CN115484849A - 刷子、形成刷子的方法、和嵌入用于设计程序的机器可读介质的结构 - Google Patents

刷子、形成刷子的方法、和嵌入用于设计程序的机器可读介质的结构 Download PDF

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Abstract

本文描述的实施方式大体涉及提供一种刷子、形成刷子的方法、和嵌入用于设计程序的机器可读介质的结构。刷子包括主体和配置为穿过主体中的孔递送清洁液体的通道。方法使用3D印刷形成刷子。结构提供用于制成刷子的细节。本文的公开内容允许不需要移除活性成孔剂的形成刷子的方法。

Description

刷子、形成刷子的方法、和嵌入用于设计程序的机器可读介质 的结构
技术领域
本公开内容的实施方式大体涉及制造制品(article)及方法，并且更具体地，涉及刷子、形成刷子的方法、和嵌入用于设计程序的机器可读介质的结构。
背景技术
化学机械抛光(chemical mechanical polishing；CMP)通常在制造高密度集成电路时用于平坦化或抛光在基板上沉积的材料层。典型的CMP工艺包括使待平坦化的材料层与抛光垫接触并且移动抛光垫、基板、或两者，且因此在包括研磨颗粒的抛光流体的存在下，在材料层表面与抛光垫之间产生相对移动。
各种残留物和颗粒经常在CMP工艺之后余留下来，由后CMP清洁来移除。后CMP清洁设备可包括配置为将清洁液体分配到基板表面上的刷子。抵靠基板表面推动、或按压刷子以移除残留物和颗粒。从刷子中的孔、或细孔(pore)分散的清洁液体增加了后CMP清洁刷子的清洁能力。
通常，基于刷子材料的材料性质和那些材料性质用于期望的后CMP清洁应用的适用性来选择在上文描述的后CMP清洁工艺中使用的刷子。刷子通常由微孔聚乙烯醇/乙酸酯(PVA)制成。可以经调节以调谐刷子性能的材料性质的一个实例是用于形成刷子的聚合物材料的孔隙度。关于聚合物材料的性质包括细孔大小(pore size)、细孔结构、和材料表面粗糙性。
本领域中的一个缺点是将孔隙度引入刷子材料的传统方法通常包括将预聚物组成物与成孔剂、或形成孔隙度的试剂(诸如水溶性材料)掺合(blending)。然而，必须在固化刷子之后移除形成孔隙度的试剂。浇铸和后续成孔剂移除是繁琐且冗长的工艺。此外，在不对制造工艺进行重要改变的情况下，开发和产生新的设计是困难的。另外，可能需要刷子的后处理以便标准化特征尺寸(亦即，刷洗结节(brushing nodule)或节点(node)的高度)。
由此，在本领域中需要制造具有对材料性质的较佳控制的刷子。
发明内容
本文描述的实施方式大体涉及刷子、制成刷子的方法、和在用于形成刷子的设计程序中使用的结构。本文披露的刷子具有对材料性质(诸如孔隙度、孔大小、和孔变化)的较大控制。这些材料性质允许更有效的后CMP清洁。
在一个实施方式中，提供了一种刷子。刷子包括主体和设置在主体中的通道。主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔。多个主体孔具有第一主体区域。第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％。通道流体耦接至主体多个孔。
在另一实施方式中，提供了嵌入用于设计程序的机器可读介质的结构。结构包括刷子。刷子包括主体和设置在主体中的通道。主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔。多个主体孔具有第一主体区域。第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％。通道流体耦接至多个主体孔。
在又一实施方式中，提供了一种形成刷子的方法。方法包括使用三维(3D)印刷工艺形成刷子的主体，并且使用3D印刷工艺在刷子的主体中形成通道。主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔。多个主体孔具有第一主体区域。第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％。通道流体耦接至主体多个孔。
在又一实施方式中，提供了一种非暂时性计算机可读介质(computer readablemedium；CRM)。CRM含有用于致使系统执行形成刷子的方法的程序指令。方法包括使用三维(3D)印刷工艺形成刷子的主体，并且使用3D印刷工艺在刷子的主体中形成通道。主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔。多个主体孔具有第一主体区域。第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％。通道流体耦接至主体多个孔。
在另一实施方式中，提供了一种增材制造系统。增材制造系统包括运动系统、槽系统、处理源、和控制器。运动系统包括支撑构件和支撑致动器。运动系统设置在槽系统上方。槽系统设置在处理源上方。槽系统包括配置为含有印刷液体的槽。处理源被配置为将处理发射(treatment emission)发射到印刷液体的表面上。控制器被配置为控制支撑致动器。支撑致动器被配置为相对于槽系统升高支撑构件。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征所用方式，可参考实施方式进行对上文简要概述的本公开内容的更具体描述，一些实施方式在附图中示出。然而，将注意，附图仅示出本公开内容的典型实施方式，并且由此不被认为限制其范围，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。
图1A示出根据一个实施方式的清洁系统的示意性侧视图。
图1B示出根据一个实施方式的清洁系统的示意性俯视图。
图2示出根据一个实施方式的刷子的放大(zoomed-in)部分。
图3A示出根据一个实施方式的增材制造系统的示意性截面图。
图3B示出根据一个实施方式的设置在表面上的液滴的示意性截面图。
图4示出根据一个实施方式的计算机辅助设计(computer-aided design；CAD)兼容印刷指令的一部分。
图5是根据一个实施方式的用于形成刷子的方法操作的流程图。
图6A和图6B示出根据一个实施方式的增材制造系统的示意性截面图。
图7是根据一个实施方式的用于形成刷子的方法操作的流程图。
为了便于理解，已经尽可能地使用相同的附图标记来标识各图中共有的相同元件。可以预期，一个实施方式的元件和特征可有利地并入其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
本文描述的实施方式大体涉及刷子、形成刷子的方法、和嵌入机器可读介质的结构。刷子包括主体和配置为穿过主体中的孔递送清洁液体的通道。所述方法使用3D印刷形成刷子。所述结构提供用于制成刷子的细节。旋转刷子以便清洁基板的表面。所述方法不需要移除在传统制成刷子的方法中使用的活性成孔剂。这改善了制造刷子的速度和简易性。此外，通过改变结构和3D印刷方法的细节，新的设计可以与相同的制造工艺一起使用。本公开内容的实施方式可以用于但不限于用于后CMP清洁工艺的刷子和刷子的制造。
如本文所使用的，术语“约”指从标称值(nominal value)的+/-10％变化。将理解，在本文提供的任何值中可包括此变化。
刷子具有跨越刷洗表面(亦即，刷子和/或刷洗元件(若存在)的主体的表面)选择性布置的细孔。如本文所使用的，术语“细孔”包括在刷洗表面中界定的开口、在刷洗表面下方的材料中形成的孔隙、在刷洗表面中设置的形成细孔的特征、以及在刷洗表面下方的刷洗材料中设置的形成细孔的特征。形成细孔的特征通常包括在暴露于流体时溶解的水溶性牺牲材料，因此在刷洗表面中形成对应开口和/或在刷洗表面下方的刷洗材料中形成孔隙。在一些实施方式中，水溶性牺牲材料在暴露于流体时膨胀，因此使周围的刷洗材料变形以在刷洗表面处提供粗糙性。所得的细孔和粗糙性期望地促进将液体运输到在刷洗表面与基板的待刷洗材料表面之间的界面。
如本文使用的术语“选择性布置的细孔”是指细孔在刷洗表面内的分布。在本文中，细孔在与刷洗表面平行(亦即，横向)的X-Y平面的一个或两个方向上分布并且在与X-Y平面正交(亦即，垂直)的Z方向上分布。
图1A示出根据一个实施方式的清洁系统100的示意性侧视图。图1B示出根据一个实施方式的清洁系统100的示意性俯视图。清洁系统100被配置为清洁基板101(例如，在化学机械抛光(CMP)工艺之后)。如图所示，清洁系统100包括多个辊110、一个或多个刷子102、一个或多个流体源130、一个或多个流体输入件131、和一个或多个刷子致动器105。
一个或多个刷子102被配置为从基板101的表面清洁和/或移除碎屑、残留物、或其他污染物。例如，碎屑可以包括余留的抛光垫碎屑、浆料颗粒和其他抛光副产物。如图所示，刷子102包括主体109、设置在主体中的通道104、和多个刷洗元件103。图1A和图1B示出包括两个刷子102的清洁系统100，其中一个刷子清洁基板101的顶表面101A，并且另一个刷子清洁基板的底表面101B。然而，可以包括任何数量的刷子102，其中任何数量的刷子在基板101的任一表面上。此外，尽管在图1A和图1B中示出圆形基板101，但任何形状的基板可以获益于本文披露的清洁系统100。刷子102的长度和半径随着待清洁的基板的大小而变化。刷子102具有刷洗表面，所述刷洗表面定义为接触基板101的表面的刷子的一部分。刷洗表面可以包括接触基板101的表面的主体109的任何部分。刷洗表面可以包括接触基板101的表面的刷洗元件103(若存在)的任何部分。
尽管在图1A和图1B中将刷子102图示为具有大致圆柱形的形状，但可预期其他刷子形状。例如，刷子102可以具有楔形形状，使得与在刷子的第二端102B处相比，刷子的半径r在刷子的第一端102A处较大。在另一实例中，刷子102具有沙漏形状，使得与在刷子的第一端102A或第二端102B处相比，半径r在刷子的中心102C处较小。
一个或多个刷子致动器105被配置为旋转一个或多个刷子102。一个或多个刷子102可以连接至单个刷子致动器105，或者一个或多个刷子可以连接至任何数量的刷子致动器105。刷子致动器105旋转刷子102，使得刷子102抵靠基板101的表面101A、101B被按压或推动。刷子102可以在顺时针或逆时针方向上旋转。刷子102可以在相同方向上旋转、或在彼此不同的方向上旋转。刷子102可以经由通道104安装。
多个辊110在清洁期间旋转基板101，从而增加从基板的表面101A、101B移除碎屑和残留物。一个或多个辊致动器120被配置为旋转多个辊110。多个辊110可以在顺时针或逆时针方向上旋转基板101。
刷子102的通道104流体连接至流体输入件131。流体输入件131流体连接至流体源130。流体源130被配置为将清洁液体115递送到刷子102，并且因此穿过刷洗元件103和/或主体109递送到基板101的表面。在其他实施方式中，流体源130被配置为将清洁液体115经由未附接至刷子102的喷嘴(未示出)直接递送到基板101的表面。在其他实施方式中，刷子102不包括刷洗元件，并且清洁液体115通过主体109中的细孔递送。
针对有效清洁而言，期望刷洗表面近似与基板表面101A、101B共面。在一些实施方式中，刷子102包括多个刷洗元件103。刷洗元件103包括可以在本领域中使用的任何元件，所述元件可以与基板表面101A、101B有效接触，使得刷洗表面实质上在与基板表面相同的平面中。刷洗元件103可包括在本领域中用于清洁表面的任何特征，诸如，但不限于，结节、节点、刷子、或擦拭器。刷洗元件103可以具有常规大小，诸如约1mm的尺寸、或微观上诸如约1μm的尺寸。如本文所披露的，刷洗元件103的尺寸可以是刷洗元件的半径、直径、和/或高度。尽管，如图1A和图1B所示，刷洗元件103被布置在矩形网格中，但刷洗元件可以形成任何期望的图案。在一些实施方式中，刷洗元件103具有星形，所述星形允许刷洗元件移除更多在基板101上存在的碎屑。
根据一个实施方式，刷洗元件103包括具有从约10μm至约1mm的尺寸的结节，诸如从约50μm至约250μm。根据一个实施方式，刷洗元件103包括具有从约50μm至约500μm的尺寸的擦拭器。类擦拭器特征具有矩形形状并且期望在100-500μm长度与50-100μm宽度中最为有效。所有特征标称为50-100μm高，尽管亦可以小至20且大至200μm。
在清洁期间，刷洗元件103经抵靠基板101的表面101A、101B被按压或推动。在一些实施方式中，刷洗元件103被配置为将清洁液体115喷射到基板101的表面上。刷洗元件103包括配置为递送清洁液体115的孔和/或细孔。推动刷洗元件103和递送清洁液体115的组合辅助从基板101的表面移除碎屑和其他污染物。清洁液体115可包括在本领域中用于清洁基板的任何液体，诸如高pH溶液。
图2示出根据一个实施方式的刷子102的放大部分。主体109包括第一聚合物材料。如图所示，主体109包括具有第一主体区域211的多个主体孔(或者称为主体细孔)210。主体孔210被配置为具有不同的形状和大小，诸如但不限于圆形、多边形、或无规则形状。主体孔210孔具有从约10μm至约100μm的尺寸。主体孔210流体连接至通道104。主体孔210彼此互连，使得主体孔被配置为穿过其递送清洁溶液。清洁溶液流过通道104、和主体孔210，使得将清洁溶液(例如，图1A和图1B的清洁液体115)递送到基板的表面(例如，图1A和图1B的基板101的表面101A、101B)。如本文所使用的，“孔隙度”指在给定样品中孔隙空间的体积作为总主体体积的百分比。第一主体区域211的孔隙度大于约70％。第一主体区域211的高孔隙度允许穿过第一主体区域中的大体积孔有效喷射清洁液体(例如，图1A和图1B的清洁液体115)。
根据一个实施方式，多个主体孔210具有第二主体区域213，并且第二主体区域的第二主体孔隙度大于第一主体孔隙度。根据一个实施方式，多个主体孔210具有第三主体区域212，第三主体区域的第三主体孔隙度大于第一主体孔隙度，并且第三主体孔隙度小于第二主体孔隙度。多个主体孔210可以在各个区域之间具有大小梯度。换言之，主体孔210的大小可以在主体109的不同部分中以线性或以任何其他方式变化。主体孔210的大小可以沿着主体109的表面(亦即，X-Y平面)或穿过主体的深度(亦即，Z方向)变化。在一些实施方式中，主体孔210靠近通道104较大并且主体孔在主体109的表面处变得较小。这允许将较大体积的清洁液体穿过主体孔210从通道104传递到基板，因此改善基板的清洁。
根据一些实施方式，刷子102包括多个刷洗元件103。刷洗元件103包括第二聚合物材料。根据一个实施方式，主体109的第一聚合物材料与刷洗元件103的第二聚合物材料不同。根据一个实施方式，主体109的第一聚合物材料与刷洗元件103的第二聚合物材料相同。
如图所示，刷洗元件103包括具有第一元件区域221的多个元件孔(或者称为元件细孔)220。元件孔220被配置为具有不同形状和大小，诸如，但不限于圆形、多边形、或无规则形状。元件孔220流体连接至通道104。元件孔220互连，使得元件孔被配置为穿过其递送清洁溶液。清洁溶液流过通道104、和元件孔220，使得将清洁溶液(例如，图1A和图1B的清洁液体115)递送到基板的表面(例如，图1A和图1B的基板101的表面101A、101B)。第一元件区域221的孔隙度大于约70％。第一元件区域221的高孔隙度允许穿过第一元件区域中的大体积孔有效喷射清洁液体(例如，图1A和图1B的清洁液体115)。
根据一个实施方式，多个元件孔220具有第二元件区域223，并且第二元件区域的第二主体孔隙度大于元件主体孔隙度。根据一个实施方式，多个元件孔220具有第三元件区域222，第三元件区域的第三元件孔隙度大于第一元件孔隙度，并且第三元件孔隙度小于第二元件孔隙度。根据一个实施方式，第一元件孔隙度大于第一主体孔隙度。
多个元件孔220可以在多个区域之间具有大小梯度。换言之，孔220的大小可以在刷洗元件103的不同部分中以线性或以任何其他方式变化。孔220的大小可以沿着刷洗元件103的表面(亦即，X-Y平面)或穿过刷洗元件的深度(亦即，Z方向)变化。在一些实施方式中，元件孔220靠近通道104较大，并且元件孔在刷洗元件103的表面处变得较小。这允许将较大体积的清洁液体穿过元件孔220从通道104传递到基板，因此改善基板的清洁。
通常，本文披露的孔具有约500μm或更小的(X-Y)尺寸，诸如约400μm或更小、约300μm或更小、约200μm或更小、或约150μm或更小。在一些实施方式中，孔将具有约5μm或更大、约10μm或更大、约25μm或更大、或约50μm或更大的至少一个横向尺寸。在一些实施方式中，孔将具有在约50μm至约250μm的范围内的至少一个横向尺寸，诸如在约50μm至约200μm、约50μm至约150μm的范围内。孔间隔开约5μm或更大，诸如约10μm或更大、20μm或更大、30μm或更大、40μm或更大、或50μm或更大。
图3A示出根据一个实施方式的增材制造系统300的示意性截面图。增材制造系统300被配置为使用三维(3D)印刷工艺来印刷部件303(例如，刷子102)。如图所示，增材制造系统300包括可移动制造支撑件302，设置在制造支撑件302上方的多个分配头304、305、306、307，处理源308，和系统控制器310。在抛光垫制造工艺期间，分配头304、305、306、307可以独立于彼此并且独立于制造支撑件302移动。第一分配头304和第二分配头306分别流体耦接至用于形成主体109的第一预聚物组成物源312和第一牺牲材料源314，所述主体包括第一聚合物材料和在上文的图2中描述的多个主体孔210。第三分配头305和第四分配头307分别流体耦接至用于形成刷洗元件103的第二预聚物组成物源313和第二牺牲材料源315，这些刷洗元件包括第二聚合物材料和在上文的图2中描述的多个元件孔220。
在一些实施方式中，增材制造系统300包括所需尽可能多的分配头，以各自分配不同的预聚物组成物或牺牲材料前驱物组成物。在一些实施方式中，增材制造系统300进一步包括多个分配头，其中两个或更多个分配头被配置为分配相同的预聚物组成物或牺牲材料前驱物组成物。
此处，分配头304、305、306、307的每一者具有液滴喷射喷嘴316的阵列，这些液滴喷射喷嘴被配置为分别喷射递送到分配头贮槽的第一预聚物组成物312、第一牺牲材料组成物314、第二预聚物组成物313、和第二牺牲材料组成物315的液滴330、331、332、333。此处，液滴330、331、332、333朝向制造支撑件302喷射，并且因此喷射到制造支撑件302上或喷射到设置在制造支撑件302上的先前形成的印刷层318上。通常，分配头304、305、306、307的每一者被配置为独立于射出其他喷嘴316从喷嘴316的每一者以相应几何阵列或图案射出(例如，控制喷射)液滴330、331、332、333。在本文中，随着分配头304、305、306、307相对于制造支撑件302移动，喷嘴316根据用于待形成的印刷层的液滴分配图案独立地射出。一旦经分配，至少部分地处理第一预聚物组成物和/或第二预聚物组成物的液滴和/或第一牺牲材料组成物和/或第二牺牲材料组成物的液滴。处理可包括暴露于藉由电磁辐射源(诸如包括UV光源的处理源308)提供的电磁辐射326(例如，紫外(UV)辐射)，以形成印刷层。
在一些实施方式中，如图3B所示，预聚物组成物的所分配液滴(诸如第一预聚物组成物的所分配液滴330)暴露于电磁辐射以在其延展到平衡大小之前用物理方式固定液滴。通常，所分配液滴暴露于电磁辐射以在液体接触表面的1秒或更少时间内至少部分地固化其预聚物组成物，诸如制造支撑件302的表面或设置在制造支撑件302上的先前形成的印刷层318的表面。
图3B示出根据一个实施方式的设置在表面318a上的液滴330a的示意性截面图。在典型的增材制造工艺中，在从液滴330a接触表面318a的时刻起约1秒内，预聚物组成物的液滴(诸如液滴330a)将延展并且达到与先前形成层的表面318a的平衡接触角α。平衡接触角α随着至少预聚物组成物的材料性质变化和随着在先前形成层(例如，先前形成层318)的表面318a处的能量(例如，表面能)变化。在一些实施方式中，期望至少在所分配液滴达到平衡大小之前部分地固化所分配液滴，以便固定液滴与先前形成层的表面318a的接触角。在那些实施方式中，所固定液滴330b的接触角θ大于允许延展到其平衡大小的相同预聚物组成物的液滴330a的平衡接触角α。
在本文中，至少部分地固化所分配液滴导致在液滴内的预聚物组成物的至少部分聚合(例如，交联)并且与相同或不同预聚物组成物的相邻设置的液滴至少部分聚合以形成连续聚合物相。在一些实施方式中，在将牺牲材料组成物分配到预聚物组成物之前，分配并且至少部分地固化所述预聚物组成物以绕着期望的细孔形成阱。
上文描述的用于形成主体109的第一聚合物材料和刷洗元件103的第二聚合物材料的预聚物组成物各自包括一个或多个官能聚合物、官能寡聚物、官能单体、反应性稀释剂、和光引发剂的混合物。根据一个实施方式，用于第一聚合物材料和第二聚合物材料的预聚物组成物是相同或不同的。根据一个实施方式，第一聚合物材料和第二聚合物材料是相同或不同的。
可用于形成至少两个预聚物组成物中的一者或两者的合适官能聚合物的实例包括多官能丙烯酸酯，包括二、三、四、和较高官能度的丙烯酸酯，诸如1，3，5-三丙烯酰基六氢-1，3，5-三嗪(1，3，5-triacryloylhexahydro-1，3，5-triazine)或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
可用于形成至少两个预聚物组成物中的一者或两者的合适官能寡聚物的实例包括单官能和多官能寡聚物、丙烯酸酯寡聚物，诸如脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物、脂族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物、二丙烯酸酯、脂族六官能丙烯酸酯寡聚物、多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物、脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯寡聚物、脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物、脂族聚酯氨基甲酸酯二丙烯酸酯与脂族二丙烯酸酯寡聚物的掺合物、或其组合，例如，双酚A乙氧基二丙烯酸酯或聚丁二烯二丙烯酸酯、四官能丙烯酸聚酯寡聚物、和基于脂族聚酯的氨基甲酸酯二丙烯酸酯寡聚物。
可用于形成至少两个预聚物组成物中的一者或两者的合适单体的实例包括单官能单体和多官能单体两者。合适的单官能单体包括四氢糠基丙烯酸酯(例如，来自
Figure BDA0003922526070000101
的SR285)、四氢糠基甲基丙烯酸酯、乙烯基己内酰胺、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、2-[[(丁基氨基)羰基]氧]丙烯酸乙酯(例如，来自RAHN USA Corporation的Genomer1122)、3，3，5-三甲基环己烷丙烯酸酯、或单官能甲氧基化PEG(350)丙烯酸酯。合适的多官能单体包括二醇和聚醚二醇的二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯，诸如丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、烷氧基化脂族二丙烯酸酯(例如，来自
Figure BDA0003922526070000102
的SR9209A)、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、或其组合，例如，来自
Figure BDA0003922526070000103
的SR562、SR563、SR564。
通常，用于形成预聚物组成物中的一者或多者的反应性稀释剂是最低单官能的，并且当暴露于自由基、路易士酸、和/或电磁辐射时进行聚合。合适的反应性稀释剂的实例包括单丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯、丙烯酸辛基癸酯、环状三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、或烷氧基化甲基丙烯酸十二烷基酯。
用于形成至少两种不同的预聚物组成物中的一个或多个的合适光引发剂的实例包括聚合光引发剂和/或寡聚物光引发剂，诸如安息香醚、苄基缩酮、乙酰苯、烷基苯酮、氧化膦、二苯甲酮化合物和噻吨酮化合物(包括胺增效剂)、或其组合。
通过上文描述的预聚物组成物形成的第一聚合物材料和/或第二聚合物材料的实例通常包括选自由下列组成的组的至少一种寡聚和、或聚合链段、化合物、或材料：聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚醚酮、聚醚、聚甲醛、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚硅氧烷、聚砜、聚苯、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、三聚氰胺、聚砜、聚乙烯材料、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、卤化聚合物、嵌段共聚物、及其无规共聚物、及其组合。
在一个实施方式中，第一聚合物材料和第二聚合物材料包括具有软核和丙烯酸酯官能团的分子。UV固化这些官能团导致分子聚合，因此形成第一聚合物材料和/或第二聚合物材料。例如，在暴露于UV光时，分子的UV可固化形成形成了软亲水性基质以匹配湿PVA。软核的实例包括但不限于硅氧烷、PVA、氨基甲酸酯、脂族氨基甲酸酯、乙酸酯、环氧化物、及其组合。
用于形成上文描述的多个主体孔210和/或多个元件孔220的牺牲材料组成物包括水溶性材料，诸如，二醇(例如，聚乙二醇)、二醇-醚、和胺。可用于形成本文描述的形成细孔的特征的合适牺牲材料前驱物的实例包括乙二醇、丁二醇、二聚二醇、丙二醇-(1，2)及丙二醇-(1，3)、1，8-辛二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇(1，4-双-羟基甲基环己烷)、2-甲基-1，3-丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己二醇-(1，6)、己三醇-(1，2，6)、丁三醇-(1，2，4)、三羟甲基乙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露糖醇、山梨糖醇、甲基糖苷、亦二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、乙二醇、乙二醇单丁醚(EGMBE)、二乙二醇单丁醚、乙醇胺、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、及其组合。
在一些实施方式中，牺牲材料前驱物包括水溶性聚合物，诸如1-乙烯基-2-吡咯烷酮、乙烯基咪唑、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、Hitenol
Figure BDA0003922526070000111
Maxemul
Figure BDA0003922526070000112
丙烯酸羟乙酯和[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠、4-乙烯基苯磺酸钠、[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸、乙烯基膦酸、氯化烯丙基三苯基鏻、(乙烯基苄基)三甲基氯化铵、氯化烯丙基三苯基鏻、(乙烯基苄基)三甲基氯化铵、E-SPERSE RS-1618、E-SPERSERS-1596、甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇二丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇三丙烯酸酯、或其组合。
系统控制器310被配置为控制增材制造系统300的各个部件。如图所示，系统控制器310包括可编程中央处理单元(central processing unit；CPU)334，所述CPU可与存储器335(例如，非易失性存储器(non-volatile memory))和支持电路336一起操作。支持电路336传统地耦接至CPU 334并且包括耦接至增材制造系统300的各个部件的高速缓存存储器(cache)、时钟电路、输入/输出子系统、电源、和类似者、及其组合，以促进对其进行控制。CPU 334是在工业环境中使用的任何形式的通用计算机处理器之一，诸如可编程逻辑控制器(programmable logic controller；PLC)，用于控制增材制造系统300的各个部件和子处理器。耦接至CPU 334的存储器335是非暂时性的并且通常是容易获得的存储器之一或多个，诸如随机存取存储器(random access memory；RAM)、只读存储器(read only memory；ROM)、软盘驱动器、硬盘、或任何其他形式的数字储存器(本地或远程)。
通常，存储器335呈含有指令的计算机可读储存介质(例如，非易失性存储器)的形式，当由CPU 334执行时，这些指令促进制造系统300的操作。存储器335中的指令呈程序产品的形式，诸如实施本公开内容的方法的程序。
程序代码可符合数个不同编程语言中的任一者。在一个实例中，本公开内容可实施为在计算机可读储存介质上储存的程序产品以与计算机系统一起使用。程序产品的程序定义实施方式的功能(包括本文描述的方法)。
说明性计算机可读储存介质包括但不限于：(i)不可写储存介质(例如，计算机内的只读存储器装置，诸如其上永久储存信息的可由CD-ROM驱动器读取的压缩磁盘只读存储器(compact disc-read only memory；CD-ROM)盘、闪速存储器(flash memory)、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)；以及(ii)其上储存可变信息的可写储存介质(例如，在磁盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。当携带导引本文描述的方法的功能的计算机可读指令时，此种计算机可读储存介质是本公开内容的实施方式。在一些实施方式中，本文阐述的方法、或其部分通过一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuit；ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array；FPGA)、或其他类型的硬件实施方式来执行。在一些其他实施方式中，本文阐述的抛光垫制造方法通过软件程序、ASIC、FPGA、和、或其他类型的硬件实施方式的组合来执行。
系统控制器310导引制造支撑件302的运动，分配头304、305、306、307的运动，喷嘴316的射出以从其喷射预聚物组成物的液滴，以及通过处理源308提供的分配液滴的处理程度和时序。在一些实施方式中，由系统控制器用于导引制造系统300的操作的指令包括用于待形成的印刷层的每一者的液滴分配图案。在一些实施方式中，液滴分配图案共同储存在存储器325中作为CAD兼容的数字元印刷指令。在图4中图示可以通过增材制造系统300用于制造本文描述的刷子的印刷指令的实例。
在一个实施方式中，三维(3D)印刷(或3D印刷)用于产生(或制成)本文描述的刷子(例如，图1A和图1B的刷子102)。在一个实施方式中，首先制成所需部件的计算机(例如，CAD)模型并且随后断层演算法(slicing algorithm)绘制每层的信息。一层以散布在粉末床表面上方的细粉末分布来开始。所选的粘合剂材料随后选择性地结合其中将形成物件(object)的颗粒。随后，为了形成下一粉末层，按顺序降低支撑粉末床的活塞及进行中的部分。在每层之后，重复相同工艺，接着通过最终热处理来制成物件。由于3D印刷可以进行对材料组成物、微结构及表面纹理的局部控制，因此可用此方法获得各种(以及先前不可得到)的几何形状。
在一个实施方式中，如本文描述的刷子(例如，图1A和图1B的刷子102)以数据结构表示，所述数据结构可由计算机呈现装置或计算机显示装置读取。计算机可读介质可以含有表示刷子的数据结构。数据结构可以是计算机文件(computer file)，并且可以含有关于一种或多种制品的结构、材料、纹理、物理性质、或其他特性的信息。数据结构亦可以含有代码，诸如连接计算机呈现装置或计算机显示装置的已选功能的计算机可执行代码或装置控制代码。根据一个实施方式，结构包括下列中的至少一者：测试数据文件、特性化数据、验证数据、或设计规范。根据一个实施方式，结构保留在储存介质上作为用于交换布局数据的数据格式。数据结构可以储存在计算机可读介质上。计算机可读介质可包括实体储存介质，诸如磁存储器、软盘、或任何传统的实体储存介质。实体储存介质可以由计算机系统读取以在计算机屏幕或实体呈现装置(其可为增材制造装置(例如，增材制造装置300、600)，诸如3D列印机)上呈现由数据结构表示的制品。
图4示出根据一个实施方式的CAD兼容印刷指令400的一部分。CAD兼容印刷指令400可以由增材制造系统300和600(在下文进一步详细描述)使用以形成本文描述的刷子102的实施方式。此处，印刷指令400是针对用于形成多个孔区域402(由白色区域表示)的印刷层。尽管将孔区域402描绘为规则孔列，将理解，任何种类的孔集合连同任何孔形状可以包括在本文中。多个孔区域402可以包括多个主体孔210和/或多个元件孔220的任一者或两者。材料区域404(由黑色区域表示)的每一者由聚合物材料(例如，第一聚合物材料和/或第二聚合物材料，和/或固体材料630(图6A和图6B))形成。当使用增材制造系统300时，用于形成第一聚合物材料和/或第二聚合物材料的预聚物组成物的液滴分配在材料区域404中并且牺牲材料组成物的液滴分配在孔区域402中。因此，最终在孔区域402中产生孔，而材料区域404保持为第一聚合物材料或第二聚合物材料。印刷指令400可以用于形成主体区域(例如，第一、第二、和第三主体区域211、212、213)和/或元件区域(例如，第一、第二、和第三元件区域221、222、223)。
图5是根据一个实施方式的形成刷子的方法500的操作的流程图。尽管结合图3A和图5描述方法500的操作，但本领域技术人员将理解，配置为以任何次序执行方法操作的任何系统落入本文描述的实施方式的范围内。方法500的实施方式可与本文描述的系统和系统操作之一或多者结合使用，诸如图3A的增材制造系统300和图4的CAD兼容印刷指令400。方法500可以作为含有指令的计算机可读介质储存或为控制器310存取，当由控制器310的处理器执行时，这些指令致使增材制造系统300执行方法500。另外，方法500的实施方式可以用于形成本文图示及描述的刷子(例如，刷子102)的实施方式的任一者或组合。
方法500包括形成刷子的3D印刷工艺。3D印刷工艺可包括立体光刻(stereolithography；SLA)、粉末床印刷、多喷印刷、熔融沉积模型化(fused depositionmodeling；FDM)、数字光处理(digital light processing；DLP)印刷、连续液体界面生产(continuous liquid interface production；CLIP)、及上述的任何组合。SLA、DLP、及CLIP方法不需要活性成孔剂来产生孔隙度，从而减少对冗长的后清洁刷子的需要。3D印刷允许可调谐控制刷子的刷洗表面。3D印刷允许跨越刷子的长度及深度可调谐的性质(例如，孔大小、孔密度、孔变化)。3D印刷允许在单个步骤中形成主体和刷洗元件。
方法500包括：使用(3D)印刷工艺形成部件(例如，刷子102)的主体，主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔，多个主体孔具有第一主体区域，其中第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％；以及使用3D印刷工艺在刷子的主体中形成通道，通道流体耦接至主体多个孔。在一些实施方式中，方法500开始于操作501，其中将第一预聚物组成物的液滴和第一牺牲材料组成物的液滴分配到表面上。表面可以例如是先前根据预定的液滴分配图案形成的印刷层。
于操作502，至少部分地处理第一预聚物组成物的所分配液滴以形成具有多个孔(例如，多个主体孔210)的刷子的主体(例如，刷子102的主体109)的至少部分，主体包括第一聚合物材料。多个主体孔具有第一主体区域，其中第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％。根据一个实施方式，多个主体孔具有第二主体区域，并且第二主体区域的第二主体孔隙度大于第一主体孔隙度。根据一个实施方式，第一聚合物材料具有第三主体区域，第三主体区域的第三主体孔隙度大于第一主体孔隙度，并且第三主体孔隙度小于第二主体孔隙度。主体孔的高孔隙度可以通过经由3D印刷改善对主体的材料性质的控制来实现。根据一个实施方式，操作501和502同时执行。
于操作503，将第二预聚物组成物的液滴和第二牺牲材料组成物的液滴分配到表面上。表面可以例如是先前根据预定的液滴分配图案形成的印刷层。表面亦可以为精整(finished)或部分精整的刷子主体。
于操作504，至少部分地处理第二预聚物组成物的所分配液滴以形成具有多个孔(例如，多个元件孔220)的多个刷洗元件(例如，刷洗元件103)的至少部分，刷洗元件包括第二聚合物材料。多个元件孔具有第一元件区域，其中第一元件区域的第一元件孔隙度大于约70％。元件孔的高孔隙度可以通过经由3D印刷改善对主体的材料性质的控制来实现。
根据一个实施方式，多个元件孔具有第二元件区域，并且第二元件区域的第二元件孔隙度大于第一元件孔隙度。根据一个实施方式，第一聚合物材料具有第三元件区域，第三元件区域的第三元件孔隙度大于第一元件孔隙度，并且第三元件孔隙度小于第二元件孔隙度。根据一个实施方式，第一元件孔隙度大于第一主体孔隙度。
根据一个实施方式，操作504包括将所分配液滴暴露于UV光。根据一个实施方式，操作503和504同时执行。根据一个实施方式，操作501和503同时执行。根据一个实施方式，操作502和504同时执行。
在一些实施方式中，方法500进一步包括相继重复操作501和502，和/或操作503和504以形成在Z方向(亦即，与制造支撑件或其上设置的先前形成的印刷层的表面正交的方向)上堆叠的多个印刷层。用于形成每个印刷层的预定液滴分配图案可与用于形成其下方设置的先前印刷层的预定液滴分配图案相同或不同。
图6A示出根据一个实施方式的增材制造系统600的示意性截面图。增材制造系统600被配置为使用三维(3D)印刷工艺(诸如CLIP工艺)印刷部件622(例如，刷子102)。如图所示，增材制造系统600包括运动系统640、槽系统610、处理源615、和控制器690。运动系统640设置在槽系统610上方。槽系统610设置在处理源615上方。在一些实施方式中，处理源615设置在槽系统610上方或设置到槽系统610的侧面。
槽系统610被配置为将印刷液体611保持在其中。印刷液体611可以包括标识为本文的预聚物条件的任何化学试剂。印刷液体亦可以包括光聚合物树脂。如图所示，槽系统610包括具有槽底部621和膜612的槽617。槽底部621包括可渗透由处理源615产生的处理发射616的部分620(例如，窗)。膜612被配置为使得处理发射616可以穿透槽底部621的部分620。膜612亦防止印刷液体与槽617的底部进行不当的接触和/或化学反应。膜612产生“死区(dead zone)”或持久液体界面，从而防止树脂附接到部分620。例如，若印刷液体611包括光聚合物，则膜612防止或减少在印刷液体与部分620之间的光聚合。
处理源615被配置为将处理发射616发射到设置在槽系统610中的印刷液体611的表面611A上。处理源615随时间以某一图案发射处理发射616，并且图案随时间产生部件622。处理发射616在表面611A处处理印刷液体611，使得印刷液体变成固体材料630。固体材料630形成部件622的一部分。固体材料630可以是上文描述的第一聚合物材料或第二聚合物材料的任一者。尽管在图6A中仅图示了一个处理源615，但可以包括任何数量的处理源。在一些实施方式中，加热器(未示出)控制印刷液体611的温度，这导致对部件622的结构的较精细控制。
在一个实例中，印刷液体611包括UV可固化材料，处理源615被配置为发射包括UV光的处理发射616，并且因此在表面611A处的印刷液体变成固体材料630。在另一实例中，印刷液体611包括热可固化材料，处理源615被配置为发射包括热能的处理发射616，并且因此在表面611A处的印刷液体变成固体材料630。预期替代/加上UV光的其他波长的光，诸如可见光、红外光、x射线、和类似者。在一些实施方式中，组合使用UV光和热能。根据一个实施方式，处理源615进一步包括透镜系统，所述透镜系统包括一个或多个透镜，并且透镜系统的焦距使得处理发射616聚焦在表面611A上。
根据一个实施方式，印刷液体611包括UV可固化材料，处理源615被配置为发射包括UV光的处理发射616，部分620包括可渗透UV光的窗，并且膜612被配置为允许UV光透过。根据一些实施方式，膜612是氧可渗透的。
运动系统640被配置为在施加处理发射616期间移动部件622。如图所示，运动系统640包括基底601、支撑构件602、支撑致动器604、和抓持器(grasper)603。支撑构件602耦接至基底601。抓持器603耦接至部件622的固体材料630。抓持器603包括在本领域中使用的任何设备，所述设备可以耦接至固体材料630，诸如构建板或构建平台。在制造部件622期间，支撑致动器604被配置为升高支撑构件602，这继而升高抓持器。根据一个实施方式，支撑构件602的拉动速率或速度约等于处理源615的发射速率和/或印刷液体611的固化速率。
控制器690被配置为控制增材制造系统600的各个部件。如图所示，系统控制器690包括可编程中央处理单元(CPU)691，所述CPU可与存储器692(例如，非易失性存储器)和支持电路693一起操作。支持电路693传统地耦接至CPU 691并且包括耦接至增材制造系统600的各个部件的高速缓存存储器、时钟电路、输入/输出子系统、电源、和类似者、及其组合，以促进对其进行控制。CPU 691是在工业环境中使用的任何形式的通用计算机处理器之一，诸如可编程逻辑控制器(PLC)，用于控制增材制造系统600的各个部件和子处理器。耦接至CPU691的存储器692是非暂时性的并且通常是容易获得的存储器之一或多个，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘驱动器、硬盘、或任何其他形式的数字储存器(本地或远程)。
通常，存储器692呈含有指令的计算机可读储存介质(例如，非易失性存储器)的形式，当由CPU 691执行时，这些指令促进制造系统600的操作。存储器692中的指令呈程序产品的形式，诸如实施本公开内容的方法的程序。
程序代码可符合数个不同编程语言中的任一者。在一个实例中，本公开内容可实施为在计算机可读储存介质上储存的程序产品以与计算机系统一起使用。程序产品的程序定义实施方式的功能(包括本文描述的方法)。
说明性计算机可读储存介质包括但不限于：(i)不可写储存介质(例如，计算机内的只读存储器装置，诸如其上永久储存信息的可由CD-ROM驱动器读取的压缩磁盘只读存储器(CD-ROM)盘、闪速存储器、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)；以及(ii)其上储存可变信息的可写储存介质(例如，在磁盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。当携带导引本文描述的方法的功能的计算机可读指令时，此种计算机可读储存介质是本公开内容的实施方式。在一些实施方式中，本文阐述的方法、或其部分通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他类型的硬件实施方式来执行。在一些其他实施方式中，本文阐述的抛光垫制造方法通过软件程序、ASIC、FPGA、和、或其他类型的硬件实施方式的组合来执行。
控制器690导引支撑致动器604的速度和功率，以及由处理源615产生的强度和图案。在一些实施方式中，图案共同储存在存储器692中作为CAD兼容的数字印刷指令。
当升高支撑构件602时，印刷液体611的表面611A流动到固体材料630并且与固体材料630接触。印刷液体611的新部分暴露于处理发射616，从而将印刷液体转换为新的固体材料630。图6B示出根据一个实施方式的具有处于提升位置的支撑构件602的增材制造系统600的示意性截面图。如图6B所示，随着升高支撑构件602，产生更多的部件622。由处理源615产生的处理发射616随时间变化，并且因此处理发射的变化图案产生部件622(例如，刷子102)的特征。支撑构件602被配置为持续升高，并且因此产生部件622是持续的。
当使用增材制造系统600时，处理发射616聚焦在材料区域404中的印刷液体611上，并且没有处理发射聚焦在孔区域402(图4)中的印刷液体上。因此，最终在孔区域402中产生孔，而材料区域404保持为固体材料630。
图7是根据一个实施方式的形成刷子的方法700的操作的流程图。尽管结合图6A、图6B、和图7描述方法700的操作，但本领域技术人员将理解，配置为以任何次序执行方法操作的任何系统落入本文描述的实施方式的范围内。方法700的实施方式可与本文描述的系统和系统操作之一或多者结合使用，诸如图6A和图6B的增材制造系统600以及图4的CAD兼容印刷指令400。方法700可以作为含有指令的计算机可读介质储存或为控制器690存取，当由控制器690的处理器执行这些指令时，这些指令致使增材制造系统600执行方法700。另外，方法700的实施方式可以用于形成本文图示及描述的刷子(例如，刷子102)的实施方式的任一者或组合。
方法700包括形成部件(例如，刷子102)的3D印刷工艺。3D印刷工艺可以包括立体光刻(SLA)、粉末床印刷、多喷印刷、熔融沉积模型化(FDM)、数字光处理(DLP)印刷、连续液体界面生产(CLIP)、和上述的任何组合。
方法700包括：使用(3D)印刷工艺形成部件(例如，刷子102)的主体，主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔，多个主体孔具有第一主体区域，其中第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％；以及使用3D印刷工艺在刷子的主体中形成通道，通道流体耦接至主体多个孔。在一些实施方式中，方法700开始于操作710，其中将印刷液体的表面暴露于处理发射。处理液体的表面转换为固体材料，所述固体材料构成部件的一部分。根据一个实施方式，使用增材制造系统600，并且印刷液体611的表面611A暴露于处理发射616且转换为固体材料630。根据一个实施方式，处理发射616包括UV光。
于操作720，附接到固体材料的支撑构件升高，同时将随时间变化的处理发射施加到印刷液体。根据一个实施方式，处理发射616由处理源615产生。处理发射随时间变化，并且因此处理发射的变化图案产生部件(例如，刷子102)的特征。支撑构件持续升高，并且因此产生部件是持续的。
方法700可以用于产生具有高孔隙度区域的刷子102。刷子102的细孔分布可以是随机的，同时仍使上文的孔隙度为一特定值(例如，高于约70％的孔隙度)。换言之，尽管可以控制孔隙度的值，但孔/细孔大小和/或分布可以是随机的。例如，在印刷液体中的波纹可以引起分布和/或细孔大小随机。在另一实例中，在升高支撑构件时固有的颠簸或推挤引起孔隙度分布随机。在又一实例中，处理发射的波长和/或温度变化引起孔隙度分布随机。此外，方法700不需要用于在形成刷子102时支撑初始生长层的支撑结构。
如上文描述，提供了刷子、形成刷子的方法、和嵌入用于设计程序的机器可读介质的结构。刷子包括主体和配置为穿过主体中的孔递送清洁液体的通道。方法使用3D印刷形成刷子。结构提供用于制成刷子的细节。
本文的公开内容允许不需要移除活性成孔剂的形成刷子的方法。这改善了制造刷子的速度和简易性。此外，通过改变结构和3D印刷方法的细节，新的设计可以用于相同的制造工艺。
尽管上述内容涉及本公开内容的实施方式，但可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，设计出本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由以下权利要求确定。

Claims (20)

1.一种刷子，包括：
主体，所述主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔，所述多个主体孔具有第一主体区域，其中所述第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％；和
通道，所述通道设置在所述主体中，所述通道流体耦接至所述多个主体孔。
2.如权利要求1所述的刷子，其中
所述多个主体孔具有第二主体区域，并且
所述第二主体区域的第二主体孔隙度大于所述第一主体孔隙度。
3.如权利要求2所述的刷子，其中
所述第一聚合物材料具有第三主体区域，
所述第三主体区域的第三主体孔隙度大于所述第一主体孔隙度，并且
所述第三主体孔隙度小于所述第二主体孔隙度。
4.如权利要求1所述的刷子，进一步包括设置在所述主体上的多个刷洗元件，所述刷洗元件包括第二聚合物材料。
5.如权利要求4所述的刷子，其中
所述刷洗元件包括具有第一元件区域的多个元件孔，其中所述第一元件区域的第一元件孔隙度大于约70％，并且
所述通道流体耦接至所述多个元件孔。
6.一种嵌入用于设计程序的机器可读介质的结构，所述结构包括：
刷子，所述刷子包括：
主体，所述主体包括第一聚合物材料，所述第一聚合物材料包括多个主体孔，所述多个主体孔具有第一主体区域，其中所述第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％；和
通道，所述通道设置在所述主体中，所述通道流体耦接至所述多个主体孔。
7.如权利要求6所述的结构，其中所述结构保留在储存介质上作为用于布局数据的交换的数据格式。
8.如权利要求6所述的结构，其中所述结构包括下列中的至少一者：测试数据文件、特性化数据、验证数据、或设计规范。
9.如权利要求6所述的结构，其中
所述多个主体孔具有第二主体区域，并且
所述第二主体区域的第二主体孔隙度大于所述第一主体孔隙度。
10.如权利要求6所述的结构，其中所述刷子进一步包括设置在所述主体上的多个刷洗元件，所述刷洗元件包括第二聚合物材料。
11.一种形成刷子的方法，包括以下步骤：
使用三维(3D)印刷工艺形成所述刷子的主体，所述主体包括第一固体材料，所述第一固体材料包括多个主体孔，所述多个主体孔具有第一主体区域，其中所述第一主体区域的第一主体孔隙度大于约70％；和
使用3D印刷工艺在所述刷子的所述主体中形成通道，所述通道流体耦接至所述主体多个孔。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述3D印刷工艺包括：
将印刷液体的表面暴露于处理发射，使得所述印刷液体的至少一部分转换为固体材料；和
升高耦接至所述固体材料的支撑构件，同时将随时间变化的处理发射施加到所述表面。
13.如权利要求12所述的方法，其中
所述多个主体孔具有第二主体区域，并且
所述第二主体区域的第二主体孔隙度大于所述第一主体孔隙度。
14.如权利要求13所述的方法，其中
所述第一固体材料具有第三主体区域，
所述第三主体区域的第三主体孔隙度大于所述第一主体孔隙度，并且
所述第三主体孔隙度小于所述第二主体孔隙度。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述随时间变化的处理发射包括紫外(UV)光。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述印刷液体包括光聚合物。
17.如权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤：使用3D印刷工艺形成设置在所述主体上的多个刷洗元件，所述刷洗元件的每一者包括所述第一固体材料，所述第一固体材料包括多个元件孔，所述多个元件孔具有第一元件区域，其中所述第一元件区域的第一元件孔隙度大于约70％。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述通道流体耦接至所述多个元件孔。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述第一主体区域包括孔的随机分布。
20.如权利要求19所述的方法，其中孔的所述随机分布至少部分地由波在所述印刷液体的所述表面处产生。
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