CN1139489C - 喷墨印头的封装方法 - Google Patents
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Abstract
一种喷墨印头的封装方法，以TAB软性电路板为传动主轴，运用标准化生产设备，先进行印头晶片与TAB电路板上接点的对准焊接，再进行喷孔片与印头晶片的对准贴合，以卷带式自动流程进行对准焊接和对准贴合的封装制程；如此可获得成本降低与有效控制产品优良率的喷墨印头封装。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨印头(inkjet printhead)装置，特别涉及一种喷墨印头的封装方法。
背景技术
喷墨印头的封装制程主要分成三大部分：(一)喷孔片与印头晶片的对准贴合，(二)印头晶片的自动焊接带(Tape Automated Bonding，TAB)导线焊接，以及(三)墨水匣组装。早期的封装技术为先完成单一喷孔片与印头晶片的对准贴合之后再进行TAB导线焊接，一对一的喷孔片和印头晶片的封装制程必须设计对准贴合设备，并无例如TAB导线焊接制程的标准生产设备，成本高且优良率控制不易。
美国发明专利第5,016,023号“Attachment of Nozzle Plate to FlexibleCircuit for Facilitating Assembly ofPrinthead”中，也提出一种改进的印头封装方法，请参照图1所示。图1中将卷带式TAB软性电路板30绘示成前视图，而拉出的TAB导线线路板12a～12c则绘示成上视图以利说明。其中不同的TAB导线线路板12a～12c分别代表原始的TAB导线线路板12a、装配了喷孔片14后的TAB导线线路板12b、以及又装配了印头晶片16后的TAB导线线路板12c。TAB导线线路板12a中包含了一开口18，其上分别突出有一导线11与一支撑架13，导线11的一端连接在TAB导线线路板12a上的信号接点15，另一端则需焊接在印头晶片16的一导线接点17上。首先将喷孔片14组装在TAB导线线路板12a上，形成所显示的TAB导线线路板12b，此时因喷孔片14较开口18来得小，必须以支撑架13连接喷孔片14，同时喷孔片14的定位是否准确也关系到后续印头晶片的组装是否能成功。接着，印头晶片16必须同时完成对准贴合至喷孔片14，以及将TAB导线线路板12b上的导线11对准焊接至其上的导线接点17，形成组装完成的TAB导线线路板12c。
上述实施例虽可将现有单一喷孔片与印头晶片一对一的封装改进为卷式(reel to reel)，并以标准生产设备进行。但如此制程需在TAB软性电路板上增加支撑架以支撑连接的喷孔片，增加成本，而且造成在封装印头晶片时需兼顾导线接点与喷孔同时对准的复杂性和优良率的不易控制。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种新的喷墨印头封装方法，先以标准生产设备对准焊接印头晶片的导线接点，再进行喷孔片与印头晶片的对准贴合。如此制程不需要在TAB软性电路板上增加导线支撑架的制作，而是先将印头晶片焊上TAB导线成卷带式传动，再送上喷孔片进行对准贴合即可。
本发明的另一目的在于简化现有技术(U.S.Pat.5,434,607)封装印头晶片时，既要兼顾导线接点与喷孔同时对准的复杂性，更易控制制程优良率和降低成本。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种喷墨印头的封装方法，它包括下列步骤：提供一TAB软性电路板，其上包含有一导线及与所述导线相连接的一控制信号接点；提供一印头晶片，其上包含一驱动单元和一导线接点，将所述印头晶片上的接点对准所述TAB软性电路板上的导线，并予以接合，使所述印头晶片装置在该TAB软性电路板上；以及提供一喷孔片，其上包含一组喷孔，将所述喷孔片上的喷孔对准所述印头晶片上的驱动单元，并予以贴合。
附图说明
图1为现有一种改进喷墨印头封装方法的制作程序图；
图2A、2B分别为一喷孔片与一印头晶片的示意图；
图3为本发明喷墨印头封装方法的制作程序图。
具体实施方式
请参照图2A、2B所示一喷孔片与一印头晶片的示意图，该喷孔片34例如为一金属材料，以电铸(electroforming)方式制作而成；或为一塑胶材料，以镭射加工方式制作而成，且其上的喷孔26大小约为30～60μm。而印头晶片36上包含有一导线接点27，例如为一热气泡式喷墨印头晶片，其上有热阻单元(未绘示)，以加热墨水产生气泡的驱动方式喷出墨滴，且印头晶片36为利用半导体薄膜制造成的一热气泡式喷墨印头晶片，印头晶片36的组成(未绘示)更包括以一硅晶片为基底，分别于硅晶片上形成一隔热层，例如为一二氧化硅层，一热阻层，例如为一硼化铪或一钽铝合金，一导线层，例如为一铝铜合金，以及一保护层，例如为一氮化硅/碳化硅/钽金属，其上具有一干膜层(barrier)，以形成加热区域和墨水通道区。
请再参照图3所示本发明喷墨印头封装方法的制作程序图。图3中将卷带式TAB软性电路板30绘示成前视图，而拉出的TAB导线线路板32a～32c则绘示成上视图以利说明。其中TAB软性电路板30为一种高分子塑胶材料，而不同的TAB导线线路板32a～32c分别代表原始的TAB导线线路板32a、经第一步骤装配后的TAB导线线路板32b、以及经第二步骤装配后的TAB导线线路板32c。TAB导线线路板32a中包含了一开口38，其上突出有一导线31，导线31的一端连接在TAB导线线路板32a上的信号接点35，以控制喷墨动作，另一端则需焊接在印头晶片36的导线接点27上。在第一步骤中，先将印头晶片36上的导线接点27与TAB导线线路板32a上的导线31接合，例如利用电阻式焊接(resistive bonding)、超声波式焊接(thermosonic bonding)或热压合(gang bonding)法接合，形成TAB导线线路板32b。接着，在第二步骤中，将喷孔片34贴合于印头晶片36上，例如以加热加压方式贴合，形成组装完成的TAB导线线路板32c。
本发明与现有喷墨印头的封装方法的不同之处在于：
(1)现有技术为先进行喷孔片与TAB软性电路板的对准接合，再进行印头晶片与喷孔片及TAB导线的对准贴合和焊接；本发明则是先进行印头晶片与TAB导线接点的对准焊接，再进行喷孔片与印头晶片的对准贴合。
(2)现有技术需在TAB软性电路板上制作导线支撑架以支撑和接合喷孔片；本发明则是直接将喷孔片对准贴合在印头晶片上，不需制作支撑架。
(3)现有技术在进行印头晶片封装时，同一定位焊接制程需要兼顾与TAB导线接点的定位和喷孔片各喷孔的对准，制程复杂；本发明则少了喷孔片与TAB软性电路板的对准接合步骤，先进行印头晶片与TAB导线接点的对准焊接，再进行喷孔片与印头晶片的对准贴合，更易控制对准的精确度。
综上所述，本发明喷墨印头的封装方法简化了封装流程与制作成本，可有效控制封装制程的对准精确度和优良率。
Claims (17)
1.一种喷墨印头的封装方法，其特征在于，它包括下列步骤：提供一TAB软性电路板，其上包含有一导线及与所述导线相连接的一控制信号接点；提供一印头晶片，其上包含一驱动单元和一导线接点，将所述印头晶片上的接点对准所述TAB软性电路板上的导线，并予以接合，使所述印头晶片装置在该TAB软性电路板上；以及提供一喷孔片，其上包含一组喷孔，将所述喷孔片上的喷孔对准所述印头晶片上的驱动单元，并予以贴合。
2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述TAB软性电路板为一高分子塑胶材质。
3.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述印头晶片为一热气泡式喷墨印头晶片，其上更包括有一热阻单元，以加热墨水产生气泡的驱动方式喷出墨滴。
4如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述印头晶片为以半导体薄膜制造成的一热气泡式喷墨印头晶片，所述印头晶片的组成更包括以一硅晶片为基底，分别于所述硅晶片上形成一隔热层、一热阻层、一导线层和一保护层，所述保护层上具有一干膜层，以形成加热区域和墨水通道区。
5.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述导线接点为一铝金属。
6如权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述隔热层为一二氧化硅。
7.如权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述热阻层为一硼化铪。
8.如权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述热阻层为一钽铝合金。
9.如权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述导电层为一铝铜合金。
10.如权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述保护层为一氮化硅/碳化硅/钽金属。
11.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述喷孔片为一金属材料，以电铸方式制作而成。
12.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述喷孔片为一塑胶材料，以镭射加工方式制作而成。
13.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述喷孔片上的喷孔大小为30～60μm。
14.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述印头晶片与TAB软性电路板上的导线的接合方式为电阻式焊接。
15.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述印头晶片与TAB软性电路上的导线的接合方式为超声波式焊接。
16.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述印头晶片与TAB软性电路板上的导线的接合方式为热压合。
17.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述喷孔片与印头晶片的贴合方式为加热加压贴合。
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