；以及b4、將噴墨頭晶片80粘合于晶片基板60之外露表面的步驟。
在第二種封裝方法的實(shí)施例中，墨水匣40的墨水出口42處最好是一種凹穴狀的設(shè)計(jì)，而晶片基板60則置于此一凹穴狀的墨水出口42，再利用超聲波或熱熔方式與墨水匣40的墨水出口42接合，安裝完成的晶片基板60將有一側(cè)表面露出，再于晶片基板60的外露表面周緣涂布適于粘著噴墨頭晶片80的熱固型粘膠70，再將噴墨頭晶片80置于晶片基板60上，然后加熱使熱固型粘膠70固化，便完成噴墨頭晶片80與墨水匣40的封裝。
本發(fā)明通過在墨水匣與噴墨頭晶片之間增設(shè)一種耐腐蝕的晶片基板的手段，致使噴墨頭晶片不再通過粘膠直接膠合于墨水匣，可以不受粘膠是否適合于噴墨匣材質(zhì)搭配的限制，能確保噴墨頭晶片不會因?yàn)樯鲜龃钆洳涣嫉囊蛩囟阅粍冸x。
根據(jù)本發(fā)明所揭露的封裝方法，晶片基板的封裝系可整合至墨水匣的模塑制程，制造快速且密合性佳。
權(quán)利要求
1.一種噴墨匣的噴墨頭晶片封裝方法，用以將噴墨頭晶片封裝于墨水匣的墨水出口處，其包括有準(zhǔn)備一晶片基板，該晶片基板具有一墨水流道，可與墨水匣的墨水出口相接；模塑成形墨水匣，在此同時(shí)將該晶片基板置入一用以模塑成形墨水匣的模具中，使該晶片基板在墨水匣注射成形的同時(shí)被封裝于墨水匣的墨水出口處，并至少有一側(cè)表面外露；選用一粘膠涂布于該晶片基板之外露表面；以及將該噴墨頭晶片粘合于該晶片基板表面的粘膠上。
2.如權(quán)利要求1所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝方法，其中該晶片基板的材質(zhì)選取應(yīng)與該粘膠的性能匹配。
3.一種噴墨匣的噴墨頭晶片封裝方法，用以將噴墨頭晶片封裝于墨水匣的墨水出口處，其包括有準(zhǔn)備一晶片基板，該晶片基板具有一墨水流道，可與墨水匣的墨水出口相接；一熔接晶片基板的步驟，以一熔接手段將該晶片基板封裝在墨水匣的墨水出口處，并至少有一側(cè)表面外露；選用一粘膠涂布于該晶片基板的外露表面；以及將該噴墨頭晶片粘合于該晶片基板表面的粘膠上。
4.如權(quán)利要求3所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝方法，其中該熔接手段為熱熔式。
5.如權(quán)利要求3所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝方法，其中該熔接手段為超聲波熔接式。
6.如權(quán)利要求3所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝方法，其中該晶片基板的材質(zhì)選取應(yīng)與該粘膠的性能匹配。
7.一種噴墨匣的噴墨頭晶片封裝構(gòu)造，包括有一墨水匣，系以抗墨水腐蝕材質(zhì)制成的容器，其具有一墨水出口可供儲存于該墨水匣內(nèi)的墨水排出；一晶片基板，系密封于該墨水出口，該晶片基板具有一墨水流道與該墨水出口相通，并至少有一側(cè)表面外露；以及一噴墨頭晶片，系借由一粘膠膠合于該晶片基板的外露表面，用以將墨水噴出。
8.如權(quán)利要求7所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝構(gòu)造，其中該墨水匣系由工業(yè)塑料制成。
9.如權(quán)利要求7所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝構(gòu)造，其中該晶片基板系由金屬制成。
10.如權(quán)利要求7所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝構(gòu)造，其中該晶片基板系由容易與該粘膠匹配，且相異于該墨水匣材質(zhì)的工業(yè)塑料制成。
11.如權(quán)利要求7所述噴墨匣的噴墨頭晶片封裝構(gòu)造，其中該粘膠為熱固型粘膠。
全文摘要
一種噴墨匣的噴墨頭晶片封裝方法及封裝構(gòu)造,主要是將一耐墨水腐蝕的晶片基板封包于墨水匣的墨水出口,較佳的是在噴墨匣的墨水匣以模塑技術(shù)成形的同時(shí),將晶片基板封包在墨水匣的墨水出口,或是利用超聲波熔接或熱熔接手段,將晶片基板封合于墨水匣的墨水出口,再利用膠合將噴墨頭晶片粘著于晶片基板?？梢圆皇苷衬z是否適合于噴墨匣材質(zhì)搭配的限制,并確保封裝可靠。
文檔編號B41J2/175GK1368429SQ01102
公開日2002年9月11日 申請日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者蘇士豪, 王介文, 呂志平 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院