專利名稱：打印頭送給槽肋條的制作方法
打印頭送給槽肋條
背景技術(shù)：
打印頭有時包括具有送給槽的片芯(dies)，流體通過這些送給槽輸送到流體噴發(fā) 腔。減少槽距并增加片芯長度會增加片芯的易碎性。


圖1是根據(jù)一個示例性實施例的打印機的前視圖。圖2是根據(jù)一個示例性實施例的圖1打印機的打印盒的分解底部透視圖。圖3是根據(jù)一個示例性實施例沿線3-3獲取的圖2打印盒的剖視圖。圖4是根據(jù)一個示例性實施例沿線4-4獲取的圖2打印盒的剖視圖。圖5是根據(jù)一個示例性實施例的圖2打印盒的打印頭的分解透視圖。圖6，7，8A，8B，9A，9B，10A，10B，11A，IlB 是剖視圖，它們根據(jù)一個 示例性實施例圖解說明了圖2打印頭的形成過程。圖12是根據(jù)一個示例性實施例的圖5打印頭的另一個實施例的頂視圖。圖13是根據(jù)一個示例性實施例沿線13-13獲取的圖12打印頭的剖視圖。圖14是根據(jù)一個示例性實施例沿線14-14獲取的圖12打印頭的剖視圖。圖15是透視圖，其根據(jù)一個示例性實施例圖解說明了圖12打印頭形成過程的第 一階段。圖16是透視圖，其根據(jù)一個示例性實施例圖解說明了圖12打印頭形成過程的第 二階段。圖17是透視圖，其根據(jù)一個示例性實施例圖解說明了圖12打印頭形成過程的第 三階段。圖18是根據(jù)一個示例性實施例的圖5打印頭的另一個實施例的頂視圖。圖19是根據(jù)一個示例性實施例沿線19-19獲取的圖18打印頭的剖視圖。圖20是根據(jù)一個示例性實施例沿線20-20獲取的圖18打印頭的剖視圖。圖21是根據(jù)一個示例性實施例的圖5打印頭的另一個實施例的頂視圖。
具體實施例方式圖1圖解說明了根據(jù)一個示例性實施例的打印裝置10的一個示例。打印裝置10 被配置成將墨液或其他流體打印或沉淀在打印介質(zhì)12上，例如紙張或其他材料上。打印 裝置10包括介質(zhì)送給器14和一個或更多個打印盒16。介質(zhì)送給器14相對于將墨液或流 體噴射到介質(zhì)上的打印盒16驅(qū)動或移動介質(zhì)12。在圖解說明的示例中，在打印過程中 打印盒16在介質(zhì)上12橫向地被驅(qū)動或掃描。在其他實施例，打印盒16可能是固定不動 的，而且可基本上延伸跨過介質(zhì)12的橫向?qū)挾?。雖然打印盒16是作為配置成可拆卸地安裝到打印裝置10或安裝到打印裝置10 內(nèi)的打印盒被圖解說明的，但是在其他實施例中，打印盒16可包括基本上為打印裝置10 永久性部分而且不可拆卸的一個或更多個結(jié)構(gòu)。雖然打印裝置10是作為前端裝載和前端卸載式臺式打印機被圖解說明的，但是在其他實施例中，打印裝置10可具有其他構(gòu)型， 而且可包括將流體的受控圖案，圖像或布局等等打印或噴射到表面上的其他打印裝置。 這類打印裝置的其他示例包括但不限于傳真機，影印機，多功能裝置或其他打印或噴射 流體的裝置。如后文將會描述的，打印盒16包括打印頭，打印頭具有流體噴發(fā)腔，流體噴 發(fā)腔由一個層形成，該層還形成肋條，肋條在流體送給槽內(nèi)延伸并且跨過流體送給槽， 流體送給槽供應(yīng)流體到所述噴發(fā)腔。這類肋條加強了片芯并且減少了終端用戶撕帶 (detaping)過程中片芯中的破裂。圖2-5更詳細地圖解說明了打印盒16中的一個。如圖2所示，打印盒16包括 流體儲存器18以及包括柔性回路22和打印頭24的頭組件20。流體儲存器18包括一個 或更多個被配置成供應(yīng)流體或墨液到頭組件20的結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，流體儲存器18 包括本體23和蓋25，它們形成一個或更多個包含流體(例如墨液)的內(nèi)部流體腔，流體 通過縫槽或開口排放到頭組件20。在一個實施例中，。所述一個或更多個內(nèi)部流體腔可 額外包括毛細管介質(zhì)(未示出)，毛細管介質(zhì)用于將毛細力施加到打印流體上以減少打印 流體泄漏的可能性。在一個實施例中，流體儲存器18的每一內(nèi)部腔可進一步包括內(nèi)部立 管(未示出)和跨過所述內(nèi)部立管的過濾器。在又一個實施例中，流體儲存器18可具有 其他構(gòu)型。例如，雖然流體儲存器18被圖解說明成包括一種或更多種流體或墨液的自備 式供應(yīng)源，但在其他實施例中，流體儲存器18可被配置成經(jīng)由一個或更多個導(dǎo)管或管道 從離軸的流體供應(yīng)源接收流體或墨液。如圖3和圖4所示，儲存器18的本體23包括插入器或岬突部(headlands) 26。 岬突部26包括本體23的那些連接到打印頭24以致將儲存器18的一個或更多個腔流體地 密封to打印頭24側(cè)面27的結(jié)構(gòu)或部分。在圖解說明的示例中，岬突部26將三個分離流 體包含腔28中的每一個連接到打印頭24的三個縫槽中的每一個。例如，在一個實施例 中，儲存器18可包括三個分離立管，它們將流體輸送到三縫槽中的每一個。在一個實施 例中，三分離腔中的每一個可包括一種不同種類的流體，例如一種不同顏色的流體或墨 液。在其他實施例中，儲存器18的本體23可包括更多或更少數(shù)量的這類岬突部26，這 取決于打印頭中從儲存器18內(nèi)不同腔中接收不同流體的縫槽的數(shù)量。在圖解說明的示例中，片芯30的側(cè)面27通過粘合劑30粘附地結(jié)合到本體23。 在一個實施例中，粘合劑30包括膠粘劑或其他流體粘合劑。在其他實施例中，儲存器18 的岬突部26可以其他方式密封和接合到片芯24。頭組件20包括一個耦連到儲存器18的機構(gòu)，通過該機構(gòu)所述流體或墨液被選擇 性地噴射到介質(zhì)上。出于公開的目的，術(shù)語“耦連”意指將兩個構(gòu)件直接地或間接地彼 此連接。這種連接可以是本質(zhì)上固定不動的或本質(zhì)上可活動的。這類連接可利用所述兩 個構(gòu)件或所述兩個構(gòu)件和任何額外的彼此被整體地形成為單一整體的中間構(gòu)件來實現(xiàn)， 或者可利用所述兩個構(gòu)件或者所述兩個構(gòu)件和任何額外的彼此附接的中間構(gòu)件來實現(xiàn)。 這類連接本質(zhì)上可以是永久性的，或者替代性地可以是本質(zhì)上可拆卸的或可移除的。術(shù) 語“可操作地耦連(或耦接)”意指兩個構(gòu)件被直接地或間接地連接成使得運動可從一個 構(gòu)件直接地或經(jīng)由中間構(gòu)件傳遞到另一個構(gòu)件。在圖解說明的實施例中，頭組件20包括按需滴落的噴墨頭組件。在一個實施例中，頭組件20包括熱阻性頭組件。在其他實施例中，頭組件20可包括被配置成將打印 流體選擇性地輸送或噴射到介質(zhì)上的其他裝置。在圖解說明的特定實施例中，頭組件20包括調(diào)整片頭組件(tab head assembly, THA)和打印頭24，其中調(diào)整片頭組件包括柔性回路22 (示于圖2中)。柔性回路22包 括柔性可彎材料的帶材，板條或其他結(jié)構(gòu)，柔性可彎材料例如為一種或多種聚合物，支 持或包含終止于電觸點31 (示于圖2中)且電連接到片芯24的噴發(fā)回路的輸電線，導(dǎo)線 或跡線。電觸點31大致正交于片芯32延伸，并且包括焊盤，所述焊盤被配置成與采用 打印盒16的打印裝置的對應(yīng)電觸點形成電接觸。如圖2所示，柔性回路22卷繞在流體 儲存器18的本體22的周圍。在其他實施例中，柔性回路22可被省略，或者可具有其他 構(gòu)型，在這些其他構(gòu)型中，到打印頭24的噴發(fā)回路的電連接以其他方式實現(xiàn)。柔性回路 22包括電觸點，它們被電連接到與打印頭24相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)電觸點上。在圖解說明的示例 中，柔性回路22和打印頭片芯24之間的這種電互連被材料31包封。在其他實施例中， 包封材料31可具有其他構(gòu)型或可被省去。打印頭24(亦稱芯片)包括一個或更多個耦連在儲存器18的內(nèi)部流體腔之間的 結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)被配置成幫助進行液滴的噴射或噴發(fā)。打印頭24包括片芯或基片32，薄 膜層34，阻擋層36和孔口層38?；?2包括被配置成支持打印頭24的其余組件以及 輸送流體到薄膜層34的電阻器39(已被示意性地示出)的結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，基片 32由硅制成。在其他實施例中，基片32可由其他材料例如一種或多種聚合物制成。如圖3-5所示，基片32包括縫槽40。縫槽40包括流體通道，流體通過流體通 道輸送到電阻器39?？p槽40具有足夠的寬度，足以將流體輸送到電阻器39及 其關(guān)聯(lián)噴 嘴中的每一個。在一個實施例中，縫槽40具有的寬度小于或等于約225微米，而且標(biāo)稱 值為約200微米。在一個實施例中，縫槽40中線到中線的節(jié)距為大致1.5mm。在芯片 或片芯24上未提供有噴發(fā)或?qū)ぶ坊芈返膶嵤├校p槽40可具有大約0.5mm的中線到 中線節(jié)距。在其他實施例中，縫槽40可具有其他尺寸和其他相對間隔。薄膜層34提供了用于打印頭24的噴發(fā)和尋址回路。特別地，薄膜層34包括多 個層，這些層具有的構(gòu)造使得能夠形成電阻器39及其關(guān)聯(lián)薄膜晶體管(未示出)。所述 薄膜晶體管用于尋址電阻器39以便選擇性地噴射流體。電阻器39通過由薄膜層34提供 的導(dǎo)電線路或跡線(未示出)電連接到接觸墊31 (示于圖2中)。供應(yīng)給電阻器39的電 能使通過縫槽40供應(yīng)的流體蒸發(fā)，從而形成氣泡，氣泡迫使或噴射周圍的或相鄰的流體 通過噴嘴48。在其他實施例中，電阻器39可連接到位于別處的噴發(fā)或?qū)ぶ坊芈贰Ｗ钃鯇?6包括一個或更多個層，所述一個或更多個層被配置成至少部分地形成 包含電阻器39的噴發(fā)腔42。特別地，阻擋層36繞電阻器39延伸，從而使得電阻器39 加熱噴發(fā)腔42內(nèi)的流體。阻擋層36將每一電阻器42與孔口層38隔開。如圖3和圖5進一步地示出的，阻擋層36進一步地延伸到送給槽46中，并且在 沿縫槽40的間隔位置處跨過每個送給槽46。阻擋層36從每個縫槽40的相對側(cè)壁延伸 并且與這些相對側(cè)壁接觸。因此，阻擋層36在每個縫槽40內(nèi)形成一系列間隔肋條46。 肋條46(亦稱橫梁)包括加固結(jié)構(gòu)，其被配置成加強和固定基片32的那些在連續(xù)縫槽40 之間的部分。由于肋條46突出到縫槽40中并且抵靠或接觸縫槽40的相對側(cè)壁，而不是簡單地在縫槽40上方延伸，因此肋條46更加大大地加強了基片32并且固定了基片32。在一 個實施例中，每個肋條46豎直地突出到縫槽40中至少2.5 μ的深度。在另一個實施例 中，每個肋條46突出到縫槽40中至少10 μ的深度。在另一個實施例中，每個肋條46 突出到縫槽40中至少20 μ的深度。在又一個實施例中，每個肋條46突出到縫槽40中 至少40 μ的深度。在其他實施例中，肋條46突出到縫槽40中其他距離。最好如圖5所示，在該圖解說明的示例中，肋條46具有關(guān)于薄膜層34的電阻器 39的熱對稱設(shè)計或構(gòu)型。特別地，如圖5所示，每個肋條4在兩對雙電阻器39之間延 伸。因此，每個電阻器39及其關(guān)聯(lián)噴發(fā)腔(圖5中未示出以便說明電阻器39)接近單一 肋條39。因此，任何由肋條46傳導(dǎo)到噴發(fā)腔中流體的熱基本上被均勻地沿縫槽40分散在 流體和所有噴發(fā)腔中。熱的這種均勻散布消除或減少了任何成帶效應(yīng)(banding effects)， 這些成帶效應(yīng)可能是因肋條46的熱的非均勻分布引起的，如果這類肋條46相對于電阻器 39的噴發(fā)腔沿縫槽40被非均勻地布置的話?？卓趯?8(亦稱噴嘴層，噴嘴板或頂帽)包括具有大量孔口的板或板條，這些孔 口限定了噴嘴開口 48，打印流體通過噴嘴開口噴射?？卓诎?8被形成，安裝或固定成相 對于縫槽40及其關(guān)聯(lián)噴發(fā)回路或電阻器39。如3圖所示，孔口層36被安裝到裸層36。 因此，肋條46額外地加強了孔口層38，從而減少了從孔口層38去除掉條帶時撕帶裂紋的產(chǎn)生。在一個實施例中，孔口板38包括一個或更多個層，這些層由與阻擋層46的材料 相同的材料制成。在一個實施例中，阻擋層36和孔口層38由聚合物制成。在一個實 施例中，層36和38可包括基于環(huán)氧樹脂的光致抗蝕劑。由于所述聚合物包括基于環(huán)氧 樹脂的光致抗蝕劑，因此阻擋層36和孔口層38的圖案化就很方便。在一個特定實施例 中，層 36 和 38 由 SU-8 制成，所述 SU-8 可從 Micro Chem of Newton, Massachusetts 商 購獲得。在其他實施例中，層36和38可由其他材料制成。在又一些其他實施例中，層 38可由不同于層36材料的材料制成。例如，在其他實施例中，層38可由金屬(例如鎳 /黃金層或板)制成。圖6-11圖解說明了一種用于形成打印頭(例如打印頭24)的示例性方法。為了 便于進行圖示，圖6-11圖解說明了包括單一送給槽的打印頭24的一部分的形成過程。應(yīng) 該理解的是，打印頭24的其余部分可以用與打印頭24的這種保留部分類似的方式制成， 而且是用圖6-11所示的步驟同時進行。如圖6所示，薄膜層34形成在基片32上。如上所述，在一個實施例中，基片 32可包括硅或其他材料。薄膜層34包括多圖案化層，它們被堆疊或形成在其上從而形成 電阻器39。在圖解說明的示例中，薄膜層進一步形成與每個電阻器39相關(guān)聯(lián)的薄膜晶體 管(未示出)和導(dǎo)電跡線，所述導(dǎo)電跡線延伸到接觸墊以便連接到柔性回路22(示于圖2 中)。在一個實施例中，薄膜層34可利用基片32的摻雜部分來形成導(dǎo)電體或形成薄膜電 阻的通道層。2003年1月9日公開的美國專利公開2003/0005883中有一些薄膜層34的 示例，在此通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。在其他實施例中，薄膜層34可具有其他構(gòu) 型，其中薄膜層34提供有電阻器39。如圖6所示，薄膜層34被形成為基本上跨過基片 32的整個上表面100。圖7圖解說明了溝道102的形成。特別地，圖7圖解說明了去除掉層34和基片32的一些部分，以便形成溝道102。溝道102延伸到基片32中一個深度D，該深度D對 應(yīng)于隨后將要形成的流體送給槽內(nèi)的肋條46的高度。在一個實施例中，溝道102的深度 D為至少10 μ。在其他實施例中，溝道102的深度至少為約20 μ。在又一個其他實施 例中，溝道102的深度至少為約40 μ。隨著溝道深度102的增加，后來形成的、包含在 送給槽內(nèi)的肋條的高度也將增加，這會提高加到基片32上的剛性或強度。在一個實施例中，利用干蝕刻來重整溝道102以去掉層34和基片32在電阻器39 之間的部分。在其他實施例中，其他材料去除工藝可被用來形成溝道102。在某個實施 例中，在對基片32上的層39進行圖案化的過程中，層34在電阻器39之間的部分可被省 略掉。在這樣的實施例中，溝道102可通過僅僅去掉基片32的一些部分來形成。圖8Α和8Β圖解說明了阻擋層36的第一層104 (有時也被稱為底物層)的形成。 圖8Α是在第一位置處截取的剖視圖，肋條46將被形成在所述第一位置之間。圖8Β是 在第二位置截取的剖視圖，肋條46之一正在被形成為穿過第二位置。層104用作阻擋層 36的基層或基礎(chǔ)層。如圖8Α和8Β所示，層104跨過層34和溝道102以及在它們的上方被選擇性地 圖案化。特別地，如圖8Α所示，沿溝道102上不形成肋條46的位置(連續(xù)肋條46之 間的部分或空間)，其處104并不填充溝道102。如圖8Β所示，在將要形成肋條46的 位置處，層104至少部分地填充溝道102。如圖8Α和8Β所示，層104并不在電阻器39 上延伸，這樣就使得層104形成噴發(fā)腔42的一部分，其中噴發(fā)腔42是繞電阻器39形成 的。雖然未示出，但在其他位置處，層104處于溝道102和電阻器39之間的部分可被省 略掉，從而在其間形成流體通道，以便流體流到電阻器39。根據(jù)一個實施例，層104包括聚合光致抗蝕劑。根據(jù)一個實施例，層104包括 基于環(huán)氧樹脂的負性光致抗蝕劑，例如SU-8。在這種實施例中，層104初始時被旋涂或 覆涂在所有的層34和溝道102上，基本上填充在溝道102中。其后，層104的一些部分 被選擇性地暴露(利用適當(dāng)?shù)墓饪萄谀?，顯影和預(yù)烤，從而形成示于圖8Α和8Β中的最 終空氣104。在其他實施例中，層104可由光刻法之外的其他方法形成。圖9Α和9Β圖解說明了阻擋層36的第二層106 (有時也被稱為腔層)的形成。 圖9Α是在第一位置處截取的剖視圖，肋條46將被形成在所述第一位置之間。圖9Β是 在第二位置截取的剖視圖，肋條46之一正在被形成為穿過第二位置。層106建于層104 上，增加了電阻器39周圍噴發(fā)腔42的高度。如圖9Α和9Β所示，層106跨過層104以及在層104上被選擇性地圖案化。特 別地，如圖9Α所示，在沿溝道102上不形成肋條46的位置處(連續(xù)肋條46之間的部分 或空間)，層106并不填充溝道102。如圖8Β所示，在肋條46將被形成的位置處，層 106建于層104上。如圖9Α和9Β所示，層106并不在電阻器39上延伸，這樣就使得層 106形成噴發(fā)腔42的一部分，其中噴發(fā)腔42是繞電阻器39形成的。雖然未示出，但在 其他位置處，層106處于溝道102和電阻器39之間的部分被省略掉，從而在其間形成流 體通道，以便流體流到電阻器39。根據(jù)一個實施例，層106包括聚合光致抗蝕劑。根據(jù)一個實施例，層106包括 基于環(huán)氧樹脂的負性光致抗蝕劑，例如SU-8。在這種實施例中，層106初始時被旋涂或 覆涂在所有的層104和溝道102上。其后，層106的一些部分被選擇性地暴露(利用適當(dāng)?shù)墓饪萄谀?，顯影和預(yù)烤，從而形成示于圖9A和9B中的最終層106。在其他實施 例中，層106可由光刻法之外的其他方法形成。圖IOA和IOB圖解說明了孔口層38的形成?？卓趯?8被形成為使得噴嘴開口 48重疊于電阻器39和噴發(fā)腔42并且相反于電阻器39和噴發(fā)腔42延伸。如圖IOB所 示，孔口層38堆疊在層104和106的形成肋條46的那些部分上。由于肋條46延伸到溝 道102中并且與溝道102的側(cè)壁接觸，因此孔口層38就被肋條46更可靠地保持和加固。根據(jù)一個實施例，孔口層38由聚合光致抗蝕劑制成。根據(jù)一個實施例，層104 包括基于環(huán)氧樹脂的負性光致抗蝕劑，例如SU-8。在一個實施例中，孔口層30由與層 104和106的材料相同的材料制成，增強了這些層之間的結(jié)合。在其他實施例中，孔口層 38可由其他材料制成。根據(jù)一個實施例，孔口層38的形成是通過首先跨過圖8A和8B所示結(jié)構(gòu)的整個 頂表面并在其上旋涂或覆涂上填充材料，以至于有抵抗性，從而使得所有的空穴或凹進 部被填充。其后，執(zhí)行化學(xué)機械平面化(CMP)以拋磨掉填充材料直到表面112 (示于圖 8A和8B中)被暴露出。一旦表面112暴露出，預(yù)形成或疊層的孔口層38被定位在表 面112的頂上。一旦層38被定位在表面112上，支持背襯被從層38上剝離開，而層38 的選擇部分被利用光刻法圖案化，從而形成開48。特別地，利用掩模選擇性地暴露出層 38的一些部分，并且進行顯影以形成開口 48。額外地，顯影工藝隨后被擴展至通過孔口 開口 48去除填充材料，以打開電阻器39周圍的噴發(fā)腔42以及打開肋條46之間的那些空 穴。在其他實施例中，可利用其他方法來形成開口 48的構(gòu)造或圖案。在其他實施例 中，替代性地，可在將層38固定到層106的表面112之前在孔口層38中形成開口 48的 構(gòu)造。在又一實施例中，孔口層38可以其他方式形成或可由其他材料制成。例如，在 其他實施例中，孔口層38可包括金屬孔口板。如通過圖IOA和IOB進一步地示出的，基片32的一些部分，從側(cè)面114開始， 被進一步去除掉，以形成溝道116。溝道116延伸相反于溝道102延伸并且與溝道102對 齊。但是，溝道116并不完全延伸到溝道102。在一個實施例中，溝道116由基片32的
“外拱”材料利用激光制成。由于溝道116并不穿透到溝道102，因此可用較快速的材 料去除工藝來形成溝道116，而不損傷層104 (或?qū)?06或38，如果它們在溝道116形成 時已就位的話)。在其他實施例中，溝道116可利用其他材料去除工藝形成。圖IlA和IlB圖解說明了完工的流體送給槽40。特別地，基片32在溝道102與 溝道116之間的那些部分被去除。在一個實施例中，這樣的部分是利用濕蝕刻去除的。 在其他實施例中，可采用其他材料去除工藝從溝道116到溝道102進行穿透。在溝道116 初始時被形成為延伸到溝道102的實施例中，示于圖11中的步驟可被省去。雖然基片32的所有低于每個肋條46的材料被圖示為被去除掉，但是在其他實施 例中，基片32的低于和相對于肋條46的一些或所有材料可被保留。例如，在其他實施 例中，與溝道116相對于肋條46間的空間的其他部分相比，溝道116相對于肋條46的 那些部分可具有不同的深度，其中隨后進行的去除或蝕刻并不會去除掉相對于肋條46的 所有基片32。在這種實施例中，基片32本身可提供低于和相對于肋條46的橫梁或肋條 120(示于圖IlB的虛線中)。在其他實施例中，形成在基片32中的這種肋條可替代性地沿流體送給槽40相對于肋條46偏移或錯開，其中在這種基片肋條120和阻擋層肋條46 之間穿過流體送給槽40的留下的通道是足夠地大的，其足以允許充足的流體流動到電阻
器 39 。圖12-17圖解說明了打印頭224(另一個實施例打印頭24示于圖1-5中)。圖 12-14圖解說明了完成后的打印頭224。圖15-17是透視圖，圖解說明了如何形成打印頭 224。類似于打印頭24的，打印頭224包括基片232，提供電阻器239的薄膜層234，阻 擋層236和孔口層238?；?32包括縫槽240?？p槽240包括流體通道，流體通過該流體通道輸送到 電阻器239。縫槽240具有足夠的長度將流體輸送給電阻器239。在一個實施例中，縫 槽40具有的寬度小于或等于約225微米，而且標(biāo)稱值為約200微米。雖然僅僅示出了一 個縫槽240，但是打印頭224可包括多個類似地布置在基片232中的縫槽240。在一個實 施例中，這種多個縫槽40中線到中線的節(jié)距為大致1.5mm。在基片232上未提供有噴發(fā) 或?qū)ぶ坊芈返膶嵤├?，縫槽240可具有大約0.5mm的中線到中線節(jié)距。在其他實施例 中，縫槽240可具有其他尺寸和其他相對間隔。薄膜層234提供了用于打印頭224的噴發(fā)和尋址回路。特別地，薄膜層234包 括多個層，這些層具有的構(gòu)造使得能夠提供電阻器239及其關(guān)聯(lián)薄膜晶體管(未示出)。 所述薄膜晶體管用于尋址電阻器239以便選擇性地噴射流體。特別地，電阻器239通過 由薄膜層34提供的導(dǎo)電線路或跡線(未示出)電連接到接觸墊31 (示于圖2中)。供應(yīng) 給電阻器239的電能使通過縫槽240供應(yīng)的流體蒸發(fā)，從而形成氣泡，氣泡迫使或噴射周 圍的或相鄰的流體通過噴嘴248。在一個實施例中，電阻器239進一步被連接到同樣位于 基片232上的噴發(fā)或?qū)ぶ坊芈?。在另一個實施例中，電阻器239可連接到位于別處的噴 發(fā)或?qū)ぶ坊芈?。阻擋?36包括一個或更多個層，這些層被配置成至少部分地形成鄰近于電阻 器239以及處于電阻器239周圍的噴發(fā)腔242。在阻擋層236和孔口層238根據(jù)大致如上 面參照圖6-11描述的方法形成的圖解說明的示例中，阻擋層236包括第一底物層(priming layer) 304和第二腔層306，它們對應(yīng)于上面描述的層104和106。如圖13所示，阻擋層 236在電阻器239周圍延伸，以致電阻器239加熱噴發(fā)腔242內(nèi)的流體。阻擋層236將 電阻器239從孔口層238間隔開，并且提供了從流體送給槽240到噴發(fā)腔242的流體通道 243。如圖13進一步地示出的，阻擋層236進一步地延伸到送給槽46中，并且在沿縫 槽40的間隔位置處跨過每個送給槽46。阻擋層36從每個縫槽40的相對側(cè)壁310，312 延伸并且與這些相對側(cè)壁接觸。因此，阻擋層236在縫槽240內(nèi)形成一系列的間隔肋條 246(如圖12所示)。肋條246 (亦稱橫梁)包括加固結(jié)構(gòu)，所述加固結(jié)構(gòu)被配置成加強 和加固基片232的處于連續(xù)縫槽240(圖中僅示出其中的一個)之間的那些部分。由于肋條246突出到縫槽240中并且抵靠或接觸縫槽240的相對側(cè)壁，而不是 簡單地在縫槽240上方延伸，因此肋條246更加大大地加強了基片232并且加固了基片 232。在一個實施例中，每個肋條246豎直地突出到縫槽240中至少10 μ的深度。在另 一個實施例中，每個肋條46突出到縫槽240中至少20 μ的深度。在又一個實施例中， 每個肋條246突出到縫槽240中至少40 μ的深度。在其他實施例中，肋條46可延伸到縫槽40中其他距離。最好如圖12所示，在圖解說明的示例中，肋條246具有關(guān)于薄膜層234的電阻 器329熱對稱的設(shè)計或構(gòu)型。特別地，如圖12所示，每個肋條246延伸在兩對雙電阻器 239以及它們的關(guān)聯(lián)噴發(fā)腔242之間。因此，每個電阻器39及其關(guān)聯(lián)噴發(fā)腔242接近單 一肋條246。因此，任何由肋條246傳導(dǎo)到噴發(fā)腔242中流體的熱基本上被均勻地沿縫 槽240分散在流體和所有噴發(fā)腔242中。熱的這種均勻散布消除或減少了任何成帶效應(yīng) (banding effects),這些成帶效應(yīng)可能是因肋條246的熱的非均勻分布引起的，如果這類 肋條246相對于電阻器239的噴發(fā)腔沿縫槽240被非均勻地布置的話。如通過圖12進一步地示出的，電阻器239和它們的關(guān)聯(lián)噴發(fā)腔242沿縫槽240 相對于彼此被偏移。為了適應(yīng)這一偏移，肋條246對角地跨過縫槽240和在縫槽240內(nèi) 延伸。在其他實施例中，肋條246可具有其他角度，或者可垂直于縫槽240的軸線。雖 然肋條246被圖解說明成在縫槽240上具有大約50%的填充率，但是在其他實施例中，肋 條246也可具有其他的填充率，其中肋條246具有其他寬度。如圖14所示，在肋條246之間的位置中，阻擋層236 (底物層304)突出到側(cè)壁 310和312中并沿側(cè)壁310和312延伸。在這種位置上，阻擋層236用作側(cè)壁310，312 的表面上的防護涂層。因此，在穿透和完成縫槽240期間，側(cè)壁310和312被保護以避 免蝕刻或材料去除，否則這可能會減少支持薄膜層234的擱板的長度或者減弱支持層234 的基片232的擱板。這一由阻擋層236的底物層304提供的防護涂層可使得能夠利用更 具侵蝕性的(且更快速的)蝕刻或其他材料去除工藝?？卓趯?38(亦稱噴嘴層，噴嘴板或頂帽)包括具有大量孔口的板或板條，這些 孔口限定了噴嘴開口 248，打印流體通過噴嘴開口噴射?？卓诎?8被形成，安裝或固定 成相對于縫槽240及其關(guān)聯(lián)噴發(fā)回路或電阻器239。如圖13所示，孔口層238被安裝到 阻擋層36。因此，肋條246額外地加強了孔口層238，從而減少了從孔口層238去除掉 條帶時撕帶裂紋的產(chǎn)生。在一個實施例中，孔口板238包括一個或更多個層，這些層由與阻擋層246的材 料相同的材料制成。在一個實施例中，阻擋層236和孔口層238由聚合物制成。在一個 實施例中，層236和238可包括基于環(huán)氧樹脂的光致抗蝕劑。由于所述聚合物包括基于環(huán) 氧樹脂的光致抗蝕劑，因此阻擋層236和孔口層238的圖案化就很方便。在一個特定實施 例中，層 236 和 238 由 SU-8 制成，所述 SU-8 可從 Micro Chem of Newton，Massachusetts 商購獲得。在其他實施例中，層236和238可由其他材料制成。在又一些其他實施例 中，層238可由不同于層236材料的材料制成。例如，在其他實施例中，層238可由 金屬(例如鎳/黃金層或板)制成。圖15-17圖解說明了用于根據(jù)圖6-11所示方法形成打印頭224的一些步驟。圖 15圖解說明的打印頭224的形成階段對應(yīng)于圖7中所示的階段。特別地，圖15圖解說明 了形成在基片232上的薄膜層234。圖15進一步地圖解說明了去除掉層234和基片232 的一些部分以形成突出到基片232中的溝道102。圖16圖解說明的打印頭224的形成階段對應(yīng)于圖8A和8B中所示的階段。特 別地，圖16圖解說明了底物層304，其處于已被光刻地進行了圖案化，以形成處于電阻 器239周圍的噴發(fā)腔242的基部，以及形成溝道102內(nèi)的用于肋條246的基部或基礎(chǔ)，其還與隨后的流質(zhì)送給槽240的側(cè)壁310和312接觸。圖17圖解說明的打印頭224的形成階段對應(yīng)于圖9A和9B中所示的階段。特別 地，圖17圖解說明了在腔層306已經(jīng)被光刻地圖案化后增加腔層306，以形成噴發(fā)腔242 和流體通道243的大部分高度。雖然阻擋層236已被圖示和描述為由兩個層制成，但是 在其他實施例中，阻擋層236可由隨后沉積和圖案化的單個層或多于兩個的層制成。圖18-20圖解說明了打印頭424，另一個實施例的打印頭24已被參考圖1_5示 出和描述。打印頭424類似于打印頭224 (示于圖12-14中)，但是打印頭424包括阻擋 層436，而不是阻擋層336。打印頭424的對應(yīng)于打印頭224元件的其余組件被類似地編 號。如圖19所示，阻擋層436本身類似于阻擋層236，但是阻擋層436包括腔層 508，腔層508包括桁架510。桁架510包括支柱或欄柱，這些支柱或欄柱從底物層304 朝孔口層238延伸并且與孔口層238接觸。桁架510是在腔層508圖案化過程中以適當(dāng) 的光刻掩模利用光刻法形成的。桁架510減少了形成腔層508的材料體積，而且還最小 化或減少了具有多打印頭424的晶片的彎曲。此外，桁架510還提供了額外的流體流動 路徑512，以增強流體流動。同時，桁架510通過連接孔口層238到肋條246來繼續(xù)加固 孔口層238，從而保持了剛性或剛度。圖21圖解說明了打印頭624，另一個實施例的打印頭24已被參考圖1_5示出和 描述。打印頭624類似于打印頭224 (示于圖12-14中)，但是打印頭624包括肋條646， 而不是肋條246。打印頭624的對應(yīng)于打印頭224元件的其余組件是打印頭624的元件被 類似地編號。與肋條246相似，肋條646突出到流體送給槽240中并且延伸跨過流體送給槽 240。與肋條246相似，肋條646接觸流體送給槽240的相對側(cè)壁310和312 (示于圖13 中)。與肋條246相似，肋條646加強了基片232，并且可由上文參照圖6_11示出和描 述的一般性方法或工藝制成。與肋條246不同，肋條646非線性地延伸跨過流體送給槽240以及在流體送給槽 240內(nèi)延伸。在圖解說明的示例中，每個肋條646具有在縫槽240的中心上方平行于縫 槽240延伸的部分。肋條646的這種階形部分沿縫槽240在相反方向成梯狀。肋條646 增強了基片232接近縫槽240末端的部分。在其他實施例中，肋條646可具有跨過縫槽 240的其他非線性構(gòu)型。雖然本公開已被參照示例性實施例進行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到， 在不脫離要求保護的主題的精神和范圍的情況下，可作出各種形式上和細節(jié)上的修改。 例如，雖然不同的示例性實施例可能已被描述成包括一個或更多個特征，它們提供了一 個或更多個好處，但是可預(yù)見到的是，在所描述的示例性實施例中或者在其他替代性實 施例中，所描述的特征可彼此互換，或者替代性地彼此結(jié)合。因為本公開的技術(shù)相對復(fù) 雜，所以并沒有預(yù)見技術(shù)上所有的變化。參考示例性實施例描述和在附圖中給出的公開 內(nèi)容明白無誤地應(yīng)被理解成具有盡可能寬的范圍。例如，除非特別地另行說明，否則權(quán) 利要求敘述的單個具體元件還應(yīng)包括多個這種具體元件。
權(quán)利要求
1.一種打印頭(24，224，424，624)，包括基片(32，232)，其包括流體送給槽(40，240)，所述流體送給槽具有相對的側(cè)壁；和所述基片(32，232)上的第一層(36，236)，其至少部分地形成了流體噴發(fā)腔(42， 242)，所述層(36，236)形成了肋條(46，246，646)，所述肋條與相對側(cè)壁中的每一側(cè) 壁接觸，并且在所述流體送給槽(40，240)內(nèi)從所述側(cè)壁中的第一個側(cè)壁延伸到所述側(cè) 壁中的第二個側(cè)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述第一層(36，236) 包括基于環(huán)氧樹脂的光致抗蝕劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印頭(424)，其中所述第一層(36，236)包括SU_8光致 抗蝕劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，進一步包括 第二層(238)，其與所述肋條(46，246，646)間隔開；和桁架(510)，其在所述肋條(46，246，646)和所述第二層(34，234)之間延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(25，225，525，625)，其中所述層(36，236)延伸 到所述流體送給槽(40，240)中至少約10 μ的深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述層(36，236)延伸 到所述流體送給槽(40，240)中至少約20 μ的深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述層(36，236)延伸 到所述流體送給槽(40，240)中至少約40 μ的深度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述噴發(fā)腔(42，242) 中的每一個噴發(fā)腔接近所述肋條(46，246，646)中的單一肋條。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述肋條(46，246， 646)僅僅延伸跨過所述送給槽(40，240)以及在所述送給槽(40，240)內(nèi)延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述流體噴發(fā)腔(42， 242)包括第一組噴發(fā)腔(42，242)和第二組噴發(fā)腔(42，242)，所述第一組噴發(fā)腔處于所 述流體送給槽(40，240)的第一側(cè)上，所述第二組噴發(fā)腔處于所述流體送給槽(40，240) 的第二相對側(cè)上，第二組噴發(fā)腔(42，242)在一個沿所述流體送給槽(40，240)的方向上 從第一組噴發(fā)腔(42，242)偏移，其中所述肋條(46，246，646)僅僅延伸跨過所述流體 送給槽(40，240)以及在所述流體送給槽(40，240)內(nèi)延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，進一步包括所述噴發(fā)腔 (42，242)之上的孔口層(38，238)，所述孔口層(38，238)在其處連接到并且接觸所述 肋條(46，246，646)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述第一層(36， 236)和所述孔口層(38，238)由同樣的材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述第一層(36， 236)和所述孔口層(38，238)由基于環(huán)氧樹脂的光致抗蝕劑材料制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述第一層(36， 236)包括光致抗蝕劑材料，而所述打印頭(24，224，424，624)進一步包括薄膜層(34，234)，所述薄膜層形成晶體管，所述晶體管電連接到相鄰于所述噴發(fā)腔(42，242)的電 阻器(39，2329)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述第一層(36， 236)具有至少約2.5 μ的厚度并且重疊于所述薄膜層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭(24，224，424，624)，其中所述肋條(46，246， 646)在所述流體送給槽(40，240)內(nèi)非線性地延伸跨過所述流體送給槽(40，240)。
17.—種方法，包括在基片(32，232)上形成第一層(36，236)，所述第一層(36，236)至少部分地形成 肋條(46，246，646)和所述基片(32，232)上的流體噴發(fā)腔(42，242)，所述肋條與流體 送給槽(40，240)的相對側(cè)壁接觸，同時在所述流體送給槽(40，240)內(nèi)從第一側(cè)壁延伸 到第二相對側(cè)壁。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步地包括形成進入到所述基片(32，232)的第一側(cè)內(nèi)的第一溝道；在所述第一溝道中形成第一層(36，236)；和去除掉所述基片(32，232)的處于第一溝道與基片(32，232)的第二相對側(cè)面之間的 部分，從而形成穿過所述基片(32，232)的縫槽(40，240)，其中所述第一層(36，236) 的部分形成了肋條(46，246，646)，所述肋條延伸跨過流體送給槽(40，240)并在流體 送給槽(40，240)內(nèi)延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述肋條(46，246，646)對角地延伸跨過所 述流體送給槽(40，240)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一層(36，236)延伸到所述流體送給槽 (40，240)中至少約10 μ的深度。
全文摘要
一種打印頭(24，224，424，624)，包括層(36，236)，該層至少部分地形成流體噴發(fā)腔(42，242)和肋條(46，246，646)，所述肋條與流體送給槽(40，240)的相對側(cè)壁接觸，同時在所述流體送給槽(40，240)內(nèi)從第一側(cè)壁延伸到第二相對側(cè)壁。
文檔編號B41J2/16GK102015315SQ200880129027
公開日2011年4月13日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者A·菲利普斯, B·D·鐘, B·克拉克, E·惠特克, M·吉里, S·P·麥克萊蘭 申請人:惠普開發(fā)有限公司