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。增加通過芯片的流體通道密度會降低芯片的強度。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，當(dāng)前的筋加固努力導(dǎo)致不期望的二次問題，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)示例性實施例的打印機的正視圖。圖2是根據(jù)示例性實施例的圖1中的打印機的打印盒的仰視分解透視圖。圖3是根據(jù)示例性實施例的沿圖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)示例性實施例的依照圖7 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)示例性實施例的形成打印
頭芯片的另一實施例的截面圖。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)示例性實施例的打印裝置10的一個示例。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 進給器14以及一個或多個打印盒16。媒介進給器14驅(qū)動媒介12或者使得媒介12相對于 盒16移動，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)動或掃 描橫向經(jīng)過媒介12。在其它實施例中，盒16可以是固定的并且可大體上延伸經(jīng)過媒介12 的橫向?qū)挾?。如將在下文描述的，打印?6包括打印頭芯片，其具有相對高密度的流體通 道、通路或槽而同時展現(xiàn)增強的強度并且利于相對高的打印質(zhì)量。圖2更詳細(xì)地描述了一個盒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包括一個或多個結(jié)構(gòu)，其配置成將流體或墨供應(yīng)給頭組件20。在一個實 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)的一個或多個 內(nèi)部流體腔，該流體通過槽或開口排出到頭組件20。在一個示例中，所述一個或多個內(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。在一個實施例中，流體貯存器18的每個內(nèi)部腔還可包括內(nèi)部立管(未示出) 以及跨過內(nèi)部立管的過濾器。在又一實施例中，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，但是在其它實施例中，流體貯存器18可配置成經(jīng)由一個或多個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的機構(gòu)，流體或墨通過該機構(gòu)選擇性地噴射 到媒介上。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“聯(lián)接”應(yīng)當(dāng)意味著將兩個構(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)上可以是移動的。這種結(jié)合可采用彼此相互整 體地形成為單個整體式本體的兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件和任何附加的中間構(gòu)件或者采用彼此 附連到一起的兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件和任何附加的中間構(gòu)件來實現(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“操作性地聯(lián)接”應(yīng)當(dāng)意 味著兩個構(gòu)件直接或間接結(jié)合，使得可將運動從一個構(gòu)件直接或者經(jīng)由中間構(gòu)件傳輸?shù)搅?一構(gòu)件。在所述的實施例中，頭組件20包括按需噴點滴(drop-on-demand)墨頭組件。在一 個實施例中，頭組件20包括熱阻性頭組件。在其它實施例中，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 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)接的一個或多個結(jié)構(gòu)。打印頭芯片30將流體傳送給電阻器32。在所述的 具體實施例中，打印頭芯片30進一步支承電阻器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電阻器32及其相關(guān)噴嘴的長度。 在一個實施例中，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 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)過每個槽40，每個槽 40沿主軸線延伸。在一個實施例中，筋41及筋41的中心點整體地形成為單個整體式本體 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制排出通過孔板36中的孔。在另外 的實施例中，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。在其它實施 例中，封裝件34可具有其它配置或者可省除封裝件34?？装?6包括具有多個孔的板或面板，所述多個孔限定打印流體所噴射通過的噴 嘴開口?？装?6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。在一個實施 例中，孔板36包括鎳基底。如圖2所示，孔板36包括多個孔或噴嘴42，由電阻器32加熱的 墨或流體被噴射通過所述多個孔或噴嘴42，用于打印到打印媒介上。在其它實施例中，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10上或打印機10內(nèi)的盒，但是 在其它實施例中，流體貯存器18可包括大體為打印機10的永久部件并且不可去除的一個 或多個結(jié)構(gòu)。雖然打印機10被描述為前部加載且前部排出的桌面式打印機，但是在其它實 施例中，打印機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、復(fù)印機、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，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。在一個實施例中，阻隔層46可包括光阻聚合 物基底。在一個實施例中，阻隔層46可由與孔板36相同的材料形成。在又一實施例中，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。電阻器32通過由芯片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的電能將通過槽40的流體供應(yīng)蒸發(fā)以形成氣 泡，該氣泡將周圍流體或鄰近流體驅(qū)動或噴射通過噴嘴42。在一個實施例中，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?。在另一個實施例中，電阻器32可連接 到位于其它位置的噴發(fā)電路或?qū)ぶ冯娐贰Ｈ鐖D3進一步示出的，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的一個或多個腔與芯片 30的第二側(cè)面流體地密封。在所述的示例中，岬角48將三個分離的流體容納腔51中的每 個連接到芯片30的三個槽40中的每個。例如在一個實施例中，貯存器18可包括三個分離 的立管，其將流體傳送給所述三個槽40中的每個。在一個實施例中，所述三個分離的腔中 的每個可包括不同類型的流體，例如不同顏色的流體或墨。在其它實施例中，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通過粘結(jié)劑52粘性地與本體22結(jié)合。在一 個實施例中，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沿著每個槽40軸向地鉆埋頭孔(counter sink) 或凹進到每個筋41上方。結(jié)果是，每個筋41也從芯片30的最外側(cè)或頂側(cè)50凹進或鉆埋 頭孔。此外，鄰近側(cè)面50并且位于每個槽40的軸向端部的部分56也鉆埋頭孔或凹進。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，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，鉆埋頭孔或凹進的部分M和56可通過一種或多 種材料去除技術(shù)或工藝來形成，其中材料被去除以形成部分M、56 ；或者可通過一種或多 種材料添加技術(shù)或工藝來形成，其中一種或多種材料的一個或多個層鄰近部分討和56添 加，使得部分討和56相對于最頂部添加層的表面凹進。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可通過添加材料到芯片30或者通過從芯片30去除材料 而形成。由于芯片30包括沿著每個槽40 (并且在筋41上方)且在槽40的軸向端部處凹 進或鉆埋頭孔區(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 式流動到槽40中，該粘結(jié)劑材料52在處于流體或粘性狀態(tài)時被施加以將岬角48結(jié)合到打 印頭芯片30上。具體地說，凹進部分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凹進并且不鄰近 側(cè)面50或與側(cè)面50共面地延伸。凹進或鉆埋頭孔部分形成“毛細(xì)阻斷”，其防止流動的粘 結(jié)劑達到墨進給孔或槽40。結(jié)果是，粘結(jié)劑材料52更少可能地流動到槽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提供增強的流體或墨流，用于增強的打印質(zhì)量。根據(jù)一個實施例，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，但是在其它實施例中，下沉部分M、56可具有其它高度H。在又一實施例中， 下沉部分M、56可獨立于彼此地被使用。例如，在一個實施例中，可省除下沉部分56。在其 它實施例中，可省除下沉部分M同時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所進一步示出的，筋41從芯片30的側(cè)面44凹進。根據(jù)一個實施例，筋41 從側(cè)面44凹進或隔開至少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 進至少30微米，因此增強了打印質(zhì)量。具體地說，硅筋41通過由電阻器32(如圖3所示)和 墨產(chǎn)生的熱量來加熱。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在每次噴發(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(有時稱為打印條紋)。 然而，由于筋41從側(cè)面44凹進或間隔至少大約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，甚至通過筋41傳遞給流體或墨的減少量的熱量被允 許經(jīng)過打印頭擴散，從而減少正好與筋61相對的墨或流體和正好與連續(xù)筋之間的區(qū)域相 對的墨或流體之間的溫度差異。通過減少溫度變化，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。為了進一步增強打印質(zhì)量同時維持打印芯片30的強度(連續(xù)槽40之間的桿64的剛度)，筋41具有相對小的寬度且具有相對小的間距。根據(jù)一個實施例，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微米的中心對中心間距P2。通過提供具有相對小的寬度和相對小的間距的筋 41，熱量經(jīng)過芯片30的區(qū)域到達流體或墨的傳遞更為均勻，從而進一步降低在打印圖像中 形成條紋的概率。與此同時，筋41的寬度足以適當(dāng)?shù)丶庸滩娀瘲U64。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堵塞的概率。在其它實施例中， 取決于產(chǎn)品需求和工藝參數(shù)，幾何尺寸可變化。根據(jù)一個實施例，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。類似地，筋41的長度為大約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30至80微米。在這種實施例中，芯片30由硅制成。在其它實施例中，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的一個筋41的放大局部圖。如圖6A所示， 每個筋41延伸經(jīng)過芯片30的側(cè)面44和50之間的槽40。每個筋41具有從芯片30的側(cè)面 44凹進的第一邊緣62和從芯片30的側(cè)面50凹進的第二邊緣64。每個筋還包括相對的凹 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 相關(guān)筋41的中心點70。換句話說，形成凹陷66的所有表面背對邊緣64。類似地，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)表面或幾乎沒有任何表面區(qū)域背對每個凹陷66、68的開口 70，因而空氣或氣泡更少 可能地抵靠遠(yuǎn)離相關(guān)開口 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 流體噴射性能和打印質(zhì)量。由于筋可設(shè)計為具有窄的厚度(<150 μ m)，因而大氣泡將不會 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)，而不會不足。在圖6A所示的示例性實施例中，凹陷66、68彼此大致相同。在一個實施例中，凹 陷66、68同時或并發(fā)地形成。在所描述的示例中，每個凹陷66、68均包括大致三角形凹部， 具有從開口 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70延伸。在所描述的示例中，側(cè)面72、74均相對于開 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。在一個實施例中，側(cè)面72、74在會聚末端或點76處會聚。在這樣的實施例中，凹 陷66、68具有最大的深度，而不會形成背對開口 71的表面。結(jié)果是，需要時，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或其開口加寬)的工藝可延長，而不會犧牲打印頭30的隨后流體噴射性能。例 如，延長形成凹陷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)以增強打印質(zhì)量。在一個實施例中，每個凹陷66、68具有大約 93 μ m的深度D和大約93 μ m的寬度。在一個實施例中，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，在其它實施例中，側(cè)面72、74可在會聚之前終止。在這種可替代 的實施例中，每個凹陷66、68可替代地包括頂蓬/地板78而不是點76。在又一個實施例中，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，描述并說明單個槽和相關(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，采用一個或多個材料 去除工藝以沿著側(cè)面50形成槽部200。槽部200大致對應(yīng)于槽40的寬度W (在圖4中示 出)。根據(jù)一個實施例，槽部200的寬度W為大約200微米。在其它實施例中，槽部200可 具有其它尺寸。槽部200的軸向長度延伸槽40的期望長度和在槽40端部處鉆埋頭孔部分 56的軸向長度的總長度(如圖4所示)。換句話說，槽部200延伸經(jīng)過槽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)一個實施例，槽 部200可通過激光燒蝕并接著濕式蝕刻(例如，羥化四甲銨(TMAH)濕式蝕刻)來形成，以去 除激光碎片。在其它實施例中，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分離的開口 211。每個橋接部分212的長度和寬度對應(yīng)于要形成的筋41的 長度和寬度(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 度和干式蝕刻工藝的性質(zhì)而變化。在一個實施例中，每個橋接部分212的長度在大約200 微米，寬度在從大約50微米至100微米之間。在其它實施例中，橋接部分212可具有其它 尺寸。根據(jù)一個實施例，硬掩膜208通過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)一個實施例，
硬掩膜208通過沉積大約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中以形成開口 211，剩下橋接部分212。在其它實施例中，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)干式蝕刻通過筋41 之間的基底210的穿孔(breakthrough)。如圖IOB所示，通過硬掩膜208的開口 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)一個實施例，干式蝕刻劑(例如，SFf^n C4F8)被施加以蝕刻基底210通過開口 211 并且未被硬掩膜208保護的部分。干式蝕刻工藝被控制以便完全延伸通過基底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 凹進筋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。 如上所述，在一個實施例中，邊緣62從側(cè)面44凹進至少大約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。如圖IlB所示，在蝕刻工藝期間，凹進筋41和穿孔220便于沿著側(cè)面44加寬槽40及其開口。如上所述，用于凹進筋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70方向的表面。根據(jù)一個實施例，濕式蝕 刻劑(例如，TMAH)也被施加大約30分鐘，以凹進每個筋41。在其它實施例中，可采用其它 濕式蝕刻劑和其它蝕刻參數(shù)?？傊椒?00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。筋 41從至少側(cè)面44凹進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) 的情況下實現(xiàn)。具體地說，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。由于筋41的蝕刻速率 和凹進速率增加，因此否則將筋41從至少側(cè)面44凹進到期望程度所需的時間可縮短。由 于基底210暴露到蝕刻劑的時間縮短，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，通過降低蝕刻時間，可形成凹陷66和68(如圖6A所示)。如上所述，凹陷66 和68不包括背對所述凹陷的相關(guān)開口 70或者面向中心點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會是尤其有利的。作為比較，圖6B示出了在沒有形成穿孔220的步驟130的情況下使用大致相同的 方法100形成的筋41’。在沒有穿孔220時，實現(xiàn)筋41’從側(cè)面44的期望凹進可包括較長 的濕式蝕刻時間。該用于蝕刻的較長時間段導(dǎo)致形成凹陷66’和68’。凹陷66’和68’是 大致菱形形狀的，具有背對開口 71以及面向筋41’的中心點70的表面92、94。具體地，凹 陷66，的表面92和94背對邊緣62，。凹陷68，的表面92和94背對邊緣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，延長的蝕刻時 間還可具有其它缺點，例如加寬槽40和增加制造時間以及成本。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類似于筋 41，不同之處在于，與每個筋41的邊緣62相比，筋341的邊緣362從芯片330的側(cè)面50間 隔或凹進更大的距離。類似于筋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，類似于筋41，筋341從側(cè)面44凹進，用于增強打印質(zhì)量。筋341和槽41 (如圖14A所示)通過與方法100類似的方法形成。具體地，如形成 筋41的那樣，筋341通過最初形成在基底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在開口 211周圍被去除。此外，形成延伸到基底210中的附 加埋頭孔生長止擋塊73。這導(dǎo)致通過硬掩膜208暴露的基底210的多個臺階狀表面。在一 個實施例中，區(qū)域371和埋頭孔3和73可使用激光燒蝕形成。在又一個實施例中，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相對并且與 筋341相對地形成擴大的埋頭孔375。在完成穿孔220之后，硬掩膜208也被去除。根據(jù)一個實施例，干式蝕刻劑(例如，SF6和C4F8)被施加以蝕刻基底210通過開口 211并且未被硬 掩膜208保護的部分。干式蝕刻工藝被控制以便完全延伸通過基底210。圖14A、14B和14C描述了使用類似于方法100的步驟140 (如圖7所示)的濕式蝕 刻來凹進筋;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。如上所述，在一個實施例中，邊緣362從側(cè)面44凹進至少大約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。如圖14Β所示，在凹進 筋341的蝕刻工藝期間，穿孔220從而沿著側(cè)面44加寬槽40及其開口。相對于筋41，用于凹進筋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)不會形成面向筋341的中心點70的方向的表面。根據(jù)一個實施 例，濕式蝕刻劑(例如，ΤΜΑΗ)也被施加大約30分鐘，以凹進每個筋341。在其它實施例中， 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)參考示例性實施例進行描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在 不偏離要求保護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 然不同示例性實施例可以描述為包括提供一個或多個益處的一個或多個特征，但是可以設(shè) 想的是，在所述示例性實施例中或者在其它替代實施例中，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)相對復(fù)雜，因而技術(shù)的不是所有變化都是可預(yù)見的。參 考示例性實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，記載單個具體元件的權(quán)利要求也包括多個這樣的具體元件。
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)以及相對的第二側(cè)面(44)，所述打印頭芯片(30)包括 通過芯片(30)的流體進給槽(40)；和延伸經(jīng)過槽(40)的筋(41)，其中每個筋(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(76 )處會聚。
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。
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的開口(220)，所述開口完全穿過 晶片(30)并且由筋(41)隔開；以及從晶片的相對第二側(cè)面(44)濕式蝕刻晶片以將筋(41)從第二側(cè)面(44)凹進，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(76)處會聚的第一和第二側(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的開口( 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 晶片(30)的開口(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)。在一個實施例中，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的開口(220)，所述開口完全穿過晶片(30)并且由筋(41)分離；之后將晶片(30)從相對的第二側(cè)面(44)濕式蝕刻，以從第二側(cè)面(44)凹進筋(41)。
文檔編號B41J2/14GK102089151SQ200880130274
公開日2011年6月8日 申請日期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. 申請人:惠普開發(fā)有限公司