CN105102230B - 流体喷射装置 - Google Patents

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Abstract

一种形成流体喷射装置的基底的方法包括：在所述基底中从第二侧面朝第一侧面形成开口；以及将所述基底中的开口进一步形成至第一侧面，包括将开口增大至第一侧面并且在第二侧面处增大开口；以及形成具有在第一侧面和第二侧面中间基本上平行的侧壁和至第一侧面的收敛的侧壁的开口。

Description

流体喷射装置
背景技术
诸如喷墨打印系统中的打印头的流体喷射装置可以使用热电阻器或压电材料膜作为流体室内的致动器，以从喷嘴喷射流体滴(例如，墨)。在任一种情况下，流体通过流体狭槽从贮存器流入流体室，流体狭槽延伸穿过基底，流体室和致动器通常形成于基底上。流体狭槽的尺寸影响基底的尺寸以及流体狭槽之间的间隔(即，狭槽间距)。
附图说明
图1是框图，示出了喷墨打印系统的一个示例，其包括实现为流体喷射装置的示例的打印头。
图2是打印盒的一个示例的示意图，其实现为用于在喷墨打印系统中使用的流体供应装置的示例。
图3是示意性剖视图，示出了图2的打印盒的一部分的一个示例。
图4A-4G示意性地示出了形成用于打印头的基底的一个示例，该打印头实现为流体喷射装置的示例。
图5A-5C示意性地示出了形成用于打印头的基底的另一个示例，该打印头实现为流体喷射装置的示例。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考形成本申请的一部分的附图，在附图中，以示例性的方式来显示可实施本公开的具体示例。就这一点而言，诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“前”、“后”等的方向性术语是参考所描述的图的取向使用的。由于本公开的示例的部件能够以许多不同的取向定位，所以方向性术语是用于说明性目的，并且绝不是限制性的。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它示例，并且可以进行结构或逻辑改变。因此，不应以限制性意义来进行以下详细说明，并且由所附权利要求来限定本公开的范围。
通常，诸如流体滴喷射致动器(例如，热电阻器、压电膜)、流体喷射室和流体通道(例如，流体狭槽)的打印头特征使用集成电路和MEMS技术的组合制造在基底之上或之内，其中流体通道将流体从流体供应贮存器传送至发射室。就这一点而言，本公开提供了制造的方法，所述方法导致具有狭窄的背面宽度的流体狭槽，并且导致在基底的正面具有渐缩的轮廓或形状的流体狭槽。因此，本文提供的制造方法有助于减小流体狭槽尺寸，使得可减小芯片尺寸，并且可增加芯片间距。由于打印头芯片可包括多个流体狭槽，对于多个流体狭槽中的每一个来说流体狭槽宽度的减小可导致芯片尺寸对应倍数的总减小(例如，对于芯片的四个流体狭槽中的每一个来说，狭槽宽度的数量x的减小可导致芯片尺寸的四倍x数量(即，4x)的总减小)。考虑到基底成本，芯片尺寸的这种减小可以提供显著的成本节约。此外，相比直狭槽，通过在基底的正面提供渐缩轮廓或形状的流体狭槽，本文所提供的制造方法有助于改善通过狭槽的被动空气管理。而且，通过提供具有较窄的喉部(即，较窄的宽度)的流体狭槽，本文所提供的制造方法有助于改善热性能，使得并入这样的狭槽的打印头可以在较低的操作温度下操作。此外，通过提供具有较窄宽度的流体狭槽，本文所提供的制造方法可以导致在流体狭槽之间减小的间隔(即，狭槽间距)。
图1是框图，示出了喷墨打印系统100的一个示例。在图示示例中，喷墨打印系统100包括打印引擎102，其具有控制器104、安装组件106、一个或多个可置换的流体供应装置108(例如，打印盒)、介质输送组件110、以及至少一个功率源112，功率源112将功率提供至喷墨打印系统100的各种电气部件。喷墨打印系统100还包括一个或多个打印头114(即，流体喷射装置)，其将墨或其它流体的滴朝打印介质118喷射通过多个喷嘴116(也称为孔口或内孔)，以便打印到打印介质118上。在一个示例中，打印头114可以是墨盒供应装置108的一体部分，而在另一个示例中，打印头114可以安装在安装组件106的打印杆(未示出)上并联接到供应装置108(例如，经由管)。打印介质118可以是任何类型的合适的片材或卷材，例如纸张、卡片纸、透明胶片、聚酯薄膜、聚酯、胶合板、泡沫板、织物、帆布等。
在一个示例中，如下文讨论和此处示出的，打印头114包括热喷墨(TIJ)打印头，其通过使电流经过热电阻器喷射元件来生成热并使喷射室内的流体的一小部分汽化而喷射来自喷嘴116的流体滴。然而，打印头114不限于实现为TIJ打印头。例如，打印头114可实现为压电喷墨(PIJ)打印头，其使用压电材料喷射元件来生成压力脉冲而将流体滴挤出喷嘴116。在任一示例中，喷嘴116通常布置成沿着打印头114的一个或多个列或阵列，使得当喷墨打印头114和打印介质118相对于彼此移动时来自喷嘴的墨的正确顺序的喷射造成字符、符号和/或其它图形或图像被打印在打印介质118上。
安装组件106将打印头114相对于介质输送组件110定位，并且介质输送组件110将打印介质118相对于打印头114定位。因此，打印区120限定在打印头114和打印介质118之间的区域中邻近喷嘴116处。在一个示例中，打印引擎102为扫描式打印引擎。因此，安装组件106包括用于使打印头114相对于介质输送组件110移动以扫描打印介质118的滑架。在另一个示例中，打印引擎102为非扫描式打印引擎。因此，安装组件106将打印头114相对于介质输送组件110固定在规定位置，同时介质输送组件110将打印介质118相对于打印头114定位。
电子控制器104通常包括标准计算系统的部件，例如处理器、存储器、固件和其它打印机电子器件，以用于与供应装置108、(多个)打印头114、安装组件106和介质输送组件110通信并控制它们。电子控制器104从诸如计算机的主机系统接收数据122，并且将数据122临时存储在存储器中。数据122代表例如待打印的文档和/或文件。因此，数据122为喷墨打印系统100形成打印作业，其包括一个或多个打印作业命令和/或命令参数。利用数据122，电子控制器104控制打印头114以按限定的图案从喷嘴116喷射墨滴，该图案在打印介质118上形成字符、符号和/或其它图形或图像。
图2是打印盒200的一个示例的示意图，其实现为用于在喷墨打印系统100中使用的流体供应装置108的示例。打印盒200包括盒主体202、打印头114和电触点204。盒主体202支撑打印头114和电触点204，电信号通过电触点204提供以启用从所选喷嘴116喷射流体滴的喷射元件(例如，电阻加热元件)。盒200内的流体可以是在打印过程中使用的任何合适的流体，例如各种可打印流体、墨、预处理组合物、定影剂等。在一些示例中，流体可以是除了打印流体之外的流体。盒200可包含在盒主体202内的流体源，但也可接纳来自诸如通过例如管连接的流体贮存器的外部源(未示出)的流体。
图3是示意性剖视图，示出了图2的打印盒200的一部分的一个示例，其实现为流体供应装置108的示例。盒主体202包含用于供应至打印头114的流体300。在图示示例中，打印盒200将一种颜色的流体或墨供应至打印头114。然而，在其它实施中，其它打印盒可将多种颜色和/或黑色的墨供应至单个打印头。在图示示例中，示意性地示出的流体进料或流体运送狭槽302a、302b和302c穿过打印头基底304。虽然示出三个流体进料狭槽，但在不同的打印头实施中可使用更多或更少的流体进料狭槽。
在一个示例中，基底304由硅形成，并且在一些实施中可包括晶体基底，例如掺杂的或非掺杂的单晶硅或掺杂的或非掺杂的多晶硅。合适的基底的其它示例包括砷化镓、磷化镓、磷化铟、玻璃、二氧化硅、陶瓷或半导体材料。基底304的厚度可以在100和2000微米之间，并且在一个实施中为大约675微米厚。基底304具有第一或正面表面306和与正面表面306相对的第二或背面表面308。在一个示例中，粘合剂层322将基底304在背面表面308处接合到盒主体202。此外，在正面表面306上形成薄膜结构310，其包括一个或多个薄膜层，例如，场或热氧化物层。
在一个示例中，在薄膜结构310上方形成阻挡层312，其至少部分地限定发射或流体喷射室314。阻挡层312可以由例如光可成像的环氧树脂形成。在阻挡层312上方是具有喷嘴116的孔板或喷嘴板316，流体喷射穿过喷嘴116。孔板316可以由例如光可成像的环氧树脂或镍基底形成。在一些实施中，孔板316是与阻挡层312相同的材料，并且在一些实施中，孔板316和阻挡层312可以是一体的。
在每个流体喷射室314内且由阻挡层312围绕的是可独立控制的流体喷射元件318。在图示示例中，流体喷射元件318包括热激发电阻器。当电流通过相应的流体喷射室314中的电阻器时，流体的一部分被加热至其沸点，使得其膨胀而通过喷嘴116喷射流体的另一部分。然后用来自流体运送通道320和对应的流体进料或流体运送狭槽302a、302b、302c的附加流体来替换喷射的流体。如上所述，在不同的实施中，流体喷射元件可包括压电材料喷射元件(即，致动器)。
图4A-4G示意性地示出了形成流体喷射装置的基底的一个示例，并且更具体而言示意性地示出了形成穿过流体喷射装置的基底460的开口450的一个示例。在一个实施中，开口450和基底460分别表示打印头114的流体进料狭槽302a、302b和/或302c和基底304的一个示例(图3)。因此，图4A-4G示出了打印盒200的打印头114的一部分沿着图2的线a-a截取的局部剖视图，以作为打印头114的短轴轮廓或视图。
在一个示例中，基底460为硅基底，并且开口450形成于基底460中，如下所述。基底460具有第一侧面462和第二侧面464。第二侧面464与第一侧面462相对，并且在一个示例中定向成与第一侧面462基本上平行。开口450与基底460的第一侧面462和第二侧面464连通，以便提供穿过基底460的通道或通路。虽然仅一个开口450被示出和描述为形成于基底460中，但应当理解，在基底460中可以形成任意数目的开口450。
在一个示例中，第一侧面462形成基底460的正面，第二侧面464形成基底460的背面，使得流体从背面向正面流过开口450且因此流过基底460。相应地，在一个实施中，开口450提供了流体通道或流体(或墨)进料狭槽，以用于穿过基底460与流体喷射元件318(图3)的流体(或墨)的连通。
在一个示例中，如图4A所示，在开口450穿过基底460形成之前，在基底460的第一侧面462上形成包括流体喷射元件的薄膜结构(例如，包括流体喷射元件318的薄膜结构310)。薄膜结构310包括一个或多个钝化或绝缘层，其由例如二氧化硅、碳化硅、氮化硅、钽、多晶硅玻璃或其它材料形成。此外，薄膜结构310也包括导电层，其限定流体喷射元件318和对应的导电路径及引线。导电层由例如铝、金、钽、钽-铝、或其它金属或金属合金形成。在一个示例中，流体(或墨)进料孔311穿过薄膜结构310形成或限定，并且与开口450流体连通，如下文所形成的。流体进料孔311可通过例如干蚀刻或干法和湿法化学蚀刻的组合形成。
另外，如图4A的示例中所示，在薄膜结构310上方的基底460的第一侧面462上形成孔口和/或阻挡层，例如，阻挡层312和孔板316。阻挡层312和孔板316(包括喷嘴116和流体喷射室314)包括与传送通过和从流体喷射装置喷射的流体(或墨)相容的材料的一个或多个层。适用于阻挡层312的材料包括例如光可成像的聚合物，例如SU8。但其它材料也可用于阻挡层312。孔板316可以由例如光可成像的环氧树脂或镍基底形成。在一些实施中，孔板316是与阻挡层312相同的材料，并且在一些实施中，孔板316和阻挡层312可以是一体的。
在一个示例中，如图4A所示，在基底460的第二侧面464上形成包括一个或多个掩模或保护层的背面层或叠堆470。在一个示例中，背面层或叠堆470包括由这样的材料制成的硬掩模：该材料抵抗腐蚀环境，并且不会被用来在狭槽形成过程期间移除基底材料(例如，硅)的化学品移除。例如，硬掩模可以是生长的热氧化物或生长的或沉积的电介质材料，例如，化学气相沉积(CVD)氧化物、用四乙氧基硅烷(TEOS)前体形成的氧化硅、碳化硅、氮化硅、和/或诸如铝、钽、铜、铝铜合金、铝钛合金和金的其它合适的材料。背面层或叠堆470的一个示例包括多晶硅、氮化硅和二氧化硅的多层结构，该结构充当在硅基底和氮化硅之间的应力消除氧化物(SRO)。
如图4B的示例中所示，背面层或叠堆470被图案化，使得背面层或叠堆470的所选部分被移除以暴露基底460的第二侧面464的区域。因此，背面层或叠堆470限定将在第二侧面464上在基底460中形成开口450的位置。基底460的第二侧面464的暴露区域的尺寸由宽度W表示。在一个示例中，背面层或叠堆470被图案化并且其部分通过激光加工移除。然而，也可以使用将背面层或叠堆470图案化的其它方式，例如，利用干法或湿法蚀刻移除硬掩模材料的光刻过程。
在一个示例中，如图4C所示，在背面层470被图案化之后，进行清洁过程。清洁过程移除诸如硅碎屑的碎屑，并且在一个示例中从背面层或叠堆470移除多晶硅材料。在一个示例中，清洁过程为化学清洁过程，并且使用四甲基氢氧化铵(TMAH)和标准清洁溶液#1(SC1)的组合。
如图4D的示例中所示，在基底460的第二侧面464上形成牺牲掩模层474。更具体而言，牺牲掩模层474形成于背面层或叠堆470上方和基底460的第二侧面464的暴露部分或区域上方。在一个示例中，牺牲掩模层470是通过沉积形成的金属层。适用于牺牲掩模层470的材料的一个示例包括钛和铝的层。
在一个示例中，如图4E所示，在基底460中形成开口450的初始或第一部分452。作为开口450的初始部分或阶段，开口450的第一部分452从第二侧面464朝第一侧面462形成于基底460中，使得第一部分452的深度D小于基底460的总厚度t。因此，开口450的第一部分452不完全延伸穿过基底460。此外，在一个示例中，在基底460的第二侧面464处的开口450的第一部分452的宽度w小于基底460的第二侧面464通过图案化的背面层或叠堆470的此前暴露的区域的宽度W(图4B)。因此，第一部分452形成具有宽度w的开口450的子集。
在一个实施中，开口450的第一部分452通过激光加工而穿过牺牲掩模层474形成于基底460中。用于形成开口450的第一部分452的其它技术包括例如硅干蚀刻，例如，具有交替的六氟化硫(SF6)蚀刻和八氟丁烯(C4F8)沉积的等离子增强的活性离子蚀刻(RIE)、砂钻和机械接触基底材料。机械接触可包括例如用金刚石研磨刀片锯切。
如图4E的示例中所示，开口450的第一部分452形成为穿过小于基底460的整个厚度，从而留下膜466(例如，硅膜)，以防止薄膜结构310(图4A)潜在地破坏激光束或其它沟槽形成过程的效果。
在一个示例中，开口450的第一部分452包括从第二侧面464到深度D的基本上平行的侧壁。在另一个示例中，开口450的第一部分452包括成大于90度的角度(相对于第二侧面464)的侧壁，使得第一部分452的宽度w不超出宽度W(图4B)，由此在深度D处的第一部分452的宽度小于在第二侧面464处的第一部分452的宽度。
接着，如图4F的示例中所示，在开口450的第一部分452在基底460中形成之后，在基底460中形成开口450的另一或第二部分454。在基底460中从开口450的第一部分452到基底460的第一侧面462形成作为开口450的中间部分或阶段的开口450的第二部分454。因此，第二部分454从第一部分452延伸至基底460的第一侧面462，使得第一部分452和第二部分454一起完全延伸穿过基底460，以便与基底460的第一侧面462和第二侧面464连通。
在一个实施中，开口450的第二部分454通过干蚀刻过程在基底460中形成，并且穿过开口450的第一部分452进行到基底460的第一侧面462。在一个示例中，干蚀刻过程为活性离子蚀刻(RIE)，其使用诸如六氟化硫的氟基等离子蚀刻。
如图4G的示例中所示，在开口450的第一部分452和第二部分454在基底460中形成之后，在基底460中形成作为开口450的最终或完成部分或阶段的开口450的另一或第三部分456。在一个示例中，在基底460的第二侧面464处的开口450的第三部分456的最大尺寸由图案化的背面层或叠堆470的基底460的第二侧面464的暴露区域或部分的宽度W限定(图4B)。
在一个示例中，开口450的第三部分456使用各向异性化学蚀刻过程形成于基底460中。更具体而言，化学蚀刻过程为湿蚀刻过程，并且在一个实施中使用诸如四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化钾(KOH)或其它碱性蚀刻剂的湿各向异性蚀刻剂。湿蚀刻通过将基底460浸渍在各向异性蚀刻剂中达足以形成开口450的时间段而实现。蚀刻剂可包括任何各向异性的湿蚀刻剂，其对硬掩模和暴露的薄膜及其它层具有选择性。在一个实施中，湿蚀刻的单个实例用来移除额外的基底材料并形成开口450。在其它实施中，蚀刻可包括湿蚀刻的多个实例。除了形成开口450的第三部分456之外，各向异性湿蚀刻过程还移除牺牲掩模层474(图4D)。
利用各向异性湿蚀刻过程，开口450的第三部分456遵循作为硅基底的基底460的晶面并由该晶面限定。更具体而言，如图4G的示例中所示，第三部分456的侧壁和因此开口450包括：下部部分482，其与第二侧面464连通且定向成与第二侧面464成一角度；上部部分484，其与第一侧面462连通且定向成与第一侧面462成一角度；以及中部或中间部分486，其在下部部分482和上部部分484之间并且定向成基本上垂直于第一侧面462和第二侧面464。在一个示例中，中间部分486包括硅基底的<110>平面，该平面在各向异性湿蚀刻中蚀刻得最快，并且下部部分482和上部部分484包括硅基底的<111>平面，该平面在各向异性湿蚀刻中比<110>平面蚀刻得更慢，从而导致成角度的部分。在一个示例中，由于缓慢的<111>蚀刻，由上部部分484(左侧和右侧)限定的蚀刻的硅开口略宽于流体进料孔311(图4A)。
在一个示例中，开口450大体上由从一侧到另一侧基本上对称的侧壁限定。在一个示例中，开口450的侧壁在基底460的第二侧面464和基底460的第一侧面462之间在开口450的至少一部分上基本上平行，并且朝第一侧面462收敛且收敛至第一侧面462。因此，开口450的尺寸(例如，宽度)在基底460的第二侧面464和第一侧面462之间在开口450的至少一部分上是基本上恒定的，并且朝第一侧面462减小。在一个示例中，上部部分484的收敛的侧壁的长度L(在基本上垂直于第一侧面462的方向上测量)在基底460的厚度t的大约百分之五至大约百分之十五的范围内。
图5A-5C示意性地示出了形成流体喷射装置的基底的另一个示例，并且更具体而言示意性地示出了形成穿过流体喷射装置的基底560的开口550的一个示例。在一个实施中，开口550和基底560分别表示打印头114的流体进料狭槽302a、302b和/或302c和基底304的一个示例(图3)。因此，图5A-5C示出了打印盒200的打印头114的一部分沿着图2的线a-a截取的局部剖视图，以作为打印头114的短轴轮廓或视图。
在一个示例中，基底560为硅基底，并且开口550形成于基底560中，如下所述。基底560具有第一侧面562和第二侧面564。第二侧面564与第一侧面562相对，并且在一个示例中定向成与第一侧面564基本上平行。开口550与基底560的第一侧面562和第二侧面564连通，以便提供穿过基底560的通道或通路。虽然仅一个开口550被示出和描述为形成于基底560中，但应当理解，在基底560中可以形成任意数目的开口550。
在一个示例中，第一侧面562形成基底560的正面，第二侧面564形成基底560的背面，使得流体从背面向正面流过开口550且因此流过基底560。相应地，在一个实施中，开口550提供了流体通道或流体(或墨)进料狭槽，以用于穿过基底560与流体喷射元件318(图3)的流体(或墨)的连通。
在一个示例中，如图5A所示，在开口550穿过基底560形成之前，在基底560的第一侧面562上形成包括流体喷射元件的薄膜结构(例如，包括流体喷射元件318的薄膜结构310)。如上所述，薄膜结构310包括一个或多个钝化或绝缘层，其由例如二氧化硅、碳化硅、氮化硅、钽、多晶硅玻璃或其它材料形成。此外，薄膜结构310也包括导电层，其限定流体喷射元件318和对应的导电路径及引线。导电层由例如铝、金、钽、钽-铝、或其它金属或金属合金形成。在一个示例中，流体(或墨)进料孔311穿过薄膜结构310形成或限定，并且与开口550流体连通，如下文所形成的。流体进料孔311可通过例如干蚀刻或干法和湿法化学蚀刻的组合形成。
另外，如图5A的示例中所示，在薄膜结构310上方的基底560的第一侧面562上形成孔口和/或阻挡层，例如，阻挡层312和孔板316。如上所述，阻挡层312和孔板316(包括喷嘴116和流体喷射室314)包括与传送通过和从流体喷射装置喷射的流体(或墨)相容的材料的一个或多个层。适用于阻挡层312的材料包括例如光可成像的聚合物，例如SU8。但其它材料也可用于阻挡层312。孔板316可以由例如光可成像的环氧树脂或镍基底形成。在一些实施中，孔板316是与阻挡层312相同的材料，并且在一些实施中，孔板316和阻挡层312可以是一体的。
在一个示例中，如图5A所示，在基底560的第二侧面564上形成包括一个或多个掩模或保护层的背面层或叠堆570。在一个示例中，背面层或叠堆570包括由这样的材料制成的硬掩模：该材料抵抗腐蚀环境，并且不会被用来在狭槽形成过程期间移除基底材料(例如，硅)的化学品移除。例如，硬掩模可以是生长的热氧化物或生长的或沉积的电介质材料，例如，化学气相沉积(CVD)氧化物、用四乙氧基硅烷(TEOS)前体形成的氧化硅、碳化硅、氮化硅、和/或诸如铝、钽、铜、铝铜合金、铝钛合金和金的其它合适的材料。背面层或叠堆570的一个示例包括多晶硅、氮化硅和二氧化硅的多层结构，该结构充当在硅基底和氮化硅之间的应力消除氧化物(SRO)。
在一个示例中，如图5B所示，在基底560中形成开口550的初始或第一部分552。作为开口550的初始部分或阶段，开口550的第一部分552从第二侧面564朝第一侧面562形成于基底560中，使得第一部分552的深度D小于基底560的总厚度t。因此，开口550的第一部分552不完全延伸穿过基底560。
在一个示例中，当开口550的第一部分552在基底560中形成时，背面层或叠堆570被图案化，使得背面层或叠堆570的所选部分被移除以暴露基底560的第二侧面564的区域。因此，背面层或叠堆570限定将在第二侧面564上在基底560中形成开口550的位置。基底560的第二侧面564的暴露区域的尺寸由宽度W表示，使得在基底560的第二侧面564处的开口550的第一部分552的宽度w小于宽度W。因此，第一部分552形成具有宽度w的开口550的子集。
在一个实施中，开口550的第一部分552和背面层或叠堆570的图案化且移除的部分通过激光加工而穿过背面层或叠堆570形成于基底560中。在一个示例中，激光加工包括具有第一宽度w1的到第一深度d1的第一激光过程，然后是具有第二宽度w2的用于附加的第二深度d2的第二激光过程，其中，第一宽度w1大于第二宽度w2，并且第二深度d2小于第一深度d1且至第一部分552的深度D。在一个实施中，第一激光过程包括六宽激光过程，第二激光过程包括四宽激光过程。
用于形成开口550的第一部分552的其它技术包括例如硅干蚀刻，例如，具有交替的六氟化硫(SF6)蚀刻和八氟丁烯(C4F8)沉积的等离子增强的活性离子蚀刻(RIE)、砂钻和机械接触基底材料。机械接触可包括例如用金刚石研磨刀片锯切。
如图5B的示例中所示，开口550的第一部分552形成为穿过小于基底560的整个厚度，从而留下膜566(例如，硅膜)，以防止薄膜结构310(图5A)潜在地破坏激光束或其它沟槽形成过程的效果。
在一个示例中，开口550的第一部分552包括从第二侧面564到深度D的基本上平行的侧壁，包括具有深度d1和深度d2的基本上平行的侧壁。在另一个示例中，开口550的第一部分552包括成大于90度的角度(相对于第二侧面564)的侧壁，使得第一部分552的宽度w不超出宽度W，由此在深度D处(包括在深度d1和深度d2处)的第一部分552的宽度小于在第二侧面564处的第一部分552的宽度。
接着，如图5C的示例中所示，在开口550的第一部分552在基底560中形成之后，在基底560中形成开口550的另一或第二部分554。在基底560中从开口550的第一部分552到基底560的第一侧面562形成作为开口550的最后或完成部分或阶段的开口550的第二部分554。因此，第二部分554从第一部分552延伸至基底560的第一侧面562，使得第一部分552和第二部分554一起完全延伸穿过基底560，以便与基底560的第一侧面562和第二侧面564连通。此外，在一个示例中，在基底60的第二侧面564处的开口550的第二部分554的最大尺寸由图案化的背面层或叠堆570的基底560的第二侧面564的暴露区域或部分的宽度W限定(图5B)。
在一个示例中，开口550的第二部分554使用各向异性化学蚀刻过程形成于基底560中。更具体而言，化学蚀刻过程为湿蚀刻过程，并且在一个实施中使用诸如四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化钾(KOH)或其它碱性蚀刻剂的湿各向异性蚀刻剂。湿蚀刻通过将基底560浸渍在各向异性蚀刻剂中达足以形成开口550的时间段而实现。蚀刻剂可包括任何各向异性的湿蚀刻剂，其对硬掩模和暴露的薄膜及其它层具有选择性。在一个实施中，湿蚀刻的单个实例用来移除额外的基底材料并形成开口550。在其它实施中，蚀刻可包括湿蚀刻的多个实例。
利用各向异性湿蚀刻过程，开口550的第二部分554遵循作为硅基底的基底560的晶面并由该晶面限定。更具体而言，如图5C的示例中所示，第二部分554的侧壁和因此开口550包括：下部部分582，其与第二侧面564连通且定向成与第二侧面564成一角度；上部部分584，其与第一侧面562连通且定向成与第一侧面562成一角度；以及中部或中间部分586，其在下部部分582和上部部分584之间并且定向成基本上垂直于第一侧面562和第二侧面564。在一个示例中，中间部分586包括硅基底的<110>平面，该平面在各向异性湿蚀刻中蚀刻得最快，并且下部部分582和上部部分584包括硅基底的<111>平面，该平面在各向异性湿蚀刻中比<110>平面蚀刻得更慢，从而导致成角度的部分。在一个示例中，由于缓慢的<111>蚀刻，由上部部分584(左侧和右侧)限定的蚀刻的硅开口略宽于流体进料孔311(图5A)。
在一个示例中，开口550大体上由从一侧到另一侧基本上对称的侧壁限定。在一个示例中，开口550的侧壁在基底560的第二侧面564和基底560的第一侧面562之间在开口550的至少一部分上基本上平行，并且朝第一侧面562收敛且收敛至第一侧面562。因此，开口550的尺寸(例如，宽度)在基底560的第二侧面564和第一侧面562之间在开口550的至少一部分上是基本上恒定的，并且朝第一侧面562减小。在一个示例中，上部部分584的收敛的侧壁的长度L(在基本上垂直于第一侧面562的方向上测量)在基底560的厚度t的大约百分之五至大约百分之十五的范围内。
虽然以上描述涉及在喷墨打印头组件中包括具有形成于其中的开口450或550的基底460或560，但应当理解，具有形成于其中的开口450或550的基底460或560可以并入其它流体喷射系统中，包括非打印应用或系统以及具有穿过基底的流体通道的其它应用，例如医疗装置或其它微机电系统(MEMS装置)。相应地，本文所述方法、结构和系统不限于打印头，并且可适用于任何带狭槽的基底。此外，虽然以上描述涉及将流体或墨传送通过基底460或560的开口450或550，但应当理解，包括诸如水、墨、血液或光致抗蚀剂的液体或诸如滑石粉或粉状药物的固体的可流动颗粒或空气的任何可流动材料都可以被进给或传送通过基底460或560的开口450或550。
虽然本文已示出和描述了具体示例，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，各种备选的和/或等同的实施可以代替所示出和描述的具体示例。本申请旨在覆盖本文所讨论的具体示例的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受本公开权利要求书及其等同物的限制。

Claims (15)

1.一种形成流体喷射装置的基底的方法，所述基底具有第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述方法包括：
在所述基底中从所述第二侧面朝所述第一侧面形成开口；以及
将所述基底中的所述开口进一步形成至所述第一侧面，包括将所述开口增大至所述第一侧面并且在所述第二侧面处增大所述开口，以及形成具有在所述第一侧面和所述第二侧面中间基本上平行的侧壁、至所述第一侧面的收敛的侧壁、以及从所述基本上平行的侧壁起始而至所述第二侧面并与所述第二侧面成角度取向的侧壁的所述开口。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述收敛的侧壁的长度在所述基底的厚度的大约百分之五至大约百分之十五的范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述基底中从所述第二侧面朝所述第一侧面形成开口包括从所述第二侧面朝所述第一侧面激光机加工所述基底。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述基底中的所述开口进一步形成至所述第一侧面包括各向异性地湿蚀刻所述基底。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述基底中的所述开口进一步形成至所述第一侧面还包括在所述各向异性地湿蚀刻所述基底之前穿过所述开口向所述第一侧面干蚀刻所述基底。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，各向异性地湿蚀刻所述基底包括利用四甲基氢氧化铵和氢氧化钾中的至少一者各向异性地湿蚀刻所述基底。
7.一种形成穿过基底的开口的方法，所述基底具有第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述方法包括：
在所述基底中从所述第二侧面朝所述第一侧面形成所述开口的一部分；以及
在所述基底中从所述开口的所述部分至所述第一侧面形成所述开口的另一部分，包括将所述开口的尺寸增大至所述第一侧面，以及形成具有在所述第一侧面和所述第二侧面中间基本上平行的侧壁、至所述第一侧面的收敛的侧壁、以及从所述基本上平行的侧壁起始而至所述第二侧面并与所述第二侧面成角度取向的侧壁的所述开口。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述收敛的侧壁的长度在所述基底的厚度的大约百分之五至大约百分之十五的范围内。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述基底中从所述第二侧面朝所述第一侧面形成所述开口的一部分包括从所述第二侧面朝所述第一侧面激光机加工所述基底。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述基底中从所述开口的所述部分至所述第一侧面形成所述开口的另一部分包括利用四甲基氢氧化铵和氢氧化钾中的至少一者而各向异性地湿蚀刻所述基底。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述基底中从所述开口的所述部分至所述第一侧面形成所述开口的另一部分还包括在所述各向异性地湿蚀刻所述基底之前从所述开口的所述部分至所述第一侧面干蚀刻所述基底。
12.一种流体喷射装置，包括：
基底，其具有第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面；
薄膜结构，其形成于所述基底的所述第一侧面上；以及
流体进料狭槽，其由在所述第一侧面和所述第二侧面之间延伸穿过所述基底的开口形成，
其中，所述流体进料狭槽具有在所述第一侧面和所述第二侧面之间基本上平行的侧壁、至所述第一侧面的收敛的侧壁 、以及从所述基本上平行的侧壁起始而至所述第二侧面并与所述第二侧面成角度取向的侧壁。
13.根据权利要求12所述的流体喷射装置，其中，所述收敛的侧壁的长度在所述基底的厚度的大约百分之五至大约百分之十五的范围内。
14.根据权利要求12所述的流体喷射装置，其中，所述流体进料狭槽通过激光机加工和随后的各向异性湿蚀刻形成。
15.根据权利要求12所述的流体喷射装置，其中，所述流体进料狭槽通过激光机加工和随后的干蚀刻和随后的各向异性湿蚀刻形成。
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