CN104070811A - 液体喷出头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

液体喷出头及其制造方法。本发明提供一种液体喷出头的制造方法，其包括如下步骤：准备元件基板、配线基板和支撑构件，其中，元件基板设置有用于产生喷出液体用的能量的元件，配线基板经由导线电连接至元件基板，支撑构件设置有第一支撑部和第二支撑部；将密封剂涂布至第二支撑部；将元件基板放置于第一支撑部，并且使导线与涂布至第二支撑部的密封剂接触；和使密封剂固化。

Description

液体喷出头及其制造方法

技术领域

本发明涉及液体喷出头及其制造方法，并且特别地涉及设置有覆盖导线的密封剂的液体喷出头及其制造方法。

背景技术

近年来，液体喷出头被用于诸如打印机和复印机等的许多办公设备并且将要迅速扩展至诸如纺织印染设备等的工业系统。液体喷出头的形式的示例包括：液体喷出部和液体罐可以被单独且可拆卸地安装这样的形式；以及液体喷出部与液体容器被一体地形成这样的盒（cartridge）形式。

图6是有关的液体喷出头的立体图。如图6所示，液体喷出头1设置有元件基板2、经由导线电连接至元件基板2的电气配线基板3、和支撑元件基板2与电气配线基板3的支撑构件4。导线覆盖有密封剂5。

作为用于制造图6中所示的液体喷出头1的方法，提出了包括在导线的周围填充两种不同的液体填充物并使填充物固化的步骤的制造方法（日本特开2001-130001号公报）。使两种不同的填充物固化，由此形成覆盖接合部的密封剂5。

参照图7A至图7D更加详细地描述了日本特开2001-130001号公报中公开的制造方法。图7A至图7D是用于说明日本特开2001-130001号公报中公开的制造方法的图，并且是沿着图6中的线7-7截取且示出元件基板2、电气配线基板3和支撑构件4的放大截面图。

如图7A所示，作业者或制造设备首先将用于固定元件基板2的安装粘合剂6和用于固定电气配线基板3的TAB粘贴用粘合剂7涂布至支撑构件4。作业者或制造设备还使元件基板2经由导线8电连接至电气配线基板3。

接着，如图7B所示，作业者或制造设备将元件基板2和电气配线基板3配置在支撑构件4上。此时，在元件基板2的周围形成填充物积存部9，并且导线8配置于填充物积存部9的上方。此后，作业者或制造设备将第一填充物10注入填充物积存部9内。

第一填充物10是诸如在裸芯片安装中使用的倒装芯片（flip chip）用底层填料（underfilling material）等的热固性树脂。底层填料的粘度常温下为大约50泊（poise），但是在40℃至70℃时为15泊或更低。也就是，第一填充物10的粘度在40℃至70℃的状态下相对低，所以其流动性相对高。

当第一填充物10被注入填充物积存部9内时支撑构件4的温度被保持为40℃至70℃，由此使第一填充物10保持为其流动性相对高这样的状态。将支撑构件4在40℃至70℃的温度下搁置大约3分钟至10分钟，由此使第一填充物10遍及整个填充物积存部9以到达导线8（见图7C）。

此后，作业者或制造装置将第二填充物11涂布到第一填充物10上。第二填充物11是具有与第一填充物10几乎相同的组成但是具有比第一填充物10高的粘度和低的流动性的热固性树脂。因此，第二填充物11在第一填充物10上升高，并且导线8被第一填充物10和第二填充物11覆盖。对第一填充物10和第二填充物11施加热，由此使第一填充物10和第二填充物11固化以形成覆盖导线8的密封剂5（见图6）。

为了更大程度地降低液体喷出头的制造成本，需要缩短液体喷出头的制造时间并简化制造液体喷出头时的作业。然而，对于日本特开2001-130001号公报中公开的制造方法而言，难以缩短制造时间并简化制造时的作业。

具体地，在日本特开2001-130001中公开的制造方法中，当在第一填充物10被注入填充物积存部9之后支撑构件4的搁置时间不充分时，可能如图8所示在第一填充物10中混入气泡12。气泡12在第一填充物10和第二填充物11被加热固化时迅速膨胀。结果，第一填充物10和第二填充物11飞溅致使导线8露出。为此原因，需要在第一填充物10被注入填充物积存部9内之后将支撑构件4搁置大约3分钟至10分钟，以防止第一填充物10内混入气泡，以至于难以缩短制造时间。

另外，日本特开2001-130001号公报中公开的制造方法必须使用两种不同的填充物10和11。因此，使制造液体喷出头时的材料管理复杂，以至于难以简化制造液体喷出头时的作业。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种液体喷出头的制造方法，其包括如下步骤：

准备元件基板、配线基板和支撑构件，其中，所述元件基板设置有用于产生喷出液体用的能量的元件，所述配线基板经由导线电连接至所述元件基板，所述支撑构件设置有第一支撑部和第二支撑部；

将密封剂涂布至所述第二支撑部；

将所述元件基板放置于所述第一支撑部，并且使所述导线与涂布至所述第二支撑部的所述密封剂接触；和

使所述密封剂固化。

为了解决上述问题，本发明还提供一种液体喷出头，其包括：

元件基板，其设置有用于产生喷出液体用的能量的元件；

配线基板，其经由导线电连接至所述元件基板，并且设置有用于传输驱动所述元件基板用的电信号的配线；

密封剂，其用于密封所述导线与所述元件基板之间的电连接部；和

支撑构件，其设置有支撑所述元件基板的第一支撑部和涂布有所述密封剂的第二支撑部，

其中，所述第二支撑部形成于凸部的顶面，并且在所述凸部与所述元件基板之间形成有未涂布所述密封剂的空间部。

从下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A和图1B是可以应用本发明的液体喷出头的分解立体图及其外观立体图。

图2是第一实施方式中的支撑构件的局部放大主视图。

图3A和图3B是用于说明根据第一实施方式的制造方法的截面图。

图4A和图4B是示出在密封剂通过相邻导线之间的间隙之前和之后的液体喷出头的主视图。

图5A、图5B、图5C和图5D是用于说明根据第二实施方式的制造方法的截面图。

图6是有关的液体喷出头的立体图。

图7A、图7B、图7C和图7D是用于说明传统的制造方法的截面图。

图8是用于说明在第一填充物中混有气泡的状态的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。

参照图1A和图1B来说明根据本发明的实施方式的用于喷出诸如墨等液体的液体喷出头的概况及其制造方法。顺便提及，为与图6或图8中示出的组成元件相同的组成元件赋予相同的附图标记。

首先描述液体喷出头的结构。图1A和图1B是可以应用本发明的液体喷出头的分解立体图及其外观立体图。如图1A和图1B所示，液体喷出头1设置有元件基板2、电气配线基板3和支撑构件4。

元件基板2包括具有不小于0.6mm且不大于0.8mm的厚度的硅基板、配置在硅基板的一个表面（以下，硅基板的该表面被称作“正面”）上的多个电热转换器和电连接至各个电热转换器的电气配线。电气配线为各个电热转换器供给电力，并且各个电热转换器通过利用电气配线所施加的电力将喷出能量施加至诸如墨等的液体以喷出液体。电气配线借助于例如膜形成技术而形成于硅基板。

元件基板2还包括与电热转换器对应的多个喷出口（以下，“多个喷出口”也被称作“喷出口组”）、分别与喷出口连通的多个液体流路和用于为多个液体流路供给液体的液体供给路径。液体供给路径由在硅基板的正面和与正面相反的背面之间贯通的孔形成。多个喷出口和多个液体流路通过平板印刷技术（lithographic technology）形成于硅基板。

电气配线基板3是用于将喷出液体用的电信号施加至元件基板2的构件并且具有与配置在元件基板2上的连接端子13（见图3A、图3B和图4A）对应的多根导线8。顺便提及，导线8也可以是单根。

导线8覆盖有密封剂5。热固性材料或紫外线固化型材料可以被用作密封剂5。

支撑构件4支撑元件基板2和电气配线基板3。

在图1A和图1B中示出的实施方式中，支撑构件4具有凹部14，并且元件基板2配置于凹部14的底部。也就是，支撑构件4在凹部14的底部支撑元件基板2。导线8跨越元件基板2与凹部14的至少一个侧面之间的间隙。

另外，支撑构件4具有支撑元件基板2的元件基板支撑面，即，在凹部14的底面中具有液体流路15的开口。当元件基板2配置于凹部14的底部时，元件基板2的液体供给路径与液体流路15连通。

此外，支撑构件4具有从凹部14的底部在上述间隙中突出地设置的凸部（第二支撑部）16。凸部16具有从凹部14的底部一侧来支撑密封剂5的支撑面。支撑面例如是凸部16的顶端面（顶面）。

接着描述用于制造根据本发明的液体喷出头1的方法的概况。首先设置元件基板2、支撑构件4、具有导线8的电气配线基板3和固化前的密封剂5。将元件基板2和电气配线基板3定位在元件基板2的连接端子13（见图3A、图3B和图4A）可以被连接至电气配线基板3的导线8的范围内。接着通过TAB技术使元件基板2经由导线8电连接至电气配线基板3。

接着将安装粘合剂6涂布至凹部14的底部（支撑元件基板的第一支撑部），并且将TAB粘贴用粘合剂7涂布至支撑构件4的用于支撑电气配线基板3的部分（配线基板支撑部，第三支撑部）。接着将固化前的密封剂5涂布至凸部16的顶部（保持部）。

此后，将元件基板2配置在凹部14的预定位置处并且用安装粘合剂6来固定，所以液体流路15与元件基板2的液体供给路径连通。将电气配线基板3配置在支撑构件4的配线基板支撑部上并且用TAB粘贴用粘合剂7来固定。接着使导线8埋设在液态密封剂5内。

优选的是，安装粘合剂6和TAB粘贴用粘合剂7是具有良好的耐液性的粘合剂，例如可以使用含有作为主要成分的环氧树脂的紫外线固化型粘合剂。期望以在凹部14的底部与元件基板2之间不形成间隙的方式涂布安装粘合剂6。

最后使固化前的密封剂5固化以完成液体喷出头1的制造。

以下将参照图2至图5D详细说明本发明的第一实施方式和第二实施方式。

第一实施方式

以下将参照图2至图4B说明本发明的第一实施方式。

图2是该实施方式中的支撑构件4的局部放大主视图。支撑构件4具有用于支撑并固定元件基板2的凹部14和用于为元件基板2的液体供给路径供给液体的液体流路15。凹部14和液体流路15形成在一个构件中。

诸如树脂材料和以Al₂O₃为代表的陶瓷材料等的很多种材料都可以被用作用于形成支撑构件4的材料。在该实施方式中，由改性聚苯醚（PPE）形成支撑构件4。

图3A和图3B是用于说明根据该实施方式的制造方法的图，并且是沿图1B中的线3-3截取且示出了元件基板2、电气配线基板3和支撑构件4的放大截面图。

如图3A所示，首先使元件基板2经由导线8电连接至电气配线基板3。例如群接合法（gang bonding method）可以用于元件基板2与电气配线基板3的连接。另外，将安装粘合剂6涂布至凹部14的底面，并且将TAB粘贴用粘合剂7涂布至配线基板支撑部。此外，将液态密封剂5涂布至凸部16的顶端面。

将固化前的密封剂5涂布至凸部16的顶端面，由此在固化前的密封剂5的表面形成弯液面以使密封剂5的高度稳定。为了使固化前的密封剂5的高度更高，优选的是，具有相对高的粘度的材料被用作密封剂5。

期望凸部16的顶端面相对于凹部14的底面（元件基板支撑面）朝向与液体流路15的开口侧相反的一侧倾斜。凸部16的顶端面以该方式倾斜，由此使涂布至凸部16的顶端面的固化前的密封剂5不容易朝向液体流路15的开口流动。结果，液体流路15不容易被密封剂5封闭。

接着，如图3B所示，将元件基板2和电气配线基板3配置在支撑构件4上。此时，使导线8埋设在固化前的密封剂5内。导线8被埋设在固化前的密封剂5内，由此使密封剂5从导线8的与凸部16侧相反的一侧（以下称作“导线8的正面侧”）突出。

此后，使固化前的密封剂5固化，由此形成覆盖导线8的密封剂5。

期望涂布至凸部16的顶端面的固化前的密封剂5的量是当元件基板2和电气配线基板3配置于支撑构件4时使密封剂5从导线8的正面侧充分地突出所需的量。将充分量的密封剂5涂布至凸部16的顶端面，由此使导线8容易埋设在密封剂5内。

当作为凸部16的顶面的顶端面被用作支撑密封剂5的支撑面时，支撑密封剂5的支撑面与导线8之间的间隙变窄。结果，即使固化前的密封剂5的量相对小，导线8也能够被密封剂5覆盖。以该方式涂布密封剂，由此在凸部16与元件基板2之间形成未涂布有密封剂的空间部。另外，在凸部16与涂布有粘合剂7的第三支撑部之间形成既未涂布密封剂也未涂布粘合剂的空间部。可以使这样的空间部起到当粘合剂7从电气配线基板与第三支撑部之间突出时接收粘合剂的部分的作用。另外，还可以抑制密封剂5与粘合剂7的接触。

当元件基板2经由多根导线8连接至电气配线基板3时，密封剂5通过相邻导线8之间的间隙。图4A和图4B是示出在密封剂5通过相邻导线8之间的间隙之前和之后的液体喷出头1的平面图。

固化前的密封剂5通过相邻导线8之间的间隙的容易度由各导线8的厚度、相邻导线8之间的间距（以下称作“导线间距”）和固化前的密封剂5的粘度确定。导线8的厚度越小并且导线间距越大，固化前的密封剂5越容易通过相邻导线8之间的间隙并覆盖导线8。

在该实施方式中，导线8的厚度被控制为40μm，并且导线间距被控制为80μm。具有不小于20Pa·s且不大于250Pa·s的粘度（在20℃、10转并且用B8H型粘度计的7号转子以20rpm的条件下测得的）并且含有作为主要成分的环氧树脂的热固性树脂被用作固化前的密封剂5，并且对密封剂5施加热以使密封剂5固化。

根据本发明的制造方法不需要在将固化前的密封剂5涂布至凸部16的顶端面之后搁置支撑构件4的步骤。另外，可以仅进行一次涂布固化前的密封剂5的步骤。因此，能够缩短制造时间。

特别是，在将固化前的密封剂5涂布至或注入预定区域之后必须将支撑构件4搁置一段时间的制造方法（日本特开2001-130001号公报中公开的制造方法）中，制造设备需要用于搁置支撑构件4的空间。结果，需要使制造设备大型化。

根据该实施方式，在将固化前的密封剂5涂布至凸部16的顶端面之后无需搁置支撑构件4。因此，在制造设备中不必提供用于搁置支撑构件4的空间，所以能够使制造设备小型化。

另外，根据该实施方式，仅使用一种密封剂5，使得制造液体喷出头1时的材料管理变得相对容易，并且能够简化制造时的作业。

根据本发明的该实施方式，能够缩短液体喷出头的制造时间，并且能够更加简化制造液体喷出头时的作业。

第二实施方式

参照图5A至图5D来描述本发明的第二实施方式。

图5A至图5D是用于说明根据该实施方式的制造方法的图，并且是沿着图1B中的线3-3截取且示出元件基板2、电气配线基板3和支撑构件4的放大截面图。和第一实施方式一样，支撑构件4包括凹部14和凸部16，并且由改性PPE形成。

在该实施方式中，包含作为主要成分的环氧树脂的紫外线固化型树脂被用作密封剂5。更优选的是，密封剂5是紫外线延迟固化型树脂（ultravioletdelayed-curable resin）。紫外线延迟固化型树脂是通过在其上照射紫外光来引发固化反应并且需要花费大约几分钟至几十分钟来固化的树脂。

如图5A所示，首先使元件基板2经由导线8电连接至电气配线基板3。例如，群接合法可以用于元件基板2与电气配线基板3的连接。另外，将安装粘合剂6涂布至凹部14的底面（元件基板支撑面），并且将TAB粘贴用粘合剂7涂布至配线基板支撑部。

此外，将固化前的密封剂5涂布至凸部16的顶端面。涂布至凸部16的顶端面的固化前的密封剂5的量是当元件基板2和电气配线基板3配置于支撑构件4时使密封剂5从导线8的与凸部16侧相反的一侧突出所需的量。

和第一实施方式中一样，凸部16的顶端面以使得液态密封剂5不会流入液体流路15的方式倾斜。另外，以使得液态密封剂5不会流入配线基板支撑部的方式在凸部16与凹部14的开口边缘（配线基板支撑部）之间形成槽19。

在将固化前的密封剂5涂布至凸部16的顶端面之后，使从紫外线光源17发出的紫外光18照射至固化前的密封剂5。由于密封剂5是紫外线延迟固化型树脂，所以在刚刚照射了紫外光18之后，密封剂5尚未固化。

在将紫外光18照射至固化前的密封剂5之后，如图5B所示将元件基板2和电气配线基板3配置在支撑构件4上。由于此时密封剂5尚未固化，所以导线8被埋设在密封剂5内。

此后，使密封剂5固化以形成覆盖导线8的密封剂5。

在该实施方式中，密封剂5是紫外线延迟固化型树脂，使得无需加热密封剂5。为了使密封剂5在较短时间内固化，也可以在导线8被埋设在固化前的密封剂5内之后对固化前的密封剂5施加热。

即使在图5B所示的状态中，导线8也是受到保护的。然而，如图5C所示，还可以在已经被涂布至凸部16的顶端面的密封剂5上额外涂布新的密封剂5。当以该方式额外涂布密封剂5时，增加了密封剂5的整体厚度以改善密封剂5的耐液体性，使得能够更加确实地保护导线8。结果，不易发生短路。当涂布新的密封剂5时，需要如图5D所示额外照射紫外光18。

根据该实施方式，获得了与第一实施方式相同的效果，此外无需设置用于对密封剂5施加热的炉，使得制造设备能够进一步小型化。

根据该实施方式，在如图5A所示的状态下、也就是在支撑构件4上既没有配置元件基板2也没有配置电气配线基板3并且导线8未被埋设在固化前的密封剂5内的状态下对密封剂5照射紫外光18。因此，能够在在密封剂5上不形成元件基板2、电气配线基板3或导线8的阴影的情况下对整个固化前的密封剂5照射紫外光18。结果，能够使密封剂5均匀地固化。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包括所有这种变型、等同结构和功能。

Claims (15)

1.一种液体喷出头的制造方法，其包括如下步骤：

准备元件基板、配线基板和支撑构件，其中，所述元件基板设置有用于产生喷出液体用的能量的元件，所述配线基板经由导线电连接至所述元件基板，所述支撑构件设置有第一支撑部和第二支撑部；

将密封剂涂布至所述第二支撑部；

将所述元件基板放置于所述第一支撑部，并且使所述导线与涂布至所述第二支撑部的所述密封剂接触；和

使所述密封剂固化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在使所述密封剂固化的步骤中，在所述导线被埋设在所述密封剂内的状态下使所述密封剂固化。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述密封剂是热固性材料，并且在使所述密封剂固化的步骤中，通过对固化前的所述密封剂施加热而使所述密封剂固化。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述密封剂是紫外线固化型材料，并且在使所述密封剂固化的步骤中，在使所述导线与所述密封剂接触之前对所述密封剂照射紫外光。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述元件基板放置于所述第一支撑部之前将粘合剂涂布至所述第一支撑部。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述密封剂和所述粘合剂是热固性材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过将所述液体喷出头放置到加热气氛内而使所述密封剂和所述粘合剂固化。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二支撑部形成于凸部的顶面。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述凸部的所述顶面在所述元件基板侧相对高，并且在远离所述元件基板的一侧相对低。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二支撑部相对于所述第一支撑部倾斜。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二支撑部在所述元件基板侧相对高，并且在远离所述元件基板的一侧相对低。

12.一种液体喷出头，其包括：

元件基板，其设置有用于产生喷出液体用的能量的元件；

配线基板，其经由导线电连接至所述元件基板，并且设置有用于传输驱动所述元件基板用的电信号的配线；

密封剂，其用于密封所述导线与所述元件基板之间的电连接部；和

支撑构件，其设置有支撑所述元件基板的第一支撑部和涂布有所述密封剂的第二支撑部，

其中，所述第二支撑部形成于凸部的顶面，并且在所述凸部与所述元件基板之间形成有未涂布所述密封剂的空间部。

13.根据权利要求12所述的液体喷出头，其中，在所述支撑构件上形成有支撑所述配线基板的第三支撑部。

14.根据权利要求13所述的液体喷出头，其中，与所述配线基板接触的粘合剂被涂布至所述第三支撑部，并且在所述凸部与所述第三支撑部之间形成有既未被涂布所述密封剂也未被涂布所述粘合剂的空间部。

15.根据权利要求12所述的液体喷出头，其中，所述凸部的所述顶面在所述元件基板侧相对高，并且在远离所述元件基板的一侧相对低。