專利名稱：噴孔片結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系關于一種噴孔片結構，尤指一種適用于壓電噴墨頭的噴孔片結構。
背景技術：
隨著噴墨技術的進步，噴墨技術不再只是應用在傳統(tǒng)打印市場上，近年更應用于平面顯示器以及半導體產業(yè)的制程技術中，然而，為了降低成本以及節(jié)省制程時間，紛紛尋求新的噴墨技術，這之中最被廣為應用的，就是壓電式噴墨技術。請參閱圖1A，其系為已知噴墨頭多層結構于切割前的平面示意圖，如圖所示，已知噴墨頭多層結構I主要由多層不銹鋼板件以高溫擴散接合技術堆迭而成，進而形成噴墨頭多層結構I的微結構，其中噴墨頭多層結構I系具有多個噴墨單元100。一般來說，已知噴墨頭多層結構通常具有128個噴孔111，且均分成兩排并差排分布。其單排噴孔的間距為I. 016mm,故其噴印解析度為50dpi。 請參閱圖1B，每一噴墨單元100系由噴孔層101、中間流道層102、連通層103、壓力腔層104以及致動層105依序往上堆迭至所形成，其中，每一噴墨單元100的噴孔層101可構成一噴孔片，中間流道層102可由多個板件102a-102f以及每一板件間夾持一干膜層106所堆迭而成，連通層103則可由入口流道層103a、出入孔層103b，以及兩者間夾持干膜層106所堆迭設置而成。且于堆迭完成后，連通層103的入口流道層103a將堆迭形成具有供墨液流入的入液流道107、中間流道層102及入口流道層103a將堆迭形成供儲存墨液的儲液室108、壓力腔層104將堆迭形成壓力腔體109、連通層103以及中間流道層102將堆迭形成出液流道110以及噴孔層101形成供墨液噴出的噴孔111。請續(xù)參閱圖1B，由于已知噴墨單元100系由多層不銹鋼板件所堆迭而成，采用此種方式在制作不銹鋼板件時需具備良好的尺寸精度，在組裝時也需將組裝誤差控制在一定范圍內，如此才不致使與噴孔111對應的出液流道110產生堵塞的情況。以及，一般在制造噴孔111時由于噴孔層101的厚度較薄(通常約為25um)，且噴孔111直徑相當小(約為30um),通常會采用微電鑄鎳或鎳鈷合金等方法制作,或者也可使用聚酰亞胺(Polyimide,PD薄片以準分子激光加工而制成。至于其他層因開孔尺寸相對較大，所以一般會適當厚度的不銹鋼雙面蝕刻制程來制作，以降低成本。以及，圖IB所示的噴墨單元100主要是使用金屬融接接合制程來組裝的，其做法是先在各不銹鋼板件表面上鍍金，再依照方向順序將各板件迭加起來，接著進行熱壓以使每兩板件間的金原子擴散，最終達成融接動作。這種組裝方式雖然有接合強度極佳的優(yōu)點，但卻需要在無氧的環(huán)境下，以500至1000°C的高溫來進行，所以設備建立較困難且昂貴，同時輔助熱壓的治具也須慎選，否則容易變形、變質，甚至崩裂，且此高溫制程夾具崩裂或沾粘嚴重，所以耗損速率極快，除了治具替換費用占成本高以外，在大量生產下品質也極不穩(wěn)定。再者，金價日漸昂貴、融接制程不易批次化、以及表面處理不當容易影響融接效果及良率等，這些都墊高了已知使用金屬融接生產噴墨單元的制造成本。為了要降低前述金屬融接方式來制成噴墨頭多層結構I的成本，亦可以采用另一種熱壓方式來制成噴墨頭多層結構1，其熱壓接合方式系如圖2所示，首先，將圖IB中的多個不銹鋼板，例如中間流道層102及噴孔層101的表面上先覆蓋一層干膜層(未圖式)，以作為接著膠層之用，其后再依序堆迭，并使噴孔層101堆迭于一橡膠層24上，其后，利用定位治具21上的定位銷210依序對應設置于中間流道層102、噴孔層101、橡膠層24以及托盤25上的定位孔102g、101a、24a、25a中，以使定位治具21將中間流道層102、噴孔層101、橡膠層24等固定設置于托盤25之上。最后，再透過上壓板20及作業(yè)臺26等壓合設備以150-200°C的溫度，以及3-6kg/cm2的壓力進行熱壓接合，經過I小時熱壓接合制程，于施壓的狀態(tài)下降溫至接近室溫時才取出，以完成熱壓接合的噴墨頭多層結構I。然而，由于此種噴墨頭多層結構I通常應用于大尺寸打印裝置，故其噴孔層101的面積亦相當大，而其厚度也極薄，使得整體剛性較差，常使其與不銹鋼的中間流道層102間的貼附不夠緊密，導致在熱壓接合過程中易有氣泡夾雜其中產生，并造成接著不良(dis-bonding)的情形。請參閱圖3，其系為氣泡相對于噴孔層的位置示意圖，如圖所示，一般易于熱壓接 合過程中產生氣泡的區(qū)域主要可分為A、B、C、D四種類別，其中，A類別一般發(fā)生在噴孔層 101的邊緣，B類別則可泛指產生在噴孔區(qū)域31外的大面積范圍內所產生的氣泡，C類別則是發(fā)生在噴孔區(qū)域31內的氣泡，至于D類別則通常發(fā)生在定位孔321、322周圍。除此之外，在鎖接孔331、332區(qū)域內亦會產生氣泡，然而這些氣泡可于噴墨頭組裝于打印裝置上時而隨的封住，故其對于打印的品質影響不大。前述A、B、C、D各類氣泡對噴墨頭所造成的影響程度不一，舉例來說，A、B類別的氣泡通常僅會影響噴墨頭的使用壽命，然而C、D類別的氣泡卻容易使噴墨頭的噴墨功能受:損，進而可能導致噴墨頭無法作業(yè)。因此，如何發(fā)展一種可改善上述已知技術缺失的噴孔片結構，實為目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種噴孔片結構，俾解決已知噴墨頭多層結構于進行熱壓接合制程時，因噴孔層與不銹鋼層之間的貼附不夠緊密，而易產生氣泡的接著不良的情形，進而導致其噴墨功能受損，或是使用壽命減短等缺失。為達上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施態(tài)樣為提供一種噴孔片結構，適用于壓電噴墨頭，該噴孔片結構上至少包括多個噴孔，其系以雙排并列的方式對應排列；多個定位孔，設置于多個噴孔的兩相對側；以及多個第一逃氣孔，設置于第一位置，該第一位置系設置于雙排并列的多個噴孔之間，且每一第一逃氣孔系與兩相鄰并列的噴孔等距設置。根據本發(fā)明的構想，其中第一逃氣孔的寬度系以20-50um為較佳。根據本發(fā)明的構想，其中噴孔片結構更包含多個第二逃氣孔，且第二逃氣孔系設置于第二位置，介于多個噴孔及多個定位孔之間。根據本發(fā)明的構想，其中多個第二逃氣孔系為多個水平設置的溝槽狀鏤空結構。根據本發(fā)明的構想，其中第二逃氣孔的長度系實質上大于定位孔的直徑，且第二逃氣孔的寬度系以100-500um為較佳。根據本發(fā)明的構想，其中多個第二位置系為環(huán)繞定位孔的周圍。根據本發(fā)明的構想，其中噴孔片結構更包含多個第三逃氣孔，設置于噴孔片結構的大區(qū)域面積，且第三逃氣孔的寬度系以50-100um為較佳。根據本發(fā)明的構想，其中第三逃氣孔系為斜向的鏤空溝槽結構。根據本發(fā)明的構想，其中噴孔片的邊緣系為方形鋸齒狀邊緣。根據本發(fā)明的構想，其中噴孔片的邊緣系為梯形鋸齒狀邊緣。根據本發(fā)明的構想，其中噴孔片的邊緣系具有多個鏤空溝槽。


圖IA :其系為已知噴墨頭多層結構于切割前的平面示意圖。圖IB :其系為圖IA所示的噴墨單元的A-A剖面圖。 圖2 :其系為已知噴墨頭多層結構的熱壓接合示意圖。圖3 :其系為已知噴墨頭多層結構產生的氣泡相對于噴孔層的位置示意圖。圖4:其系為本發(fā)明第一較佳實施例的噴孔片結構的結構示意圖。圖5:其系為本發(fā)明第二較佳實施例的噴孔片結構的結構示意圖。圖6A :其系為本發(fā)明第三較佳實施例的噴孔片結構及與其接合的不銹鋼層的結構示意圖。圖6B :其系為圖6A所示的噴孔片結構的結構示意圖。噴墨頭多層結構I噴墨單元100噴孔層101定位孔101a、102g、24a、25a中間流道層102板件102a-102f連通層103入口流道層103a出入孔層103b壓力腔層104致動層105干膜層106入液流道107儲液室108壓力腔體109出液流道110噴孔:lll、41、41a、41b、41c、51、51a、51b、51c、61上壓板20定位治具21、8定位銷210橡膠層24托盤25作業(yè)臺26
噴孔區(qū)域31定位孔321、322、45、55、65鎖接孔331、332易產生氣泡的區(qū)域:A、B、C、D噴孔片4、5、6方形鋸齒狀邊緣40第一逃氣孔42、42a、42b、52、52a、52b、62第二逃氣孔43、53、63
第三逃氣孔44、54、64梯形鋸齒狀邊緣50不銹鋼層7邊緣60鏤空溝槽60a距離L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8
具體實施例方式體現本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質上系當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。請參閱圖4，其系為本發(fā)明第一較佳實施例的噴孔片結構的結構示意圖。如圖所示，本發(fā)明噴孔片4系適用一壓電噴墨頭(未圖示)，且具有多個噴孔41以及多個定位孔45，其中該多個噴孔41系以雙排并列的方式對應排列，多個定位孔45則設置于該多個噴孔41的兩相對側，用以供噴孔片4與多個不銹鋼板結構(未圖示)相互定位用，以進行熱壓接合制程。于本實施例中，噴孔片4更包含多個第一逃氣孔42，其系設置于第一位置，以本實施例為例，第一位置系為該雙排并列的多個噴孔41之間，且每一第一逃氣孔42與兩相鄰且并列設置的噴孔41之間系為等距設置，舉例來說，第一逃氣孔42a與噴孔41a之間的垂直距離LI系與第一逃氣孔42a與噴孔41b之間垂直距離L2相等，以及，第一逃氣孔42b與噴孔41b之間的垂直距離L3亦與第一逃氣孔42b與噴孔41c之間的垂直距離L4相等。以及，由于第一逃氣孔42系設置于多個噴孔41之間，因而為了避免第一逃氣孔42的尺寸過大而導致多個噴孔41產生串通(Cross-talk)的幾率，第一逃氣孔42的寬度系以20_50um為較佳，但不以此為限。以及，噴孔片4更可包含多個第二逃氣孔43，且其系設置于第二位置。于本實施例中，第二位置系介于多個噴孔41及定位孔45之間。該定位孔45因需與定位治具的定位銷(未圖示)相互緊配，故其周圍極易因定位拉扯而產生浮起的現象，為解決此現象，第二逃氣孔43系可采取孔徑較長且寬度較寬的鏤空溝槽，使定位孔45周圍的氣泡可由此第二逃氣孔43而輕易逸散，進而解決該浮起的現象，同時亦使該氣泡不會擴散至多個噴孔41處，借此以增強隔離阻絕的效果。以本實施例為例，第二逃氣孔43的長度系實質上大于該定位孔45的直徑，且該第二逃氣孔43的寬度系以100-500um為較佳，但不以此為限。
除了前述第一位置及第二位置可能產生氣泡之外，噴孔片4于進行熱壓接合過程中，亦容易在多個噴孔41外的大面積區(qū)域產生氣泡，故于一些實施例中，噴孔片4亦可設置多個第三逃氣孔44，且由于此多個第三逃氣孔44系設置于噴孔片4的大區(qū)域面積位置，故其寬度以50-100um為較佳，且不以此為限，以輔助大面積的氣泡可由此較寬的第三逃氣孔44而逸散。以及，在噴孔片4要進行熱壓接合制成之前，若其邊緣原先即有變形，或是于接合時因碰撞而使邊緣產生浮起的話，亦極易于其邊緣產生氣泡。未解決噴孔片4邊緣產生氣泡的問題，于本實施例中，系采用方形鋸齒狀邊緣40，如圖4所示，本實施例的方形鋸齒狀邊緣系以長度500um、寬度250um的尺寸為較佳，但不以此為限。借由此具有一定長度及寬度大小的方形鋸齒狀邊緣40，以增加噴孔片4與干膜(未圖示)的接合界面的周長，如此使得噴孔片4可更緊密地咬合其干膜(未圖示)，進而可減少其邊緣浮起而產生氣泡的情形。請參閱圖5，其系為本發(fā)明第二較佳實施例的噴孔片結構的結構示意圖。如圖所示，本發(fā)明噴孔片5同樣適用一壓電噴墨頭(未圖示)，且具有多個噴孔51以及多個定位孔55，其中該多個噴孔51及定位孔55的設置方式系與前述實施例相仿，故于此不再贅述。于 本實施例中，噴孔片5具有多個設置于第一位置的第一逃氣孔52，其中第一位置同樣為介于多個噴孔51及定位孔55之間，惟于本實施例中，多個第一逃氣孔52更可以環(huán)繞噴孔51的方式而設置，且每一第一逃氣孔52與兩相鄰且并列設置的噴孔51之間系為等距設置，意即第一逃氣孔52a與噴孔51a之間的垂直距離L5系與第一逃氣孔52a與噴孔51b之間垂直距離L6相等，以及，第一逃氣孔52b與噴孔51b之間的垂直距離L7亦與第一逃氣孔52b與噴孔51c之間的垂直距離L8相等。以及，噴孔片5亦具有多個設置于第二位置的第二逃氣孔53。且于本實施例中，第二位置系為環(huán)繞于定位孔55的周圍，意即多個第二逃氣孔53系環(huán)繞于定位孔55而設置，且不以此為限。借此，噴孔片5可透過環(huán)繞于定位孔55設置的多個第二逃氣孔53以形成一不連續(xù)的環(huán)狀鏤空結構，進而可阻隔定位孔55周圍產生的浮起氣泡往外擴散的情形。與前述實施例相似地，噴孔片5更可具有多個設置于大區(qū)域面積的第三逃氣孔54，然而，于本實施例中，第三逃氣孔54系可采用斜向設計，意即第三逃氣孔54系可為一斜向的鏤空溝槽結構，但不以此為限。借由此斜向設計的第三逃氣孔54更可加強噴孔片5的結構強度，進而可減少噴孔片5遭受意外彎折、變形或斷裂的情形。此外，請續(xù)參閱圖5，于本實施例中，噴孔片5的邊緣系為梯形鋸齒狀邊緣50，該梯形鋸齒狀邊緣50同樣具有可使噴孔片5與干膜(未圖示)的接合界面的周長增加，而使噴孔片5可緊密地咬合該干膜，以減少邊緣浮起產生氣泡的優(yōu)點，除此之外，該梯形的型態(tài)更具有不易變形的優(yōu)點。由此可見，噴孔片5的多個第一逃氣孔52、多個第二逃氣孔53、多個第三逃氣孔54以及其邊緣50所設置的位置、結構或大小系可具有多種變化，其系可依據實際施作情形而任施變化，并可借由多樣的變化以減少噴孔片5于不同區(qū)域產生氣泡的情形，并不以前述實施例的位置、型態(tài)或大小為限。請參閱圖6A，其系為本發(fā)明第三較佳實施例的噴孔片結構及與其接合的不銹鋼層的結構示意圖。如圖所示，本實施例的噴孔片6同樣適用一壓電噴墨頭(未圖示)，且噴孔片6系透過定位治具8于其兩側進行定位夾持，進而可使該噴孔片6與其下的不銹鋼層7彼此相互定位，以利后續(xù)進行的熱壓接合制程。至于噴孔片6則同樣具有多個噴孔61以及多個定位孔65，且該多個噴孔61及定位孔65的設置方式系與前述實施例相仿，故于此不再贅述。惟于本實施例中，噴孔片6的尺寸系較前述實施例小，借由此縮小的尺寸，一方面可降低噴孔片6的材料成本，另一方面則具有可避開設置于噴孔片6下的壓電噴墨頭的多層結構中的供液孔(未圖示)的鏤空結構，進而可大幅減少氣泡產生的幾率。請參閱圖6B，其系為圖6A所示的噴孔片結構的結構示意圖。如圖所示，雖本實施例的噴孔片結構6尺寸相較于已知噴孔片已顯著縮減，然而，其同樣需要解決部分區(qū)域仍會產生的氣泡的問題。故于本實施例中，噴孔片結構6同樣具有多個第一逃氣孔62、多個第二逃氣孔63以及多個第三逃氣孔64，其中第一逃氣孔62及第三逃氣孔64所設置的位置、特征及大小系與前述實施例相仿，于此不再贅述。惟于本實施例中，多個第二逃氣孔63所設置的方式系與前述實施例有部分差異，其雖同樣設置于介于該多個噴孔61及定位孔65之間的第二位置，然而，該多個第二逃氣孔63的型態(tài)系為多個水平設置的溝槽狀鏤空結構，借由此多個水平且不連續(xù)的第二逃氣孔63的密布設置方式，以阻擋定位孔65周圍產生 的氣泡朝鄰近的噴孔62擴散的可能性。以及，以本實施例為例，由于噴孔片6的長度及寬度均已大幅縮小，故噴孔片6的邊緣系可采取另一設計，以減少其邊緣接合而產生氣泡的問題。舉例來說，鄰近于噴孔片6的邊緣60處系可設置多個長條形并列的鏤空溝槽60a，但不以此為限，借此以使噴孔片6在與其干膜(未圖示)接合時，其邊緣60仍可維持完整而不產生浮起的情形，同時也可避免噴孔片6因其邊緣60距離噴孔61太近而會產生漏墨的問題。此外，這些設置于邊緣60的多個鏤空溝槽60a更具有強化噴孔片6的結構強度的功能，其系可分散應力，進而使得噴孔片6于外力作用下時，不易因應力而產生變形。綜上所述，本發(fā)明適用于壓電噴墨頭的噴孔片結構，借由多個設置于第一位置的第一逃氣孔、多個設置于第二位置的第二逃氣孔、多個第三逃氣孔以及具有可使其邊緣易于咬合的結構等，使噴孔片上不同區(qū)域產生的氣泡借由可前述結構而逸散，以使壓電噴墨頭不會因氣泡產生而導致其噴墨功能受損，進而更可延長其使用壽命。本發(fā)明得由熟知此技術的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利范圍所欲保護者。
權利要求
1.一種噴孔片結構，適用于ー壓電噴墨頭，該噴孔片結構上至少包括多個噴孔，其系以雙排并列的方式對應排列；多個定位孔，設置于該多個噴孔的兩相對側；以及多個第一逃氣孔，設置于第一位置，該第一位置系設置于該雙排并列的該多個噴孔之間，且每ー該第一逃氣孔系與兩相鄰并列的該噴孔等距設置。
2.如權利要求I所述的噴孔片結構，其特征在于該第一逃氣孔的寬度系以20-50um為較佳。
3.如權利要求I所述的噴孔片結構，其特征在于該噴孔片結構更包含多個第二逃氣孔，且該第二逃氣孔系設置于第二位置，介于該多個噴孔及該多個定位孔之間。
4.如權利要求3所述的噴孔片結構，其特征在于該多個第二逃氣孔系為多個水平設置的溝槽狀鏤空結構。
5.如權利要求3所述的噴孔片結構，其特征在于該第二逃氣孔的長度系實質上大于該定位孔的直徑，且該第二逃氣孔的寬度系以100-500um為較佳。
6.如權利要求3所述的噴孔片結構，其特征在于該多個第二位置系為環(huán)繞該定位孔的周圍。
7.如權利要求I所述的噴孔片結構，其特征在于該噴孔片結構更包含多個第三逃氣孔，設置于該噴孔片結構的大區(qū)域面積，且該第三逃氣孔的寬度系以50-100um為較佳。
8.如權利要求7所述的噴孔片結構，其特征在于該第三逃氣孔系為ー斜向的鏤空溝槽結構。
9.如權利要求I所述的噴孔片結構，其特征在于該噴孔片的邊緣系為方形鋸齒狀邊緣。
10.如權利要求I所述的噴孔片結構，其特征在于該噴孔片的邊緣系為梯形鋸齒狀邊緣。
11.如權利要求I所述的噴孔片結構，其特征在于該噴孔片的邊緣系具有多個鏤空溝槽。
全文摘要
本發(fā)明系為一種噴孔片結構，適用于壓電噴墨頭，該噴孔片結構上至少包括多個噴孔、多個定位孔及多個第一逃氣孔，其中多個噴孔以雙排并列的方式對應排列；多個定位孔設置于多個噴孔的兩相對側；以及多個第一逃氣孔系設置于第一位置，該第一位置系設置于雙排并列的多個噴孔之間，且每一第一逃氣孔系與兩相鄰并列的噴孔等距設置。
文檔編號B41J2/14GK102825912SQ20111017090
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者戴賢忠, 李紹南 申請人:研能科技股份有限公司