CN107949481A - 打印头 - Google Patents

Abstract

一种打印头包括模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片。包覆模制的喷墨条片形成至少一个芯片。该打印头还包括将喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部。该侧连接器将喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。

Description

打印头

背景技术

打印装置包含用于将墨或另一种可喷射流体分配到打印介质上的若干个打印头。打印头包括若干个芯片(die)，这些芯片是精确地分配可喷射流体以在打印介质上形成图像的精确分配装置。可喷射流体可以经由限定在打印头中的流体槽输送到喷嘴下方的喷射腔室。流体可以通过例如加热电阻元件来从喷射腔室喷射。喷射腔室和电阻元件形成热喷墨(TIJ)打印头的热流体喷射装置。然而，打印装置可以使用任何类型的数字、高精度液体分配系统，例如，二维打印系统、三维打印系统、数字滴定系统和压电打印系统，以及其他类型的打印装置。

附图说明

附图图示了本文所述的原理的各种示例，并且是本说明书的一部分。图示的示例仅为了说明而给出，并且不限制权利要求的范围。

图1是根据本文所述的原理的一个示例的热喷墨(TIJ)打印头芯片(printheaddie)的示图。

图2是根据本文所述的原理的一个示例的图1的TIJ打印头芯片的沿图1中所描绘的线A的剖视图。

图3是根据本文所述的原理的另一示例的TIJ打印头芯片的示图。

图4是根据本文所述的原理的一个示例的图3的TIJ打印头芯片的沿图3中所描绘的线B的剖视图。

图5是根据本文所述的原理的一个示例的在第一制造阶段中的若干个TIJ打印头的示图。

图6是根据本文所述的原理的一个示例的描绘了TIJ打印头的第一侧的第二制造阶段中的若干个TIJ打印头的示图。

图7是根据本文所述的原理的一个示例的描绘了TIJ打印头的第二侧的第二制造阶段中的若干个TIJ打印头的示图。

图8是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头的第一侧的第二制造阶段中的该若干个TIJ打印头中的一个的示图。

图9是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头的第一侧的第三制造阶段中的该若干个TIJ打印头中的一个的示图。

图10是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头的第一侧的第四制造阶段中的该若干个TIJ打印头中的一个的示图。

图11是根据本文所述的原理的一个示例的所制造的TIJ打印头的示图。

图12是根据本文所述的原理的一个示例的利用TIJ打印头芯片的打印装置的框图。

图13是描绘了根据本文所述的原理的一个示例的制造TIJ打印头芯片的方法的流程图。

贯穿附图，相同的附图标记标示相似但不一定相同的元件。

具体实施方式

如上所述，热喷墨(TIJ)打印头包括若干个TIJ芯片。每个TIJ芯片都包括若干个条片(sliver)。芯片条片包括具有大约650μm或更小的量级上的厚度的薄的硅、玻璃或其他衬底。TIJ条片可以各自包括若干个流体喷射装置，例如在条片的表面上的上面提及的电阻加热元件。可喷射流体可以通过在衬底中相对的衬底表面之间形成的若干个流体槽流动到条片的喷射装置。

虽然贯穿本文的示例描述了热喷墨(TIJ)装置，但是任何类型的数字、高精度液体分配系统都可以利用这些示例。例如，打印头可以包括任何二维(2D)打印元件或装置、任何三维(3D)打印元件或装置、数字滴定元件或装置、热电阻(thermos-resistor)型或压电型打印元件或装置、其他类型的数字、高精度液体分配系统或者它们的组合。这些各种类型的液体分配系统可以分配无数种类型的液体，包括例如墨、3D打印剂、药物、实验室流体和生物流体以及其他可分配液体。例如，3D打印剂可以包括聚合物、金属、粘合剂、3D墨等。

虽然打印头芯片内的流体槽有效地将流体输送到流体喷射元件，但这些流体槽占据了宝贵的硅片空间并且在其制造中增加了显著的处理成本。较低的打印头芯片成本可部分地通过缩小芯片尺寸来实现。然而，较小的芯片尺寸会导致硅衬底中较紧凑的槽间距和/或较窄的槽宽度，这增加了与将较小的芯片集成到TIJ打印头中相关的过多的组装成本。此外，从衬底移除材料以形成墨输送槽在结构上弱化了打印头芯片。因此，当单一打印头芯片具有多个槽以在单色打印头芯片中提高打印质量和速度，或者在多色打印头芯片中提供不同颜色时，打印头芯片随着每个槽的添加而变得越来越脆弱。因此，TIJ打印头内的一个约束在于更高的TIJ芯片分离比率或更低的芯片成本与更紧凑的槽间距或流体槽宽度成比例。从成本的角度来看，流体槽可能占据有用的芯片空间，并且可能具有相当大的处理成本。

以另一种方式来说，降低喷墨打印头芯片的成本可包括缩小芯片尺寸以及降低晶圆成本。芯片尺寸可取决于通过硅衬底形成的流体输送槽的间距，该流体输送槽将可喷射流体从芯片一侧上的储存器输送到芯片另一侧上的条片的流体喷射元件。因此，缩小芯片尺寸的一些方法可包含通过硅开槽工艺来减小槽的间距和尺寸，所述硅开槽工艺可包括例如激光加工、各向异性湿法蚀刻、干法蚀刻、其他材料去除方法或它们的组合。然而，硅开槽工艺会给打印头芯片增加相当大的制造成本。此外，由于芯片尺寸减小，与将较小的芯片集成到喷墨打印头中相关的成本和复杂性已开始超过从较小的芯片所获得的节省。而且，由于芯片尺寸减小，去除芯片材料来形成墨输送槽对芯片强度已具有越来越不利的影响，这可增加芯片故障率。

在一个示例中，环氧模制化合物(epoxy mold compound，EMC)的包覆模(overmold)可以被用于将打印头芯片的多个TIJ条片保持就位。通过EMC形成的廉价的模制衬底还在各种示例中为互连迹线提供物理支撑，支持线接合(wire bonding)，并且使得能够实现TAB接合。包覆模制的打印头芯片在成本上是以前的1/3。此外，包覆模制的打印头芯片简化了打印头的组装过程，这是因为在打印头内不再需要嵌体(chiclets)或者其他流体分配歧管或流体插入器。为了进一步降低成本，电气互连部从条片延伸到印刷电路板(PCB)或引线框架。PCB或引线框架将条片连接到芯片的边缘，使得打印头可以被直接连接到打印装置的电接触件，而不是使用昂贵的带式自动接合(TAB)电路或表面安装技术(SMT)连接器。因此，包覆模制的条片及它们相应的电气互连部极大地简化了打印头的设计和组装过程。

因此，本文所描述的示例提供了一种热喷墨(TIJ)打印头。该TIJ打印头包括模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片。包覆模制的喷墨条片形成至少一个TIJ芯片。该TIJ打印头还包括将喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部。该侧连接器将喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。

在一个示例中，所述侧连接器包括印刷电路板(PCB)侧连接器。在该示例中，PCB侧连接器可以被模制到可模制衬底中。

在另一示例中，所述侧连接器包括嵌入到所述可模制衬底中的引线框架。在该示例中，引线框架包括：来自所述线接合部的若干个电迹线；以及耦接到所述电迹线的若干个连接垫。所述连接垫将所述喷墨条片电耦接到所述打印装置的所述控制器。所述TIJ打印头还可以包括设置在所述线接合部上的封装盖。

在一个示例中，所述侧连接器在所述喷墨条片中的每一个的边缘处电耦接到所述喷墨条片。此外，在一个示例中，所述可模制衬底是环氧模制化合物(EMC)。环氧模制化合物(EMC)在本文中被广义地定义为包括至少一个环氧官能团的任何材料。在一个示例中，EMC是自交联的环氧树脂。在该示例中，EMC可以通过催化均聚来固化。在另一示例中，EMC可以是使用共反应物来固化聚环氧化物的聚环氧化物。在这些示例中的EMC的固化形成具有高机械性能以及高的温度和化学耐性的热固性聚合物。

本文所描述的示例还提供了一种热喷墨(TIJ)打印头芯片。该TIJ打印头芯片包括：可模制衬底；模制到所述可模制衬底中的若干个喷墨条片；以及将所述条片连接到耦接到所述可模制衬底的边缘连接器的若干个电引线。在一个示例中，所述边缘连接器包括：嵌入所述可模制衬底内的印刷电路板(PCB)；第一组连接器，其耦接到所述PCB，以经由所述引线将所述PCB耦接到所述喷墨条片；以及第二组连接器，其耦接到所述PCB，以将所述PCB耦接到打印机控制器。

所述TIJ打印头还可以包括设置在线接合部上的封装材料。此外，TIJ打印头芯片还可以包括保护膜，其设置在所述封装材料上，以维持所述封装材料的低型面。

本文所描述的示例还提供了一种制造热喷墨(TIJ)芯片的方法。所述方法可以包括：将若干个喷墨条片包覆模制到可模制衬底中，包覆模制的喷墨条片形成至少一个TIJ芯片；将若干个线接合部的第一端电耦接到所述喷墨条片；以及将所述线接合部的第二端电耦接到耦接到所述至少一个TIJ芯片的边缘的侧连接器。在一个示例中，将所述若干个喷墨条片包覆模制到所述可模制衬底中包括将具有所述若干个喷墨条片的印刷电路板(PCB)包覆模制到所述可模制衬底中。

在一个示例中，所述方法还可以包括用封装材料来封装所述线接合部，以防止所述线接合部暴露于环境。此外，在一个示例中，所述方法还可以包括将保护膜沉积在所述封装材料上，以维持所述封装材料的低型面。

如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“打印头”或“打印头芯片”意在被广义地理解为可从若干个喷嘴开口分配可喷射流体的喷墨打印机或其他喷墨型分配器的一部分。打印头包括若干个打印头芯片，并且打印头芯片包括若干个芯片条片。打印头和打印头芯片不限于分配墨和其他打印流体，而是替代地也可以分配其他流体用于除打印以外的用途。

此外，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“条片”或“芯片条片”是指喷射可喷射流体的打印头芯片的任何子元件。在一个示例中，所述条片可以包括具有大约200μm的厚度和至少为三的长宽比(L/W)的薄的硅或玻璃衬底。所述条片还可以包括构成条片的喷嘴的在硅或玻璃衬底上分层的环氧基负性光刻胶材料，例如SU-8等。

更进一步地，如本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“若干”或类似语言意在被广泛地理解为包括1到无穷大的任何正数；零不是数量，而是没有数量。

在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本系统和方法的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，本发明的设备、系统和方法可以在没有这些具体细节的情况下实施。在说明书中对“示例”的引用或类似语言意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性如所描述的被包括，但是可不包括在其他示例中。

现在转向附图，图1是根据本文所述的原理的一个示例的热喷墨(TIJ)打印头芯片(100)的示图。在图1的示例中，TIJ打印头芯片(100)包括包覆模制到可模制衬底(101)中的若干个芯片条片(102)。在一个示例中，可模制衬底由环氧模制化合物(EMC)制成。在该示例中，条片(102)根据期望的条片(102)的布置结构相对于彼此来布置，并且未固化的EMC沉积在条片(102)周围。该EMC可以包括包含任何反应性预聚物和含有环氧基团的聚合物的任何聚环氧化物。EMC可以通过催化均聚与它们自身或与范围广泛的共反应物反应(即，交联)，所述共反应物包括多官能胺、酸和酸酐、酚、醇、硫醇、其他共反应物或它们的组合。这些共反应物可以被称为硬化剂或固化剂，并且交联反应可以被称为固化。聚环氧化物与它们自身或与多官能硬化剂的反应形成热固性聚合物，其通常具有高机械性能和温度及化学耐性。

如上面提及的，芯片条片包括具有大约650μm或更小的厚度的薄的硅、玻璃或其他衬底，并且还可以具有至少为三的长宽比(L/W)。在一个示例中，包含在TIJ打印头芯片(100)内的条片(102)的数量等于TIJ打印头芯片(100)喷射的颜色的数量。在图1的示例中，四个条片(102)被包括在TIJ打印头芯片(100)内，并且例如可以包括用于青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)的条片(102)。然而，任何颜色模型或颜色都可以通过条片(102)来表示。

如图1中所描绘的，每个条片(102)包括限定在环氧基负性光刻胶(115)中的若干个喷嘴(113)，其中，负性光刻胶的暴露于紫外线(UV)辐射的部分变得交联，而膜的其余部分保持可溶并且可在显影(development)期间被洗掉。在一个示例中，负性光刻胶是SU-8。喷嘴(113)被耦接到硅衬底，该硅衬底包括限定在其中的若干个墨供给槽。环氧基负性光刻胶(114)的附加部分可以被包含在条片(102)中，以作为阻挡物来防止EMC(101)的模制化合物接触连接垫(103)或其他电连接。围绕连接垫(103)区域的环氧基负性光刻胶(114)的该附加部分防止过量的溢出式模制材料(flash molding material)在模制过程期间进入连接垫(103)区域。

此外，每个条片(102)在每个喷嘴下方包括至少一个喷射腔室。喷射腔室被流体耦接到在条片下方的可模制衬底(101)内限定的若干个槽，在可喷射流体的喷发事件期间，可喷射流体通过该若干个槽流动到喷射腔室并流出喷嘴。因此，例如模制的喷墨打印头(100)之类的模制的流体流动结构不包括通过芯片条片衬底形成的流体槽。取而代之的是，每个芯片条片(102)被模制到单片式的可模制衬底(101)中，该可模制衬底(101)通过在条片(102)的后表面处形成到可模制衬底(101)中的流体通道来提供流体扇出(fluidic fan-out)。因此，模制的打印头结构避免了否则与芯片开槽工艺相关的显著成本以及将开槽的芯片组装到打印头(100)的歧管特征(例如，嵌体)中的相关组装。

形成到可模制衬底(101)中的流体槽使得可喷射流体能够流动到每个芯片条片(102)的后表面。穿过芯片条片(102)从其后表面到其前表面形成的流体/墨供给孔(IFH)使得流体能够通过条片(102)流动到前表面上的喷射腔室，例如包括上述电阻加热元件的喷射腔室。可喷射流体通过流体耦接到流体喷射腔室的喷嘴从模制打印头(100)的条片(102)喷射。

在一个示例中，本文所描述的方面可以在打印头杆(printhead bar)中实现，例如在页宽阵列(page-wide array)中使用的那些打印头杆。在该示例中，打印杆可以包括嵌入可模制衬底(101)中的若干个模制打印头芯片(102)。每个模制打印头芯片包括具有暴露在模制件外部的前表面和后表面的若干个芯片条片(102)。该后表面用于接收流体，并且该前表面用于分配通过芯片条片中的流体供给孔从该后表面流动到该前表面的流体。

在一个示例中，模制的打印头芯片(100)可以沿打印杆或页宽阵列来布置。在该示例中，模制的打印头芯片(100)可以按多种不同的构型沿打印头的长度端对端地(即，首尾相接地)布置。在一个示例中，模制的打印头芯片(100)可以按直列构型(inlineconfiguration)来布置。在另一示例中，模制的打印头芯片(100)可以按交错的构型来布置，其中，条片(102)相对于彼此对准，但是芯片(100)沿打印杆的纵向轴线交错。在再一示例中，模制的打印头芯片(100)可以按旋转的构型来布置，其中，条片(102)相对于彼此对准，但是芯片(100)相对于打印杆的纵向轴线旋转。在又一示例中，模制的打印头芯片(100)可以按倾斜的构型来布置，其中，条片(102)相对于彼此以倾斜的布置结构来布置，但是芯片(100)相对于打印杆的纵向轴线对准。在再一示例中，模制的打印头芯片(100)可以按拼接构型(stitching configuration)来布置，其中，若干个芯片(100)与相邻的若干个芯片重叠。在该示例中，芯片(100)的重叠允许芯片(100)的条片(102)的那些喷嘴的喷嘴拼接。在一个示例中，可以通过如下方式来实现喷嘴的拼接，即：通过对任何重叠喷嘴的喷发进行定时，使得来自重叠的喷嘴的喷射流体的组合喷发不会喷射任何比其他非重叠喷嘴更多或更少的可喷射流体。

在另一示例中，模制的打印头芯片(100)可以被包括在打印盒内。在该示例中，单个打印头芯片(100)可被包括在打印盒中。在本文所描述的示例中，印刷电路板(PCB)可以被嵌入或耦接到可模制衬底(101)的边缘。在一个示例中，PCB是FR-4(fire retardant-4)级PCB。FR-4级PCB表示玻璃增强型的环氧树脂层压板。FR-4PCB是复合材料，其利用阻燃或自熄性的环氧树脂粘结剂由织造的玻璃纤维布构成。如上面所提及的，“FR-4”的名称表示FR-4的可燃性安全符合标准UL94V-0。在一个示例中，FR-4可以由多种材料制成，包括环氧树脂、织造的玻璃织物增强材料、溴化的阻燃剂或它们的组合，并且是具有良好的强度重量比的多用途高压热固性塑料层压品级。在吸水率接近零的情况下，FR-4级PCB可以被用作具有相当大的机械强度的电绝缘体，并且在干燥和潮湿的两种条件下保持其高的机械值和电绝缘品质。此外，FR-4级PCB衬底具有良好的制造特性。下面将描述关于嵌入或耦接的PCB的细节。

在一个示例中，包括在打印头芯片(100)中的条片(102)各自包括若干个连接垫。然而，如模制在可模制衬底(101)内的条片(102)不能电耦接到打印头芯片(100)被结合到其中的打印装置(图12，1200)。以这种方式，条片(102)不能从打印装置(图12，1200)的控制器(图12，1230)接收电信号。因此，图1描绘了用于在将条片(102)电耦接到打印装置(图12，1200)中使用的边缘连接器(116)的一个示例。在图1的示例中，印刷电路板(PCB)被耦接到可模制衬底(101)或被模制到可模制衬底(101)中。在图1的示例中，PCB(108)作为用于边缘连接器(116)的衬底。

图1的打印头芯片(100)还包括将连接垫(103)的若干个第一电连接件(104)耦接到若干个第二电连接件(106)的若干个接合线(105)。在一个示例中，第二电连接件(106)利用限定在嵌入式PCB(108)内的通孔(via)(117)而凹陷在条片(102)的表面所限定的平面之下。在该示例中，若干迹线(107)可以被嵌入到嵌入式PCB(108)中，以将第二电连接件(106)耦接到位于PCB(108)的边缘部分上的若干个第三电连接件(109)。PCB(108)中包括若干个PCB迹线(118)。PCB迹线(118)将第三电连接件(109)耦接到若干个第四电连接件(110)。在一个示例中，第三电连接件(109)、PCB迹线(118)和第四电连接件(110)被组合到单一的连接件中。在该示例中，因为PCB(108)的长度未被例如PCB迹线(118)和第四电连接件(110)占用，所以嵌入式PCB(108)较短。在图1和图2的示例中，第四电连接件(110)被耦接到打印装置(图12，1200)的连接器，以便在打印装置(图12，1200)的控制器(图12，1230)和打印头芯片(100)之间提供电气通信。

在图1的一个示例中，线接合部(105)可以将连接垫(103)的第一电连接件(104)直接耦接到第四电连接件(110)。以这种方式，不使用第二电连接件(106)、通孔(117)、迹线(107)、第三电连接件(109)和PCB迹线(118)，较小的PCB(108)被耦接到可模制衬底(101)，并且打印头芯片(100)的长度缩短。

在图1的示例中，密封剂(111)可以被放置在线接合部(105)之上，以排除将线接合部(105)暴露于周围环境。如图1中所描绘的线接合部(105)位于打印头芯片(100)的一侧上，可喷射流体由该侧从喷嘴(113)喷射。这意味着线接合部(105)暴露于来自通过打印装置(图12，1200)的打印介质的可能的摩擦、来自打印介质和其他来源的灰尘和其他污染物以及来自周围空气的水分。为了消除对线接合部(105)的可能的污染或劣化，密封剂(111)可以被放置在线接合部(105)上。

此外，还可以在密封剂(111)上放置保护膜(112)。保护膜(112)使得密封剂(111)被夹在打印头芯片(100)的若干个表面和保护膜(112)之间。这又使密封剂(111)和保护膜(112)维持低型面，使得密封剂(111)不会从打印头(100)的表面突出到密封剂(111)妨碍打印操作的程度。

图2是根据本文所述的原理的一个示例的图1的TIJ打印头芯片(100)的沿图1中所描绘的线A的剖视图。图2的剖视图提供了对打印头芯片(100)的各部分的深入观察。如图2中所描绘的，薄的硅或玻璃衬底(215)被设置在其中限定有喷嘴(113)的负性光刻胶材料(213)(例如，SU-8)下方。若干个通道(216)被限定在衬底(215)中，以允许可喷射流体从槽(217)通过到喷嘴(113)下方的喷射腔室(218)。负性光刻胶材料(213)和衬底(215)形成条片(图1，102)，并被包覆模制或模制到可模制衬底(101)中。

同样，为了提供打印装置(图12，1200)的条片(102)和控制器(图12，1230)之间的电连接，若干个线接合部(105)将条片(102)的连接垫(图1，103)的第一电连接件(104)电耦接到嵌入式PCB(108)内的若干个第二电连接件(106)。然后，迹线(107)将第二电连接件(106)电耦接到位于嵌入式PCB(108)上的第三电连接件(109)，该嵌入式PCB(108)作为用于边缘连接器(116)的衬底。PCB迹线(118)将第三电连接件(109)耦接到若干个第四电连接件(110)。

在线接合部(105)直接将连接垫(103)的第一电连接件(104)耦接到第四电连接件(110)的示例中，线接合部(105)到达第四电连接件(110)，并且对于线接合部(105)的整个长度，密封剂(111)被放置在线接合部(105)之上。此外，如图2中所描绘的，保护膜(112)使得密封剂(111)的型面减小，并且确保了维持沿打印头芯片(100)的低型面。

图3是根据本文所述的原理的另一示例的TIJ打印头芯片(300)的示图。图4是根据本文所述的原理的一个示例的图3的TIJ打印头芯片(300)的沿图3中所描绘的线B的剖视图。类似地，上面描述了图3和图4内的关于图1和图2的编号元件。图3和图4的打印头芯片(300)的示例与图1和图2的示例的不同之处在于，边缘连接器(116)包括嵌入可模制衬底(101)内的引线框架。该引线框架包括若干个第一部分(301)，其被耦接到接合线(105)的相对于连接垫(103)的第一电连接件(104)的远端。引线框架的中间部分(302)将第一部分(301)连接到边缘部分(303)。该边缘部分(303)被耦接到打印装置(图12，1200)的连接器，以便在打印装置(图12，1200)的控制器(图12，1230)和打印头芯片(100)之间提供电气通信。

图5至图10描绘了TIJ打印头的制造过程。具体而言，图5是根据本文所述的原理的一个示例的在第一制造阶段(600)中的若干个TIJ打印头(501)的示图。如图5中所描绘的，若干个PCB衬底(502)被放置在面板衬底(520)上，该面板衬底(520)作为用于后续制造过程的暂存区域(staging area)。根据条片(102)将如何在芯片(100、300)内相对于彼此布置，若干个条片(102)被布置在若干个芯片空隙(503)内。在图5的示例中，芯片(100、300)按交错的构型来布置，其中，如上所述，条片(102)相对于彼此对准，但是芯片(100)沿打印头(501)的纵向轴线交错。但是，芯片(100、300)内的条片(102)、打印头(501)内的芯片(100、300)或其组合可以按任何构型来布置。

图5描绘了每个打印头(501)的与包括喷嘴(图1-4，113)的一侧相反的一侧。因此，图5中所描绘的打印头(501)的一侧可以被称为打印头(501)的第二侧，而在图1-4中所描绘的打印头(501)的一侧是第一侧。打印头(501)中的每一个可以包括若干个表面安装技术(SMT)装置(504)，其包括例如专用集成电路(ASIC)(505)和电气互连部(506)，该电气互连部(506)被用于将打印头(501)耦接到打印装置(图12，1200)或其他SMT装置(504)。

图6是根据本文所述的原理的一个示例的描绘了TIJ打印头(501)的第一侧的第二制造阶段(600)中的若干个TIJ打印头(501)的示图。图7是根据本文所述的原理的一个示例的描绘了TIJ打印头(501)的第二侧的第二制造阶段(600)中的若干个TIJ打印头(501)的示图。图8是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头的第一侧的第二制造阶段(600)中的若干个TIJ打印头(501)的示图。在图6至图8中，EMC(101)已被模制到打印头(501)中，包括在打印头(501)之间，在芯片空隙(图5，503)内以及在芯片空隙(图5，503)内的条片(102)之间。面板衬底(520)被从包覆模制的打印头(501)移除。

在图7中，TIJ打印头(501)的第二侧被描绘为具有SMT装置(图5，504)，以及处于芯片(100、300)内的条片(102)的相反侧。在一个示例中，EMC(101)覆盖TIJ打印头(501)的第二侧的一大部分。

此外，图8是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头(501)的第一侧的第二制造阶段(600)中的所述若干个TIJ打印头(501)中的一个的示图。尽管在图5至图10中描绘了图1和图2的示例，但图3和图4的示例也可以按类似的方式来制造，除了引线框架(301、302、303)被嵌入可模制衬底(101)中。限定在嵌入式PCB(108)内的通孔(117)被描绘为处于芯片(100)的端部处。接合线(105)将连接垫(图1，103)的第一电连接件(104)电耦接到第二电连接件(106)。以这种方式，接合线如上所述暴露于环境。

图9是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头(501)的第一侧的第三制造阶段(900)中的所述若干个TIJ打印头(501)中的一个的示图。如图9中所描绘的，密封剂(111)可以被放置在线接合部(105)之上，以排除将线接合部(105)暴露于周围环境。在图9的示例中，密封剂(111)覆盖接合线(105)并填充通孔(117)的至少一部分。

图10是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头(501)的第一侧的第四制造阶段(1000)中的所述若干个TIJ打印头(501)中的一个的示图。如图10中所描绘的，保护膜(112)可以被放置在密封剂(111)上，以将密封剂(111)夹在打印头芯片(100)的若干个表面和保护膜(112)之间。这使密封剂(111)和保护膜(112)维持低型面，使得密封剂(111)不会从打印头(100)的表面突出到密封剂(111)妨碍打印操作的程度。

图11是根据本文所述的原理的一个示例的所制造的TIJ打印头(501)的示图。图11描绘了与包括在如图5至图10中所描绘的相同分组内的其余打印头(501)分离的单个打印头(501)。在一个示例中，图5至图10中所描绘的TIJ打印头(501)可以通过沿图6中所描绘的线D在打印头(501)之间进行切割来彼此分离。例如，可以使用切割锯来将打印头(501)彼此切割和分离。以这种方式，可以获得图10中所描绘的完成的打印头(501)。如上面所提及的，每个芯片(100)包括至少一个条片(102)，并且可以包括基于颜色模型的多个条片(102)，所述颜色模型例如青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)的颜色模型。

图12是根据本文所述的原理的一个示例的利用TIJ打印头芯片的打印装置的框图。打印装置(1200)可以包括打印杆(1205)，该打印杆(1205)在一个示例中跨越打印介质(1210)的宽度。打印机(1200)还可以包括与打印杆(1205)相关联的流调节器(1215)、介质输送机构(1220)、墨或其他喷射流体供应装置(1225)以及打印机控制器(1230)。控制器(1230)可以表示程序编制、处理器、相关联的数据存储装置以及控制包括TIJ打印头芯片(100、300)的喷发和操作的打印机(1200)的操作性元件所需的电子电路和部件。打印杆(1205)可以包括用于将打印流体分配到纸或其他打印介质(1210)的片材或连续幅材上的模制的条片(102)和芯片(100、200)的布置结构。图12中的打印杆(1205)包括跨越打印介质(1210)的多个模制的条片(102)和芯片(100、200)。但是，在本说明书中可以设想不同的打印杆(1205)，其可以包括更多或更少的模制的条片(102)和芯片(100、200)，并且可以被固定到如图12中所描绘的或处于可移动打印盒上的页宽阵列杆。

图13是描绘了根据本文所述的原理的一个示例的制造TIJ打印头(501)的方法的流程图(1300)。该方法可以开始于将若干个喷墨条片(102)包覆模制(框1301)到可模制衬底(101)中。包覆模制的喷墨条片(102)形成至少一个TIJ芯片(100、300)。若干个线接合部(105)的第一端可以被电耦接(框1302)到喷墨条片(102)。所述方法可通过将线接合部(105)的第二端电耦接(框1303)到耦接到所述至少一个TIJ打印头(501)的边缘的侧连接器(116)来继续。

在一个示例中，将所述若干个喷墨条片(102)包覆模制(框1301)到可模制衬底(101)中包括将具有所述若干个喷墨条片(102)的印刷电路板(PCB)(108)包覆模制到可模制衬底(101)中。所述方法还可以包括用诸如密封剂(111)之类的封装材料来封装线接合部(102)，以防止线接合部(102)暴露于环境。保护膜(112)可以被沉积在封装材料(111)上，以维持封装材料(111)的低型面。

本说明书和附图描述了热喷墨(TIJ)打印头。该TIJ打印头包括模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片。包覆模制的喷墨条片形成至少一个TIJ芯片。该TIJ打印头还包括将喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部。该侧连接器将喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。该TIJ打印头可以：(1)消除将嵌体或其他流体分配歧管或流体插入器包括在打印头中的需要；(2)通过使用环氧模制化合物(EMC)代替昂贵且难以制造的硅衬底，来降低制造成本并提高成本效率；(3)减少打印头内的硅区域，使得实现了在芯片成本上的2/3或更大的降低；(4)简化到打印装置的电气互连；以及(5)除其他优点之外，大大简化打印头的设计和打印头的组装过程。

已经给出前面的描述来说明和描述所述原理的示例。这种描述不意在是穷尽式的或将这些原理限于所公开的任何具体形式。鉴于上述教导，许多修改和变型是可能的。

Claims (15)

1.一种打印头，包括：

模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片，包覆模制的喷墨条片形成至少一个打印头芯片；以及

将所述喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部，所述侧连接器将所述喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。

2.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述侧连接器包括印刷电路板(PCB)侧连接器。

3.如权利要求2所述的打印头，其特征在于，所述PCB侧连接器被模制到所述可模制衬底中。

4.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述侧连接器包括嵌入到所述可模制衬底中的引线框架，所述引线框架包括：

来自所述线接合部的若干个电迹线；以及

耦接到所述电迹线的若干个连接垫；

其中，所述连接垫将所述喷墨条片电耦接到所述打印装置的所述控制器。

5.如权利要求1所述的打印头，还包括设置在所述线接合部上的封装盖。

6.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述可模制衬底是环氧模制化合物(EMC)。

7.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述侧连接器在所述喷墨条片中的每一个的边缘处电耦接到所述喷墨条片。

8.一种打印头芯片，包括：

可模制衬底；

模制到所述可模制衬底中的若干个喷墨条片；以及

将所述条片连接到耦接到所述可模制衬底的边缘连接器的若干个电引线。

9.如权利要求8所述的打印头芯片，其特征在于，所述边缘连接器包括：

嵌入所述可模制衬底内的印刷电路板(PCB)；

第一组连接器，其耦接到所述PCB，以经由所述引线将所述PCB耦接到所述喷墨条片；以及

第二组连接器，其耦接到所述PCB，以将所述PCB耦接到打印机控制器。

10.如权利要求8所述的打印头芯片，还包括设置在线接合部上的封装材料。

11.如权利要求10所述的打印头芯片，还包括保护膜，所述保护膜设置在所述封装材料上，以维持所述封装材料的低型面。

12.一种制造打印头的方法，包括：

将若干个喷墨条片包覆模制到可模制衬底中，包覆模制的喷墨条片形成至少一个打印头芯片；

将若干个线接合部的第一端电耦接到所述喷墨条片；以及

将所述线接合部的第二端电耦接到耦接到所述打印头的边缘的侧连接器。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述若干个喷墨条片包覆模制到所述可模制衬底中包括将具有所述若干个喷墨条片的印刷电路板(PCB)包覆模制到所述可模制衬底中。

14.如权利要求12所述的方法，还包括用封装材料来封装所述线接合部，以防止所述线接合部暴露于环境。

15.如权利要求14所述的方法，还包括将保护膜沉积在所述封装材料上，以维持所述封装材料的低型面。