CN114379233A - 喷嘴板、流体喷射头、及制造流体喷射头的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于流体喷射装置的流体喷射头的喷嘴板、一种包括所述喷嘴板的流体喷射头、以及一种制造包括所述喷嘴板的所述流体喷射头的方法。所述喷嘴板中包括：两个或多个喷嘴孔阵列；以及阻挡结构，设置在所述喷嘴板的相邻的喷嘴孔阵列之间的暴露表面上，其中，阻挡结构阻止所述相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染。

Description

喷嘴板、流体喷射头、及制造流体喷射头的方法
技术领域
本公开涉及一种用于流体喷射装置的改进的光成像喷嘴构件，以及用于减少从流体喷射装置喷射的流体的交叉污染的方法及结构，尤其涉及一种喷嘴板、流体喷射头、及制造流体喷射头的方法。
背景技术
特别是在医学领域，需要自动化的样本制备以进行分析。分析可为比色分析，或者可要求对样本进行染色，以便在显微镜下更好地观察样本。此种分析可包括药物样本分析、血液样本分析等。举例来说，在血液分析中，血液被分析以提供用于确定个体健康的许多不同因素。当有大量患者需要血液样本分析时，制备用于分析的样本的流程可能极为耗时。此外，需要精确地制备样本，以便使结果可靠。存在需要医学领域及其他领域中的样本制备的许多其他情形，所述样本制备可受益于使用提供精确及可重现结果的分析仪器(例如，对多个样本的微量滴定(micro-titration))。
微井板、载玻片及其他衬底，用于许多实验及实验室流程。对井或点(spotting)填充的过程常常是手动实行的，或者使用昂贵的实验室装备。已开发一种相对便宜的流体喷射装置，用于快速及精确地填充微井板(micro-well plate)中的井以及用于制备载玻片。所述装置包括喷射头，所述喷射头可包含将被分配到微井板的井中或载玻片的一种或多种流体，以实行样本分析。与使用分配多种流体的流体喷射头相关联的一个问题是喷射头的表面上的流体交叉污染的可能性，这导致被污染的流体喷射到微井板的井中或喷射到载玻片上。流体的交叉污染可能导致特定测试无效或提供假阳性和/或假阴性。因此，需要一种用于减少或消除从流体喷射头喷射的流体交叉污染的流体喷射装置的流体喷射头。
发明内容
鉴于前述内容，本公开的实施例提供一种喷嘴板，用于流体喷射装置的流体喷射头。所述喷嘴板中包括：两个或多个喷嘴孔阵列；以及阻挡结构，设置在喷嘴板的相邻的喷嘴孔阵列之间的暴露表面上，其中，所述阻挡结构阻止所述相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染。
本公开的另一实施例提供一种制造用于流体喷射装置的流体喷射头的方法。所述方法包括：将第一负性光刻胶层施加到半导体衬底的装置表面，其中，所述第一负性光刻胶层衍生自包含多官能环氧化合物、第一双官能环氧化合物、不含芳基锍盐的光酸产生剂、增粘剂及芳基酮溶剂的第一光刻胶制剂。在所述第一负性光刻胶层中成像出多个流动特征，并对所成像的第一负性光刻胶层进行显影，以在所述第一负性光刻胶层中提供所述多个流动特征及实质上平坦的厚膜层表面。将第二负性光刻胶层施加到所述厚膜层表面。所述第二负性光刻胶层具有介于10微米至30微米的范围内的厚度且衍生自包含第二双官能环氧化合物、相对高分子量的多羟基醚、所述不含芳基锍盐的光酸产生剂、所述增粘剂及脂族酮溶剂的第二光刻胶制剂。在所述第二负性光刻胶层中成像出多个喷嘴孔，以在所述第二负性光刻胶层中提供至少两个喷嘴孔阵列。对所成像的所述第二负性光刻胶层进行显影，以在所述厚膜层表面上提供光刻胶喷嘴板。将第三负性光刻胶层施加到所述喷嘴板的暴露表面。对所述第三负性光刻胶层进行成像及显影，以在相邻的喷嘴孔阵列之间提供阻挡结构，从而阻止所述相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染。
本公开的另一实施例提供一种用于流体喷射装置的流体喷射头。所述流体喷射头中包括：喷嘴板，具有两个或更多个喷嘴孔阵列；以及阻挡结构，设置在喷嘴板的相邻的喷嘴孔阵列之间的暴露表面上。所述阻挡结构阻止所述相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染。
在一些实施例中，所述喷嘴板由光成像层制成。
在一些实施例中，每一阻挡结构是在层压到所述喷嘴板的光成像层中成像的单个壁。
在一些实施例中，每一阻挡结构由在层压到所述喷嘴板的光成像层中成像的多个壁形成。
在一些实施例中，阻挡结构具有：垂直于所述喷嘴板且介于25微米至100微米的范围内的高度。
在一些实施例中，阻挡结构是层压到所述喷嘴板的所述暴露表面的干膜光刻胶层。在一些实施例中，所述干膜光刻胶层是负性光成像材料层。
在一些实施例中，在将负性光刻胶层层压到所述喷嘴板的所述暴露表面之前，使用氧等离子体表面处理和/或烷氧基硅烷化合物对所述喷嘴板的所述暴露表面进行处理，以提高所述喷嘴板与层压到所述喷嘴板的所述负性光刻胶层之间的粘合力。
附图说明
图1是根据本公开的流体喷射装置的未按比例绘制的透视图。
图2是与图1的流体喷射装置一起使用的托盘中的微井板的未按比例绘制的透视图。
图3是包含三个流体供应通孔的现有技术的流体喷射头的未按比例绘制的平面示意图。
图4是图3的现有技术的流体喷射头的一部分的未按比例绘制的剖视图。
图5至图6是流体喷射头的未按比例绘制的平面示意图，所述流体喷射头包括三个流体供应通孔及设置在喷射头的外表面上的阻挡壁。
图7是流体喷射头的未按比例绘制的平面示意图，所述流体喷射头包括三个流体供应通孔及位于喷射头的外表面上的多段式阻挡壁。
图8至图9是流体喷射头的未按比例绘制的平面示意图，所述流体喷射头包括四个流体供应通孔及设置在喷射头的外表面上的阻挡壁。
图10是图7的喷射头的一部分的未按比例绘制的剖视图。
图11是用于喷射头的喷嘴板的一部分的未按比例绘制的平面图，所述喷射头示出有喷嘴孔阵列之间的阻挡壁。
图12至图17是示出根据本公开实施例的制造喷射头的步骤的未按比例绘制的剖视图。
具体实施方式
本公开涉及用于流体喷射装置的流体喷射头的改进的喷嘴板。流体喷射头可用于各种各样的流体喷射装置，所述流体喷射装置包括但不限于打印机及用于将一种或多种流体沉积到微井板14(图2)的井12中或沉积在载玻片上的流体喷射装置10(图1)。微井板14通常被保持在托盘16中，当按下电源按钮20以启动流体喷射装置10时，托盘16借助于托盘传递装置18平移经过流体喷射装置10。流体喷射装置10被配置成：当微井板14移动通过流体喷射装置10时，将一种或多种流体沉积到井12中。
现有技术的流体喷射头30在俯视平面图中示出，在图3中有所示意性地示出，且现有技术的流体喷射头30的一部分在图4中的剖视图中示出。流体喷射头30包括三个流体供应通孔32a、32b及32c，用于向设置在每一流体供应通孔32a及32b的相对侧上的流体喷射器34的阵列提供不同的流体(图4)。每一流体喷射器34设置在对应的喷嘴孔38下方的流体室36中。在流体喷射器34启动时，流体通过喷嘴孔38分配。如上所述，当流体喷射头配置有多个流体供应通孔时，流体污染可能发生在喷嘴孔38的阵列之间的喷射头30的表面40上。
为了防止流体穿过具有两个或更多个流体供应通孔(例如，三个流体供应通孔32a、32b及32c)的喷射头50的表面的交叉污染，可在喷嘴板的流体喷射器阵列及对应的喷嘴孔之间的表面上，构造阻挡壁52a及52b(图5)。图6示出喷射头50，喷射头50包括三个流体供应通孔32a、32b、32c，以及环绕与流体供应通孔32a、32b、32c中的每一者对应的喷嘴孔阵列的阻挡壁54a至阻挡壁54f。当如图6中所示使用阻挡壁54a至阻挡壁54f时，流体淹没喷嘴板并接触喷射头上的电接触接垫的可能性小。流体喷射装置中使用的一些流体可能造成接触接垫的腐蚀，从而影响喷射头的功能。
虽然前述实施例在流体喷射头上的喷嘴孔阵列之间提供单个阻挡壁，但是应理解，阻挡壁可由多个阻挡壁56a至阻挡壁56b提供，如图7中所示。所述多个阻挡壁56a至阻挡壁56b增加液体移动穿过喷嘴板的表面积及长度，从而进一步降低流体在喷嘴板的相邻的喷嘴孔阵列之间的表面上交叉污染的可能性。
当流体喷射头58包括如图8及图9中所示的四个流体供应通孔60a至流体供应通孔60d时，可使用阻挡壁62a至阻挡壁62d(图8)或阻挡壁62a至阻挡壁62b来防止不同流体在喷嘴板的表面上的混合和/或交叉污染。类似于图6，图8的流体喷射头58包括阻挡壁62c及62d，阻挡壁62c及62d减少流体淹没喷嘴板的表面以及接触喷射头58上的电接触接垫的可能性。
不管阻挡壁的配置如何，阻挡壁中的每一者可具有介于约25微米至约100微米的范围内的高度(H)(图10)。图11示出包括设置在喷嘴板的表面40上的喷嘴孔阵列68a至喷嘴孔阵列68b之间的阻挡壁66的喷射头64的一部分。
现在参照图12至图17，示出根据本公开实施例的用于制造改进的喷射头的方法。作为所述工艺中的第一步骤，提供包括流体喷射装置110的半导体衬底100。通过例如将第一光刻胶材料层112旋涂或层压到衬底100的表面114等常规方法，将第一光刻胶材料层112施加到衬底100的表面114。
第一光刻胶材料层112衍生自第一双官能环氧化合物、光酸产生剂、非反应性溶剂及可选的增粘剂。在本公开的一些实施例中，第一光刻胶材料层112包括：多官能环氧化合物、双官能环氧化合物、光酸产生剂、非反应性溶剂及可选的增粘剂。
根据本公开的实施例，在用于制造第一光刻胶材料层112的光刻胶制剂中，双官能环氧成分可选自双官能环氧化合物，所述双官能环氧化合物包括双酚-A的二缩水甘油醚(例如，可从德克萨斯州休斯顿(Houston，Tex.)的壳牌化学公司(Shell ChemicalCompany)获得的商品名为“EPON 1007F”、“EPON 1007”及“EPON 1009F”的那些化学品；可从密歇根州米德兰(Midland，Mich.)的陶氏化学公司(Dow Chemical Company)获得的“DER-331”、“DER-332”及“DER-334”)，3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烯羧酸酯(例如，可从康涅狄格州丹伯里(Danbury，Connecticut)的联合碳化物公司(Union CarbideCorporation)获得的“ERL-4221”)，3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基-3,4-环氧基-6-甲基环己烯羧酸酯(例如，可从联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)获得的“ERL-4201”)，双(3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基)己二酸酯(例如，可从联合碳化物公司(UnionCarbide Corporation)获得的“ERL-4289”)以及双(2,3-环氧环戊基)醚(例如，可从联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)获得的“ERL-0400”)。
一种特别合适的双官能环氧成分是双酚-A/表氯醇(epichlorohydrin)环氧树脂，可从德克萨斯州休斯顿(Houston，Tex.)的壳牌化学公司(Shell Chemical Company)获得、商品名为EPON树脂1007F，具有大于约1000的环氧当量。“环氧化物当量(epoxideequivalent)”是指含有1克环氧化物当量的树脂的克数。双官能环氧成分的重均分子量通常高于2500道尔顿(Dalton)，例如从约2800道尔顿至约3500道尔顿的重均分子量。基于固化树脂的重量，光刻胶制剂中的双官能环氧成分的量可介于约30重量％至约95重量％的范围内。
根据本公开实施例的光刻胶制剂还包括光酸产生剂。光酸产生剂可选自能够产生阳离子的化合物或化合物的混合物，例如，可选自VA族元素的盐、VIA族元素的盐及芳族卤盐的芳族络合盐。芳族络合盐在暴露于紫外线辐射或电子束辐射时能够产生酸部分(acidmoieties)，所述酸部分引发与环氧化物的反应。基于固化树脂的重量，光刻胶制剂中存在的光酸产生剂的量可介于约0.5重量％至约15重量％的范围内。
可用于根据本公开实施例的制剂中的经三芳基取代的锍络合盐光引发剂的实例包括但不限于：
四氟硼酸三苯基锍
六氟磷酸三苯基锍
六氟锑酸三苯基锍
六氟锑酸三芳基锍
六氟锑酸茴香基二苯基锍
四氟硼酸4-丁氧基苯基二苯基锍
六氟锑酸4-氯苯基二苯基锍
四氟硼酸4-乙酰氧基-苯基二苯基锍
四氟硼酸4-乙酰胺基苯基二苯基锍
在适用于光刻胶制剂中的经三芳基取代的锍络合盐中，最优选的盐是可从联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)购得、商品名为克瑞固而(CYRACURE)UVI-6974的六氟锑酸三芳基锍的混合物。
在本公开的另一实施例中，第一光刻胶制剂还包含多官能环氧成分。根据本公开的第二实施例，用于制造光刻胶制剂的合适的多官能环氧成分可选自芳族环氧化物(例如，多酚的缩水甘油醚)。特别优选的多官能环氧树脂是酚醛线性树脂(phenolformaldehydenovolac resin)的多缩水甘油醚，例如环氧化物克当量介于约190至约250的范围内且在130℃下的粘度介于约10泊至约60泊的酚醛线性环氧树脂(可从德克萨斯州休斯顿(Houston，Tex.)的锐意卓越高性能产品公司(Resolution Performance Products)获得、商品名为EPON树脂(RESIN)SU-8)。
根据本公开的第一光刻胶制剂的多官能环氧成分具有通过凝胶渗透色谱法(gelpermeation chromatography)测定的约3,000至约5,000的重均分子量以及大于3、优选为从约6至约10的平均环氧化物基官能度。基于固化的厚膜层80的重量，光刻胶制剂中的多官能环氧树脂的量优选为介于约30重量％至约50重量％的范围内。
如在上述实施例中，第一光刻胶制剂还包含光酸产生剂。光酸产生剂可选自能够产生阳离子的化合物或化合物的混合物(例如芳族络合盐)，其可选自VA族元素的盐、VIA族元素除硫之外的盐及芳族卤盐。在适用于根据本公开的示例性光刻胶制剂中的芳族络合盐中，合适的盐是实质上不含芳基锍盐的经二芳基取代的碘盐及经三芳基取代的碘盐。经芳基取代的碘络合盐光酸产生剂的实例包括但不限于：
三氟甲磺酸二苯基碘盐，
(对叔丁基氧基苯基)苯基碘三氟甲磺酸酯，
对甲苯磺酸二苯基碘盐，
(对叔丁基氧基苯基)-苯基碘对甲苯磺酸盐，
双(4-叔丁基苯基)碘六氟磷酸盐，以及
六氟锑酸二苯基碘盐。
用作本文中所述第二实施例的制剂的光酸产生剂的最优选的碘盐是二芳基碘六氟锑酸盐的混合物，所述二芳基碘六氟锑酸盐可从宾夕法尼亚州艾克斯顿(Exton，Pennsylvania)的沙多玛公司(Sartomer Company,Inc.)购得、商品名为萨凯特(SARCAT)CD1012。
本文中所述的第一光刻胶制剂可可选地包括有效量的增粘剂，例如硅烷化合物。与光刻胶制剂的成分相容的硅烷化合物通常具有能够与选自由多官能环氧化合物、双官能环氧化合物及光引发剂组成的群组中的至少一种反应的官能团。这种增粘剂可为具有环氧化物官能团的硅烷，例如缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷(例如，γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)。当使用时，基于固化树脂的总重量(包括其中包含的所有范围)，增粘剂优选为存在介于约0.5重量％至约5重量％的范围内、且更优选为介于约0.9重量％至约4.5重量％的范围内的量。本文中所使用的增粘剂定义为意指可溶于光刻胶组合物的有机材料，其有助于衬底100的表面114上的第一光刻胶材料层112的膜形成及粘合特性。
为了在衬底100的表面114上提供第一光刻胶材料层112(图12)，使用合适的溶剂。合适的溶剂是优选为非光反应性的溶剂。非光反应性溶剂包括但不限于γ-丁内酯、C1-6乙酸酯、四氢呋喃、低分子量的酮、其混合物等。特别优选的非光反应性溶剂是苯乙酮。基于光刻胶制剂的总重量，用于提供第一光刻胶材料层112的制剂混合物中存在的非光反应性溶剂的量介于约20重量％至约90重量％、优选为约40重量％至约60重量％的范围内。非光反应性溶剂优选为不保留在固化层112中，且因此在层112的固化步骤之前或期间被移除。
根据优选的流程，非光反应性溶剂及双官能环氧化合物在合适的容器(例如，琥珀瓶或烧瓶)中混合在一起，且在约60℃下将混合物放入辊磨机中过夜，以确保成分的合适混合。在将溶剂与双官能环氧化合物混合之后，将多官能环氧化合物(如果使用的话)加入到容器中，并将所得混合物在约60℃下在辊磨机上滚动达两小时。还将其它成分、光酸产生剂及增粘剂一次一个地加入到容器中，并将容器在约60℃下滚动达约两小时。在将所有成分加入到容器之后，提供晶片涂覆混合物。
本文中所述的光刻胶制剂及所得的第一光刻胶材料层112实质上不含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物及腈基。不希望受到理论的束缚，据信较高分子量的双官能环氧材料为层112提供足够的热塑性质，从而能够使用实质上不含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物及丁腈橡胶成分的可光固化制剂。另外，与含有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物的相同光刻胶制剂相比，实质上不含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物的光刻胶制剂可具有延长的保存期。
为了将上述光刻胶制剂施加到衬底100的表面114(图12)，硅衬底晶片100位于抗蚀剂旋转器或常规晶片抗蚀剂沉积轨道的适当大小的卡盘的中心上。用手或者机械地将第一光刻胶制剂混合物分配到晶片的中心中。然后，保持晶片的卡盘以每分钟预定的旋转次数旋转，以将混合物从晶片的中心均匀地扩散到晶片的边缘。可调节晶片的旋转速度或者可更改涂覆混合物的粘度，以改变层112的最终厚度。可使用2500转/分(rpm)或更高的转速。施加到衬底100的表面114的光刻胶制剂的量应足以提供具有在其中成像的流动特征所需厚度的层112。因此，固化之后的层112的厚度可介于约10微米至约25微米或更大的范围内。
然后，手动或机械地将所得的包括层112的硅衬底晶片从卡盘移除，并放置在温度为约90℃的温度受控的热板上或温度受控的烘箱中达约30秒至约1分钟，直到材料被烘焙得“软(soft)”。此步骤从层112移除至少一部分溶剂，从而在衬底100的表面114上形成部分干燥的膜。将晶片从热源移除并使其冷却至室温。
在对层112进行成像及显影之前，例如通过刻蚀工艺在衬底100中形成流体供应通孔32a。示例性刻蚀工艺是干刻蚀工艺，例如深反应性离子刻蚀(deep reactive ionetching)或电感耦合等离子体刻蚀(inductively coupled plasma etching)。在刻蚀工艺期间，层112充当刻蚀停止层。
为了在第一光刻胶材料层112中界定流动特征(例如，流体室116及流体供应通道118)，使用上面包括实质上透明区域122及实质上不透明区域124的掩模120将层112遮蔽。层112的被掩模120的不透明区域124遮蔽的区域将在显影时被移除，以提供上述的流动特征。
在图12中，辐射源提供由箭头126指示的光化辐射以对层112成像。合适的辐射源发射波长在紫外线及可见光谱区内的光化辐射。依据制剂中使用的特定环氧材料以及芳族络合盐的量且依据辐射源、距辐射源的距离及层112的厚度，层112的曝光可小于约1秒至10分钟或更长，优选为约5秒至约1分钟。层112可可选地暴露于电子束辐射而不是紫外线辐射。
前述流程类似于标准半导体光刻工艺。掩模120是清晰、平坦的衬底，通常是具有界定将从层112移除的区域(即，负性光刻胶层)的不透明区域124的玻璃或石英。不透明区域124防止紫外光与其下被遮蔽的层112进行交联。层112的由掩模120的实质上透明区域122提供的暴露区域随后在约90℃的温度下烘烤达约30秒至约10分钟、优选为约1分钟至约5分钟，以完成层112的固化。
然后，层112的非成像区域被显影剂溶解，且移除溶解的材料而在衬底100的表面114上留下成像及显影的层112，如图13中所示。显影剂通过在箱状设置(tank-like setup)中的浸没及搅拌或者通过将显影剂喷洒在衬底100及层112上而与衬底100及层112接触。喷雾或浸泡将充分移除未成像的材料。例示性的显影剂包括例如溶纤剂乙酸丁酯、二甲苯及溶纤剂乙酸丁酯的混合物以及如乙酸丁酯的C1-6乙酸酯。
用于制造第一光刻胶材料层112的示例性制剂在下表中示出：
表1
Figure BDA0003265579050000101
表2
Figure BDA0003265579050000102
表3
Figure BDA0003265579050000103
现在参照图14，在对第一光刻胶材料层112进行成像及显影之后，将第二光刻胶材料层130层压到第一层112。第二光刻胶材料层130由干膜光刻胶材料提供，所述干膜光刻胶材料衍生自双官能环氧化合物、相对高分子量的多羟基醚、上述的光酸产生剂及可选的上述的增粘剂。
用于提供第二光刻胶材料层130的双官能环氧化合物包括上述的第一双官能环氧化合物，所述第一双官能环氧化合物具有通常高于2500道尔顿的重均分子量(例如，从约2800道尔顿至约3500道尔顿的重均分子量)。
为了增强用于层压目的的第二光刻胶材料层130的柔性，用于第二层130的制剂中可包含第二双官能环氧化合物。第二双官能环氧化合物通常具有小于第一双官能环氧化合物的重均分子量的重均分子量。特别是，第二双官能环氧化合物的重均分子量介于约250道尔顿至约400道尔顿的范围内。第一双官能环氧化合物及第二双官能环氧化合物的实质上相等的部分用于制造第二光刻胶层130。合适的第二双官能环氧化合物可选自双酚-A的二缩水甘油醚(可从日本的迪爱生环氧公司(DIC Epoxy Company)获得、商品名为DIC850-CRP，以及从德克萨斯州休斯顿(Houston，Tex.)的壳牌化学公司(Shell Chemical)获得、商品名为EPON 828)。基于固化层130的总重量，第二光刻胶材料层130中的双官能环氧化合物的总量介于约40重量％至约60重量％的范围内。在层130中的双官能环氧化合物的总量中，总量的约一半是第一双官能环氧化合物，且总量的约一半是第二双官能环氧化合物。
第二光刻胶材料层130的另一成分是具有末端α-二醇基的下式的相对高分子量的多羟基醚化合物：
[OC6H4C(CH3)2C6H4OCH2CH(OH)CH2]n
其中n是从约35至约100的整数。这种化合物由与环氧树脂相同的原料制成，但化合物中不含环氧基。这种化合物常常被称为苯氧基树脂。合适的相对高分子量的苯氧基树脂的实例包括但不限于：可从南卡罗来纳州洛克希尔(Rock Hill，South Carolina)的因昌公司(InChem Corporation)获得的商品名为PKHP-200及PKHJ的苯氧基树脂。这种苯氧基化合物具有约99重量％的固体含量、在25℃下介于约450厘泊至约800厘泊的范围内的布氏粘度(Brookfield viscosity)、介于约50,000道尔顿至约60,000道尔顿的范围内的重均分子量、在25℃下约1.18的熔融的比重以及从约90℃至约95℃的玻璃化转变温度(glasstransition temperature)。
苯氧基树脂在制造第二光刻胶层130中特别有用，部分是由于它们常常不结晶或建立应力集中。苯氧基树脂具有高温特性，能够在包括高于约38℃的温度的宽温度范围内保持稳定。第二光刻胶材料层130包含基于固化的第二层130的重量的约25重量％至约35重量％的苯氧基树脂。
如同用于第一层112的光刻胶材料，第二光刻胶材料层130包括上述光酸产生剂，且可选地包括上述的增粘剂。基于固化层130的重量，光酸产生剂的量介于约15重量％至约20重量％的范围内，且当使用增粘剂时，基于固化的第二层130的重量，增粘剂的量介于约0.05重量％至约1重量％的范围内。
在对第一层112进行固化及显影之后，将第二光刻胶材料层130作为干膜层压施加到第一光刻胶材料层112。因此，第二光刻胶材料层130的前述成分可溶解在合适的溶剂或溶剂混合物中，并在剥离衬垫或其他合适的支撑材料上干燥。第二光刻胶材料层130的所有成分可溶于其中的溶剂是脂族酮溶剂或溶剂的混合物。特别有用的脂族酮溶剂是环己酮。环己酮可单独使用或者优选为与丙酮结合使用。由于高分子量的苯氧基树脂在环己酮中的溶解性，环己酮被用作第二层组合物的主要溶剂。丙酮可选地用作溶剂来帮助膜形成工艺。由于丙酮是高度挥发性的溶剂，因此在薄膜被拉下到剥离衬垫或支撑材料上后它会很快消失。丙酮的挥发有助于将液体树脂固化成层130的干膜。
参照图14及图15，现在将阐述制造包含第二光刻胶材料层130的喷射头50的方法。根据所述方法，将第二光刻胶材料层130层压到所成像及显影的第一光刻胶材料层112(图14)。可使用热及压力将第二光刻胶材料层130层压到第一层112。接下来，使用掩模132来界定第二光刻胶层130中的喷嘴孔134。如上所述，掩模132包括界定第二层130中的喷嘴孔134的透明区域136及不透明区域138。不透明区域138防止由箭头140指示的光化辐射在将提供喷嘴孔134的区域中接触第二层130，同时第二层130的剩余部分通过光化辐射固化。如上所述，在使用合适的溶剂对第二光刻胶材料层130进行显影时，喷嘴孔134形成在第二光刻胶层中，如图15中所示。如上所述的常规光成像及显影技术用于对第二光刻胶材料层130进行成像及显影。
在对第二光刻胶材料层130进行显影之后，可选地在介于约150℃至约200℃、优选为从170℃至约190℃的温度下烘烤包括层112及130的衬底110达约1分钟至约60分钟、优选为约15分钟至约30分钟，以防止在随后形成上述阻挡壁期间第二层130的损坏或翘曲。第二层130的玻璃化转变温度约为175℃，其高于用于将第三光刻胶材料层150施加到第二层130的干膜层压温度。
现在参照图16及图17，阐述在第二层130的外表面148上制造阻挡壁的方法。在对第二光刻胶材料层130成像及显影以及可选地烘烤之后，将第三光刻胶材料层150层压到第二层130的外表面148，如图16中所示。第三光刻胶材料层150由与上述相对于第二光刻胶材料层130相同制剂的干膜光刻胶材料提供。因此，第三层150也衍生自双官能环氧化合物、相对高分子量的多羟基醚、上述的光酸产生剂及可选的上述的增粘剂。
用于提供第二光刻胶材料层130及第三光刻胶材料层150的合适制剂如下：
表4
Figure BDA0003265579050000131
在对第二层130进行固化及显影以及可选地烘烤之后，将第三光刻胶材料层150作为干膜层压被施加到第二光刻胶材料层130的外表面148。因此，第三光刻胶材料层150的前述成分也可溶解在合适的溶剂或溶剂混合物中，并在剥离衬垫或其他合适的支撑材料上干燥。第三光刻胶材料层150的所有成分可溶于其中的溶剂是脂族酮溶剂或溶剂的混合物。特别有用的脂族酮溶剂是环己酮。环己酮可单独使用或者优选为与丙酮结合使用。由于高分子量的苯氧基树脂在环己酮中的溶解性，环己酮被用作第三层组合物的主要溶剂。丙酮可选地用作溶剂来帮助膜形成工艺。由于丙酮是高度挥发性的溶剂，因此在薄膜被拉下到剥离衬垫或支撑材料上后它会很快消失。丙酮的挥发有助于将液体树脂固化成层150的干膜。
如上所述，可使用热及压力在低于第二层130的玻璃化转变温度的温度下将第三光刻胶材料层150层压到第二层130的外表面148。接下来，使用掩模152以界定第三层150中的阻挡壁154。掩模152包括在第三层150中界定阻挡壁154的透明区域156。不透明区域158防止由箭头160指示的光化辐射在层150的将被移除的区域中接触第三层150，同时掩模152的透明区域156使得光化辐射能够固化第三层150的将保留下来以提供阻挡壁154的区域。如上所述，在使用合适的溶剂对第三光刻胶材料层150进行显影时，在第二层130的外表面148上形成阻挡壁154，如图17中所示。如上所述的常规光成像及显影技术用于对第三光刻胶材料层150进行成像及显影。
在对第三光刻胶材料层150进行显影之后，可选地在介于约150℃至约200℃、优选为从约170℃至约190℃的温度下烘烤包括层112、层130及阻挡壁154的衬底110达约1分钟至约60分钟、优选为从约15分钟至约30分钟。图17中示出包含阻挡壁154的喷射头的剖视图。
上述阻挡壁不仅可防止相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染，而且阻挡壁还可防止流体从喷嘴板的表面148溢流并腐蚀用于与喷射头电连接的接触接垫。
出于本说明书及所附权利要求的目的，除非另有说明，否则说明书及权利要求中使用的所有表示数量、百分比或比例的数字以及其他数字都应理解为在所有情况下都由术语“约(about)”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则在以下说明书及所附权利要求中阐述的数字参数是可依据本公开寻求获得的期望性质而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的应用限制到权利要求的范围，每一数字参数至少应该根据所报告的有效数字的数目并通过应用普通的舍入技术来解释。
虽然已阐述特定的实施例，但是申请人或本领域的其他技术人员可考虑到目前未预料到的替代、修改、变化、改进及实质等同物。因此，提出申请的所附权利要求以及对它们进行的修改旨在包括所有这些替代、修改、变化、改进及实质等同物。

Claims (19)

1.一种喷嘴板，用于流体喷射装置的流体喷射头，其特征在于，
所述喷嘴板中包括：
两个或多个喷嘴孔阵列；以及
阻挡结构，设置在所述喷嘴板的相邻的喷嘴孔阵列之间的暴露表面上，
其中，所述阻挡结构阻止所述相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染。
2.根据权利要求1所述的喷嘴板，其特征在于，
所述喷嘴板包括光成像层。
3.根据权利要求2所述的喷嘴板，其特征在于，
所述阻挡结构包括：在层压到所述喷嘴板的所述光成像层中成像的单个壁。
4.根据权利要求2所述的喷嘴板，其特征在于，
所述阻挡结构包括：在层压到所述喷嘴板的所述光成像层中成像的多个壁。
5.根据权利要求1所述的喷嘴板，其特征在于，
所述阻挡结构具有：垂直于所述喷嘴板且介于25微米至100微米的范围内的高度。
6.根据权利要求1所述的喷嘴板，其特征在于，
所述阻挡结构包括：层压到所述喷嘴板的所述暴露表面的干膜光刻胶层。
7.根据权利要求6所述的喷嘴板，其特征在于，
所述干膜光刻胶层包括负性光成像材料层。
8.一种流体喷射头，用于流体喷射装置的流体喷射头，其特征在于，所述流体喷射头包括：
权利要求1所述的喷嘴板。
9.一种制造用于流体喷射装置的流体喷射头的方法，所述方法包括以下步骤：
将第一负性光刻胶层施加到半导体衬底的装置表面，其中，所述第一负性光刻胶层衍生自包含多官能环氧化合物、第一双官能环氧化合物、光酸产生剂、增粘剂及芳基酮溶剂的第一光刻胶制剂；
在所述第一负性光刻胶层中成像出多个流动特征；
对所成像的所述第一负性光刻胶层进行显影，以在所述第一负性光刻胶层中提供所述多个流动特征及实质上平坦的厚膜层表面；
将第二负性光刻胶层施加到所述厚膜层表面，所述第二负性光刻胶层具有介于10微米至30微米的范围内的厚度且衍生自包含第二双官能环氧化合物、相对高分子量的多羟基醚、所述光酸产生剂、所述增粘剂及脂族酮溶剂的第二光刻胶制剂；
在所述第二负性光刻胶层中成像出多个喷嘴孔，以在所述第二负性光刻胶层中提供至少两个喷嘴孔阵列；
对所成像的所述第二负性光刻胶层进行显影，以在所述厚膜层表面上提供光刻胶喷嘴板；
将第三负性光刻胶层施加到所述喷嘴板的暴露表面；以及
对所述第三负性光刻胶层进行成像及显影，以在相邻的喷嘴孔阵列之间提供阻挡结构，从而阻止所述相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述阻挡结构包括：在所述第三负性光刻胶层中成像的多个壁。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述阻挡结构具有：垂直于所述喷嘴板且介于25微米至100微米的范围内的高度。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
在将所述第三负性光刻胶层层压到所述喷嘴板的所述暴露表面之前，使用氧等离子体表面处理和/或烷氧基硅烷化合物对所述喷嘴板进行表面处理，以提高所述喷嘴板与所述第三负性光刻胶层之间的粘合力。
13.一种用于流体喷射装置的流体喷射头，其特征在于，所述流体喷射头中包括：
喷嘴板，具有两个或更多个喷嘴孔阵列；以及
阻挡结构，设置在所述喷嘴板的相邻的喷嘴孔阵列之间的暴露表面上，
其中，所述阻挡结构阻止所述相邻的喷嘴孔阵列之间的流体交叉污染。
14.根据权利要求13所述的流体喷射头，其特征在于，
所述喷嘴板包括第一光成像层。
15.根据权利要求14所述的流体喷射头，其特征在于，
所述阻挡结构包括：在层压到所述第一光成像层的第二光成像层中成像的单个壁。
16.根据权利要求14所述的流体喷射头，其特征在于，
所述阻挡结构包括：在层压到所述第一光成像层的第二光成像层中成像的多个壁。
17.根据权利要求13所述的流体喷射头，其特征在于，
所述阻挡结构具有：垂直于所述喷嘴板且介于25微米至100微米的范围内的高度。
18.根据权利要求13所述的流体喷射头，其特征在于，
所述阻挡结构包括：层压到所述喷嘴板的所述暴露表面的干膜光刻胶层。
19.根据权利要求18所述的流体喷射头，其特征在于，
所述干膜光刻胶层包括负性光成像材料层。
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