專利名稱：使用有限密度撓性電路的高密度電互連的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨印刷設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及高密度壓電噴墨印刷頭及其制造方法以及包含該印刷頭的印刷機(jī)。
背景技術(shù)：
在印刷工業(yè)中廣泛使用按需噴墨噴墨技術(shù)。使用按需噴墨噴墨技術(shù)的印刷機(jī)能夠使用熱噴墨技術(shù)或壓電技術(shù)。盡管壓電噴墨的制造比熱噴墨更昂貴，但是壓電噴墨由于能夠使用各種類型的墨并且減少或消除焦化問題而普通受歡迎。
壓電噴墨印刷頭通常包括柔性隔膜和與隔膜聯(lián)接的壓電元件(傳感器)陣列。當(dāng)電壓通常通過與電連結(jié)至電壓源的電極電連接而施加到壓電元件時(shí)，壓電元件彎曲或偏斜， 使得隔膜撓曲，撓曲通過噴嘴使一定量的墨從腔室中排出。撓曲進(jìn)一步通過開口將墨從主墨儲(chǔ)槽抽入腔室中以替代排出的墨。
采用壓電噴墨技術(shù)來提高噴墨印刷機(jī)的印刷分辨率是設(shè)計(jì)工程師的目標(biāo)。提高分辨率的一種方式是提高壓電元件的密度。
隨著印刷頭的分辨率和密度提高，可用于提供電互連的面積減小。印刷頭內(nèi)其它功能的路徑安排(諸如饋墨結(jié)構(gòu))爭奪該減少的空間并且對(duì)于所使用材料的類型施加限制。 例如，當(dāng)前用于600點(diǎn)每英寸(DPI)的印刷頭的技術(shù)可以包括撓性電路上的平行電軌跡，使每個(gè)軌跡與撓性電路的焊盤陣列(即，電極陣列)的焊盤(即，電極)電連接。平行軌跡可以具有38微米(μ m)的節(jié)距(pitch)，16 μ m的軌跡寬度，在每個(gè)軌跡之間留有22 μ m的空間。 隨著印刷頭密度增大，目前的撓性電路設(shè)計(jì)實(shí)踐將需要形成具有更嚴(yán)格的公差和較小特征尺寸的軌跡和焊盤。發(fā)明內(nèi)容
本教導(dǎo)的實(shí)施例可以包括形成噴墨印刷頭的方法，所述方法包括將第一柔性電路(撓性電路)的多個(gè)焊盤與壓電元件陣列的第一多個(gè)壓電元件電連結(jié)；以及將第二撓性電路的多個(gè)焊盤與壓電元件陣列的第二多個(gè)壓電元件電連結(jié)，其中，所述第一多個(gè)壓電元件不同于第二多個(gè)壓電元件，并且·第一和第二多個(gè)壓電元件中的每個(gè)壓電元件能夠通過第一多個(gè)焊盤和第二多個(gè)焊盤中的一個(gè)單獨(dú)尋址。
本教導(dǎo)的另一實(shí)施例可以包括噴墨印刷頭，其包括與壓電元件陣列的第一多個(gè)壓電元件電連結(jié)的第一撓性電路的多個(gè)焊盤；以及與壓電元件陣列的第二多個(gè)壓電元件電連結(jié)的第二撓性電路的多個(gè)焊盤，其中，所述第一多個(gè)壓電元件不同于所述第二多個(gè)壓電元件，并且第一和第二多個(gè)壓電元件中的每個(gè)壓電元件配置為能夠通過第一多個(gè)焊盤和第二多個(gè)焊盤中的一個(gè)單獨(dú)尋址。
在本教導(dǎo)的另一實(shí)施例中，印刷機(jī)可以包括噴墨印刷頭，所述噴墨印刷頭包括與壓電元件陣列的第一多個(gè)壓電元件電連結(jié)的第一撓性電路的多個(gè)焊盤；以及與壓電元件陣列的第二多個(gè)壓電元件電連結(jié)的第二撓性電路的多個(gè)焊盤。第一多個(gè)壓電元件不同于第二多個(gè)壓電元件。第一和第二多個(gè)壓電元件中的每個(gè)壓電元件配置為能夠通過第一多個(gè)焊盤和第二多個(gè)焊盤中的一個(gè)單獨(dú)尋址。該印刷機(jī)可以進(jìn)一步包括與第一和第二撓性電路物理聯(lián)接的歧管以及由所述歧管的表面形成的墨儲(chǔ)槽。


圖1是與壓電元件陣列聯(lián)接的撓性電路的透明立體圖2和圖3是依照本教導(dǎo)的實(shí)施例的工序間裝置的中間壓電元件的立體圖4一 7是描述噴墨印刷頭的噴口疊摞(jet stack)的形成的剖視圖8是描述與壓電元件陣列聯(lián)接以及與一對(duì)驅(qū)動(dòng)器板聯(lián)接的撓性電路的剖視圖9是描述噴墨印刷頭的噴口疊摞的形成的剖視圖10是包括圖9中的噴口疊摞的印刷頭的剖視圖；以及
圖11是根據(jù)本教導(dǎo)的實(shí)施例的包括印刷頭的印刷裝置。
應(yīng)當(dāng)注意的是，圖中的一些細(xì)節(jié)可能已經(jīng)簡化且繪制以有利于理解創(chuàng)造性的實(shí)施例而不是保持嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)精度、細(xì)節(jié)和比例。具體實(shí)施方式

如本文所使用的，詞語“印刷機(jī)”涵蓋為任何目的而執(zhí)行印刷輸出功能的任何裝置，諸如數(shù)字復(fù)印機(jī)、編書機(jī)、傳真機(jī)、多功能機(jī)等。詞語“聚合物”涵蓋由長鏈分子形成的各種碳基化合物中的任一種，包括熱固性聚酰亞胺、熱塑性塑料、樹脂、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂以及本領(lǐng)域公知的相關(guān)化合物。
與壓電元件電連接的印刷頭撓性電路的設(shè)計(jì)對(duì)撓性電路焊盤陣列的相鄰焊盤之間的多個(gè)軌跡進(jìn)行路徑安排。撓度電路焊盤陣列中的每個(gè)焊盤與唯一的壓電元件電連結(jié)。 利用目前的撓度電路設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，增大印刷頭密度將要求軌跡數(shù)量的增加，因?yàn)楹副P陣列中的每個(gè)焊盤必須與唯一的軌跡聯(lián)接以使能夠?qū)γ總€(gè)壓電元件進(jìn)行單獨(dú)尋址。因?yàn)閾闲噪娐飞虾副P的密度將增大，較大量的軌跡不得不在相鄰焊盤之間進(jìn)行路徑布局。為了使印刷頭密度加倍，要求各個(gè)焊盤之間的軌跡數(shù)量加倍，同時(shí)相鄰焊盤之間的間距將減小。
印刷頭撓性電路10的示例描繪于圖1的示意性立體圖中。撓性電路10包括焊盤陣列，所述焊盤陣列具有多個(gè)焊盤12以在各個(gè)焊盤12之間取路的多個(gè)軌跡14。以圖1為示例，八個(gè)軌跡14在每對(duì)相鄰焊盤12之間取路。軌跡14與每個(gè)焊盤12電連結(jié)。圖1進(jìn)一步描繪了位于每個(gè)焊盤12之下的多個(gè)壓電元件16，利用導(dǎo)體(未單獨(dú)描繪出)將每個(gè)焊盤12與壓電元件16電連結(jié)。應(yīng)理解的是，壓電元件16在撓性電路10的下方不可見。通過將電壓施加到獨(dú)屬于每個(gè)焊盤12的各個(gè)軌跡14，能夠通過焊盤陣列中的焊盤12對(duì)每個(gè)壓電元件16進(jìn)行單獨(dú)尋址。另外，鍍層軌跡與每個(gè)焊盤12連結(jié)并且取路離開(route off) 撓性電路的邊緣，以使撓性電路金屬特征的金屬電鍍能夠進(jìn)行。
在上述600DPI印刷頭的示例中，平行軌跡14可具有38 μ m的節(jié)距和16 μ m的軌跡寬度，這在各個(gè)軌跡之間留有22 μ m的空間。隨著壓電元件的密度增大，焊盤陣列的密度也將增大，軌跡數(shù)量也將增加。因此，需要在相鄰焊盤12之間的較狹窄的可用空間中在每對(duì)相鄰焊盤12之間形成更多的軌跡12。在實(shí)施例中，軌跡節(jié)距可減小至20 μ m,這需要大幅提聞目如接性電路制造能力。
本教導(dǎo)的實(shí)施例能夠用于利用目前的撓性電路制造技術(shù)來提供較高的印刷頭壓電元件密度。本教導(dǎo)可以包括使用兩個(gè)以上不同的撓性電路，每個(gè)撓性電路與壓電元件陣列的不同部分聯(lián)接。使用多個(gè)撓性電路還可以簡化對(duì)使用單個(gè)撓性電路的裝置的返工，從而減少廢料和返工成本。例如，第一撓性電路能夠與壓電元件聯(lián)接，接著能夠?qū)εc該壓電元件的電連接進(jìn)行電氣測試，然后才聯(lián)接和測試第二撓性電路。如果需要，可以對(duì)第一撓性電路與壓電元件的一個(gè)或多個(gè)電連接進(jìn)行返工，或者能夠在聯(lián)接并測試第二撓性電路之前更換第一撓性電路。任何數(shù)量的單獨(dú)的撓性電路能夠提供與壓電元件陣列的電接觸。
本教導(dǎo)的實(shí)施例可以包括噴口疊摞、印刷頭以及包括該印刷頭的印刷機(jī)的形成。 在圖2的立體圖中，壓電元件層20借助粘合劑層24與運(yùn)送載體22可拆除地結(jié)合。壓電元件層20可以包括例如厚度在約25 μ m至約150 μ m之間的鉛-鋯酸鹽-鈦酸鹽層以充當(dāng)內(nèi)介電體。可以利用無電鍍工藝在壓電元件層20的兩個(gè)面上鍍鎳，以在介電體PZT的每個(gè)面提供導(dǎo)電層。鍍鎳的PZT主要用作平行板電容器，平行板電容器形成了跨越內(nèi)部PZT材料的電壓電位差。載體22可以包括金屬板、塑料板或另外的運(yùn)送載體。將壓電元件層20聯(lián)接至運(yùn)送載體22的粘合劑層24可以包括切割膠帶、熱塑性材料和另外的粘合劑。在另一實(shí)施例中，運(yùn)送載體22可以為諸如自粘合熱塑性層的材料，從而不需要單獨(dú)的粘合劑層24。
在形成圖2中的結(jié)構(gòu)之后，壓電元件層10被切割以形成如圖3所示的多個(gè)單個(gè)壓電元件30。應(yīng)理解的是，盡管圖3示出了 4x3的壓電元件陣列，但是可以形成更大的陣列。 例如，1200DPI的印刷頭可以具有約24x約150個(gè)元件或其它尺寸的壓電元件陣列?？梢岳弥T如使用鋸(諸如晶片切割鋸)這樣的機(jī)械技術(shù)、利用干法刻蝕工藝、利用激光燒蝕工藝等來進(jìn)行切割。為了確保每個(gè)相鄰壓電元件30的完全分離，切割工藝可以在去除粘合劑層 24的部分并且停止在運(yùn)送載體22上之后或者切割通過粘合劑層24并且部分進(jìn)入載體22 之 后終止。在該實(shí)施例中，假設(shè)為1200DPI的壓電元件陣列，相鄰壓電元件之間的間距可約為100 μ m或更小，并且壓電元件節(jié)距可約為500 μ m或更小，并且壓電元件可具有約400 μ m 和約700 μ m之間的節(jié)距。
在形成單個(gè)的壓電元件30之后，圖3的組件可聯(lián)接至如圖4的剖視圖中所描繪的噴口疊摞子組件40。圖4中的剖視圖是為了獲得更多的細(xì)節(jié)從圖3的結(jié)構(gòu)放大得到的，并且描繪了一個(gè)局部的和兩個(gè)完整的壓電元件30的剖視圖。能夠以任何數(shù)量的噴口疊摞設(shè)計(jì)利用已知技術(shù)來制造噴口疊摞子組件40，并且為了簡化以框圖形式描繪出。在實(shí)施例中， 可利用粘合劑42將圖3的結(jié)構(gòu)與噴口疊摞子組件40聯(lián)接。例如，測定量的粘合劑42可以通過調(diào)配、絲網(wǎng)印刷、滾動(dòng)等方法施加到壓電元件30的上表面上、噴口疊摞子組件40的上表面上或者這兩者上。在實(shí)施例中，單滴的粘合劑42可置于每個(gè)單獨(dú)的壓電元件30的噴口疊摞子組件40上。在施加粘合劑之后，噴口疊摞子組件40和壓電元件30彼此對(duì)準(zhǔn)，然后壓電元件30通過粘合劑42與噴口疊摞子組件40機(jī)械連接。通過使用適用于粘合劑的技術(shù)使粘合劑42固化以得到圖4中的結(jié)構(gòu)。
隨后，運(yùn)送載體22和粘合劑層24從圖4的結(jié)構(gòu)中去除而得到圖5的結(jié)構(gòu)。
接下來，導(dǎo)體60可以例如通過絲網(wǎng)印刷、化學(xué)氣相淀積、滴(微滴)分配等形成在如圖6所示的每個(gè)露出的壓電元件30上的每個(gè)開口內(nèi)，以與每個(gè)壓電元件30電接觸。
接下來，第一撓性電路70和第二撓性電路72與圖6的結(jié)構(gòu)聯(lián)接，如圖7的示意性剖視中所示的。第一撓性電路70可利用粘合劑74與壓電元件陣列30物理聯(lián)接。第二撓性電路72可利用粘合劑(為了簡化未單獨(dú)描繪出)與第一撓性電路70以及壓電元件陣列物理聯(lián)接，從而將第二撓性電路72的部分置于第一撓性電路70的上面。在該實(shí)施例中，第二撓性電路72的部分上覆第一撓性電路70的至少部分，以使第一撓性電路70的至少部分介于第二撓性電路72和壓電元件陣列30之間。應(yīng)當(dāng)理解的是，撓性電路可以包括為了簡化未單獨(dú)示出的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層以及一個(gè)或多個(gè)介電層。第一撓性電路70的焊盤陣列 (即，塊形電極)76利用導(dǎo)體60與壓電元件陣列30的第一部分電連接。圖7描繪出壓電元件陣列的第一部分的單個(gè)壓電元件30A，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，第一撓性電路70可與第一半壓電元件陣列中的每個(gè)壓電元件電連接。第一撓性電路還可以包括多個(gè)軌跡78，以使第一半壓電元件陣列的每個(gè)壓電元件30能夠通過施加到每個(gè)軌跡78上的電壓經(jīng)由第一撓性電路70單獨(dú)尋址。第二撓性電路72的焊盤陣列或塊形電極80利用導(dǎo)體60與壓電元件陣列 30的第二部分電連接。圖7描繪出壓電元件陣列中的第二部分的兩個(gè)壓電元件30B、30C， 但是應(yīng)當(dāng)理解的是，第二撓性電路72能夠與第二半壓電元件陣列電連接。第二撓性電路還可以包括多個(gè)軌跡82，以使第二半壓電元件陣列中的每個(gè)壓電元件30能夠通過施加到每個(gè)軌跡82上的電壓經(jīng)由第二撓性電路72單獨(dú)尋址。
在該實(shí)施例中，在相鄰壓電元件之間的間距在約50 μ m和約150 μ m之間的情況下，取路于相鄰焊盤76、80之間的間距的每個(gè)撓性電路70、72上的軌跡78、82可以具有約 14 μ m和約25 μ m之間的寬度以及約24 μ m和約50 μ m之間的節(jié)距。如果焊盤和軌跡形成在單個(gè)撓性電路上，則軌跡寬度將不得不在7 μ m和12 μ m之間，并且軌跡節(jié)距將不得不在 14 μ m和24 μ m之間，因?yàn)閮杀稊?shù)量的軌跡將不得不形成在相鄰焊盤之間。
容許撓性電路重疊的特征是第二撓性電路72橫跨第一撓性電路的邊緣并且與垂直階狀部84相符合(conform)的能力。為了將壓電元件和/或撓性電路陣列行節(jié)距保持在大約500 μ m，第二撓性電路72應(yīng)當(dāng)能夠使垂直階狀部84橫過第一撓性電路70的邊緣，所述邊緣上覆如圖7所示的壓電元件陣列。在實(shí)施例中，上面形成有導(dǎo)電撓性電路軌跡材料的第一撓性電路的介電片材(未單獨(dú)示出)可以約為38 μ m厚，加上金屬，加上 覆蓋層/焊料掩膜，形成了總共差不多IOOym的垂直階狀部84，但是通常稍小。通過凹凸印刷來形成撓性電路70、72。當(dāng)使用接線柱和印模(die )對(duì)撓性電路進(jìn)行凹凸印刷時(shí)，能夠獲得100 μ m 的塊以形成臺(tái)階距離在約100 μ m或者約1:1縱橫比的焊盤76、80。由于這些塊直接形成在金屬噴鍍軌跡上，橫過撓性電路的寬度的階形縫隙可以以具有類似可靠性的類似方式形成。
圖8是描繪撓性電路70、72的導(dǎo)電通道的示意性剖視圖。圖8描繪出在第一撓性電路70的第一半70A和第二撓性電路72的第一半72A與第一驅(qū)動(dòng)器板86聯(lián)接之后的圖7 中的結(jié)構(gòu)。另外，第一撓性電路70的第二半70B和第二撓性電路72的第二半72B能夠與第二驅(qū)動(dòng)器板88聯(lián)接。在此實(shí)例中，撓性電路部分70A、70B、72A和72B可以為彼此電絕緣的四個(gè)單獨(dú)的撓性電路?？梢允褂茂B置的任何數(shù)量的撓性電路。為了簡化，未示出圖8結(jié)構(gòu)中印刷頭/撓性電路區(qū)域后面的大量流體通路。
在實(shí)施例中，撓性電路70、72可以包括多個(gè)焊盤76、80和由單個(gè)導(dǎo)電層提供的多個(gè)軌跡78、82。單個(gè)導(dǎo)電層可以形成為平面層，然后利用壓機(jī)進(jìn)行沖壓或壓印成一定形狀以形成有輪廓的(contoured)焊盤。在所示的實(shí)施例中，各個(gè)軌跡78、82與導(dǎo)電焊盤76、80 中的一個(gè)電連結(jié)，并且各個(gè)導(dǎo)電焊盤76、80利用導(dǎo)體60與壓電電極30中的一個(gè)電連結(jié)。
接下來，可以根據(jù)裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行額外處理。額外處理可以包括例如一個(gè)或多個(gè) 額外層的形成，這些額外層可以為導(dǎo)電的、介電的、成圖案的或連續(xù)的，并且如圖9所示一 起示意性地表示為層90。
接下來，可以根據(jù)噴口疊摞子組件40的設(shè)計(jì)來執(zhí)行各個(gè)處理階段以完成噴口疊 摞。例如，一個(gè)或多個(gè)墨端口開口 92可貫通如圖9所示的層90而形成。此外，根據(jù)裝置的 設(shè)計(jì)，墨端口開口 92可以形成為貫通撓性電路70、72的部分，只要開口 92不導(dǎo)致電路開路 或其它非期望效應(yīng)即可。如果墨端口開口 92形成在所描繪的位置處，則開口 92能夠延伸 貫通噴口疊摞子組件，例如，貫通噴口疊摞隔膜。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)墨端口開口 可以形成在不存在撓性電路70、72和/或壓電陣列30的未圖示位置處。在實(shí)施例中，孔擋 板94可通過粘合劑(為了簡化未單獨(dú)示出)與噴口疊摞子組件40聯(lián)接，如圖9所示?？讚?板94可以包括噴嘴96，在印刷過程中通過噴嘴96排出墨。一旦孔擋板94被聯(lián)接，噴口疊 摞98完成。噴口疊摞98可以包括為了簡化而未圖示或描述的其它層和處理要求。
接下來，歧管100可與噴口疊摞98的上表面結(jié)合，這樣將歧管100與第一撓性電 路70及第二撓性電路72物理聯(lián)接。歧管的聯(lián)接可以包括使用諸如粘合劑等流體緊密封式 連接物102以得到如圖10所示的噴墨印刷頭104。噴墨印刷頭104可以包括由歧管100的 表面和噴口疊摞98的上表面形成的用于儲(chǔ)存一定量墨的墨儲(chǔ)槽106。來自儲(chǔ)槽106的墨 能夠通過端口(例如，通過噴口疊摞98中的一個(gè)或多個(gè)端口 92)輸送，其中墨端口可部分地 設(shè)置成通過貫通一個(gè)或兩個(gè)撓性電路70、72、粘合劑74和噴口疊摞子組件40的連續(xù)開口。 可構(gòu)思出例如上述墨端口的其它配置。將理解的是，圖10是簡化的視圖。實(shí)際的印刷頭可 以包括圖10中未示出的各種結(jié)構(gòu)和區(qū)別，例如為了簡化說明未圖示的左右額外結(jié)構(gòu)。盡管 圖10圖示出單個(gè)端口 92，但噴口疊摞可以包括多個(gè)端口。
在使用時(shí)，印刷頭104的歧管100中的儲(chǔ)槽106包括一定量的墨?？梢圆捎糜∷?頭的初始啟動(dòng)以使墨從儲(chǔ)槽106中流出通過噴口疊摞98中的端口 92。響應(yīng)于施加到每個(gè) 軌跡78、82上的被傳遞至塊形電極76、80、傳遞至導(dǎo)體60以及傳遞至壓電電極30的電壓 112，每個(gè)PZT壓電元件30相應(yīng)地適時(shí)地彎曲或偏斜。壓電元件30的偏斜使得隔膜(為了 簡化未單獨(dú)示出)撓曲，從而在噴口疊摞98內(nèi)形成壓力脈沖，使得墨滴落從噴嘴96排出。
因此，上述方法和結(jié)構(gòu)形成了用于噴墨印刷機(jī)的噴口疊摞98。在實(shí)施例中，噴口疊 摞98能夠用作如圖11所示的噴墨印刷頭120的部分。
圖11圖示出依照本教導(dǎo)的實(shí)施例的印刷機(jī)120，其包括一個(gè)或多個(gè)印刷頭104以 及從一個(gè)或多個(gè)噴嘴96排出的墨122。每個(gè)印刷頭104配置為依照數(shù)字指令而操作以便在 諸如紙張、塑料等印刷介質(zhì)124上形成期望的圖像。每個(gè)印刷頭104可以在掃描運(yùn)動(dòng)中相 對(duì)于印刷介質(zhì)124前后移動(dòng)以一行一行地生成印刷圖像?？蛇x地，印刷頭104可保持固定 并且使印刷介質(zhì)124相對(duì)于其移動(dòng)，在單次通過時(shí)形成與印刷頭104 —樣寬的圖像。印刷 頭104可以比印刷介質(zhì)124窄或者與印刷介質(zhì)124 —樣寬。在另一實(shí)施例中，印刷頭能夠 朝諸如旋轉(zhuǎn)鼓或帶等中間表面上印刷以便隨后朝印刷介質(zhì)上轉(zhuǎn)印。
因此，上述實(shí)施例能夠提供可用于印刷機(jī)中的噴墨印刷頭的噴口疊摞。用于形成 噴口疊摞的方法和完工的噴口疊摞可以具有兩個(gè)以上的撓性電路，并且一個(gè)撓性電路可以 堆置在另一撓性電路的上面。每個(gè)撓性電路可與來自印刷頭壓電元件陣列的一些壓電元 件但并不是全部壓電元件電連接。每個(gè)撓性電路能夠與壓電元件陣列的不同部分電連結(jié)。
應(yīng)理解的是，構(gòu)思的實(shí)施例包括與壓電元件陣列的不同部分電連結(jié)的兩個(gè)以上的 撓性電路，其中兩個(gè)以上的撓性電路不是彼此上下堆置的，而是并排放置。盡管針對(duì)與壓電 元件陣列的不同部分電連結(jié)的兩個(gè)不同的撓性電路對(duì)本教導(dǎo)進(jìn)行了說明，但能夠合并三個(gè) 或多于三個(gè)的撓性電路，其中每個(gè)撓性電路與壓電元件陣列的不同部分電連結(jié)，該不同部 分為三個(gè)或多于三個(gè)。
使用兩個(gè)以上的撓性電路能夠減少在每個(gè)單獨(dú)的撓性電路上所需的軌跡數(shù)量，其 中每個(gè)撓性電路與壓電元件陣列的不同部分電連結(jié)。因此，隨著壓電元件陣列密度增大，與 在單個(gè)撓性電路上形成全部軌跡相比，需要在焊盤陣列的相鄰焊盤之間形成較少的軌跡。
此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，隨著撓性電路制造技術(shù)提高并且軌跡可以形成在更緊密空 間中以實(shí)現(xiàn)更高密度的撓性電路，設(shè)計(jì)新的單個(gè)撓性電路以替換兩個(gè)以上的撓性電路無需 對(duì)印刷頭進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。預(yù)期由單個(gè)撓性電路替換多個(gè)撓性電路僅需要單個(gè)更高密度撓性 電路的接通。隨著使用更高密度撓性電路的成本下降至小于多個(gè)撓性電路的點(diǎn)，或者隨著 使用更高密度撓性電路的制造、性能或產(chǎn)量提高變得有利，接通可發(fā)生于交叉點(diǎn)處。
因此，使用多個(gè)(兩個(gè)以上)撓性電路提供了低成本的形成高密度多點(diǎn)電互連的方 法。該方法包含使用具有塊形焊盤的柔性印刷電路；將電路系統(tǒng)與它們各自的執(zhí)行器對(duì) 準(zhǔn)；以及使用非導(dǎo)電性粘合劑固定電路。由于商業(yè)方式提供的柔性電路的分辨率和密度受 限制，多個(gè)撓性電路可以重疊并移位以實(shí)現(xiàn)所要求的密度和路徑安排。在一個(gè)實(shí)施例中，可 以類似于在屋頂上疊瓦的布置方式來使用多個(gè)撓性電路。有益效果包括使用目前的撓性 電路制造技術(shù)來設(shè)計(jì)高密度印刷頭的能力，并且在供應(yīng)商發(fā)展規(guī)劃中能夠?qū)崿F(xiàn)更高密度電 路的情形下，能夠有利于簡單的接通。此外，通過將系統(tǒng)分解成可管理的可試驗(yàn)子單元，生 產(chǎn)出預(yù)試驗(yàn)部件能夠具有更好的成本效益。
注意，盡管示例性的方法被闡述和描述為一系列操作或事件，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā) 明不受這些操作或事件的闡述次序的限制。例如，依照本教導(dǎo)，一些操作可以不同的次序 發(fā)生和/或與除所闡述和/或本文所述動(dòng)作或事件之外的其它動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。另外， 并不是所有闡述的步驟需要實(shí)現(xiàn)依照本教導(dǎo)的方法。通過參照此處的說明書和附圖，其它 的實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種用于形成噴墨印刷頭的方法，包括 將第一柔性電路(撓性電路)的多個(gè)焊盤與壓電元件陣列的第一多個(gè)壓電元件電連結(jié)；以及 將第二撓性電路的多個(gè)焊盤與所述壓電元件陣列的第二多個(gè)壓電元件電連結(jié)， 其中，所述第一多個(gè)壓電元件不同于所述第二多個(gè)壓電元件，并且所述第一和第二多個(gè)壓電元件中的每個(gè)壓電元件能夠通過第一多個(gè)焊盤和第二多個(gè)焊盤中的一個(gè)單獨(dú)尋址。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述第二撓性電路的所述多個(gè)焊盤與所述第二多個(gè)壓電元件電連結(jié)的過程中，將所述第二撓性電路放置于所述第一撓性電路上，使得所述第一撓性電路的至少部分介于所述第二撓性電路和所述壓電元件陣列之間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括提供壓電元件陣列，其中所述壓電元件陣列中的相鄰壓電元件之間的間距約為100 μ m或更小。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括 提供具有第一多個(gè)軌跡的所述第一撓性電路，其中來自所述第一多個(gè)軌跡中的每個(gè)軌跡與來自所述第一撓性電路的所述多個(gè)焊盤中的一個(gè)焊盤電連結(jié)；以及 提供具有第二多個(gè)軌跡的所述第二撓性電路，其中來自所述第二多個(gè)軌跡中的每個(gè)軌跡與來自所述第二撓性電路的所述多個(gè)焊盤中的一個(gè)焊盤電連結(jié)， 其中，所述每個(gè)軌跡的寬度在約14μπι和約25μπι之間，并且所述軌跡的節(jié)距在約24 μ m和會(huì)勺50 μ m之間。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 利用粘合劑將所述第一撓性電路與所述壓電元件陣列物理聯(lián)接，其中所述第一撓性電路包括上覆所述壓電元件陣列的邊緣； 將所述第二撓性電路與所述第一撓性電路以及所述壓電元件陣列物理聯(lián)接，其中所述第二撓性電路橫跨所述第一撓性電路的所述邊緣并且與由所述第一撓性電路的所述邊緣形成的垂直階狀部相符合。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述第一撓性電路與驅(qū)動(dòng)器板電連結(jié)；以及 將所述第二撓性電路與所述驅(qū)動(dòng)器板電連結(jié)。
7.一種噴墨印刷頭，包括 與壓電元件陣列的第一多個(gè)壓電元件電連結(jié)的第一柔性電路(撓性電路)的多個(gè)焊盤；以及 與所述壓電元件陣列的第二多個(gè)壓電元件電連結(jié)的第二撓性電路的多個(gè)焊盤， 其中，所述第一多個(gè)壓電元件不同于所述第二多個(gè)壓電元件，并且所述第一和第二多個(gè)壓電元件中的每個(gè)壓電元件配置為能夠通過第一多個(gè)焊盤和第二多個(gè)焊盤中的一個(gè)單獨(dú)尋址。
8.如權(quán)利要求7所述的噴墨印刷頭，其中，所述第一撓性電路的至少部分介于所述第二撓性電路和所述壓電元件陣列之間。
9.如權(quán)利要求7所述的噴墨印刷頭，進(jìn)一步包括 所述第一撓性電路包括第一多個(gè)軌跡，其中來自所述第一多個(gè)軌跡中的每個(gè)軌跡與來自所述第一撓性電路的所述多個(gè)焊盤中的一個(gè)焊盤電連結(jié)；以及所述第二撓性電路包括第二多個(gè)軌跡，其中來自所述第二多個(gè)軌跡中的每個(gè)軌跡與來自所述第二撓性電路的所述多個(gè)焊盤中的一個(gè)焊盤電連結(jié)；并且 其中，每個(gè)軌跡的寬度在約14 μ m和約25 μ m之間，并且所述軌跡的節(jié)距在約24 μ m和約50 μ m之間。
10.如權(quán)利要求7所述的噴墨印刷頭，進(jìn)一步包括 所述第一撓性電路與所述壓電元件陣列物理聯(lián)接； 所述第一撓性電路包括上覆所述壓電元件陣列的邊緣； 所述第二撓性電路與所述第一撓性電路以及所述壓電元件陣列物理聯(lián)接；以及所述第二撓性電路橫跨所述第一撓性電路的所述邊緣并且與由所述第一撓性電路的所述邊緣提供的垂直階狀部相符合。
全文摘要
一種用于噴墨印刷頭的方法和結(jié)構(gòu)，其包括使用兩個(gè)以上的柔性電路和壓電元件陣列。第一焊盤陣列被包括在第一撓性電路上以便向印刷頭的壓電元件陣列的第一部分供電，并且第二焊盤陣列被包括在第二撓性電路上以便向印刷頭的壓電元件陣列的第二部分供電。使用兩個(gè)撓性電路僅需要待形成在每個(gè)撓性電路上的多個(gè)軌跡的一半，這樣能夠放松間距要求和設(shè)計(jì)公差。
文檔編號(hào)B41J2/16GK103009814SQ201210339
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者彼得·J·奈斯特龍, 斯科特·T·特里斯, 布賴恩·R·多蘭 申請(qǐng)人:施樂公司