CN1157291C - 喷墨打印头的制造方法 - Google Patents

Abstract

在使用上下面分别形成有粘性层的薄膜板制造喷墨打印机头的方法中，当喷墨侧表面的粘性层被去除后在小孔板内形成小孔。这会防止小孔板的形成受到粘性物质层的任何残余物的不利影响并且能允许所需形状的小孔精确地形成。即使利用使用高功率能量确保螺旋波干蚀刻来快速形成小孔，由于没有粘性物质层热膨胀成为残余物，以至于多个小孔能够同时快速形成。

Description

喷墨打印头的制造方法

                     技术领域

本发明涉及了一种喷墨打印头的制造方法，这种打印头有极好的可操作性来高效快速地成形小孔板内高质量的小孔(小洞)。

                     现有技术

最近，喷墨打印机已经被广泛使用，喷墨打印机包括热喷式和压电式两种，热喷式打印机在由加热电阻元件加热墨水产生的气泡压力的作用下喷射墨滴，压电打印机是通过由压电电阻元件(压电元件)畸变向墨水加压来喷射墨滴的。

这些种类的打印机不需要显影阶段和转印阶段，并且将墨滴直接喷射到记录介质上来记录信息，因此它们在小型化和降低打印功耗方面比使用色粉的电子照相类型打印机优越止。因此，这些类型的打印机使用普遍，特别是作为个人打印机用。

根据墨滴的喷射方向，热喷式打印机头可以分为二种结构类型：一种是侧喷射器式热喷墨打印头，这种打印头向平行于生热电阻元件的生热表面的方向喷射墨滴，另一种是顶喷射器式或俯喷射器式热喷墨打印机头，这种打印头向垂直于生热电阻元件的生热表面的方向喷射墨。顶喷射器式热喷墨打印机头特别以它的低功耗而著称。

图1A-1C，示例并从原理上说明了这种顶喷射器式热喷墨打印头的打印原理。如图1A所示，一个生热电阻元件2放置在硅基底1上，并且小孔板3被粘贴到未示出的隔墙上且面向硅基底1排放。小孔板3内成形了许多小孔4，作为喷墨的喷嘴，位于面对生热电阻元件2的位置上。未示出的电极连接到生热电阻元件2的两端，并一直向装有生热电阻元件2的墨水流通道供墨水5。

为了从小孔4喷射墨滴，如图1B所示，首先(1)根据图象信息提供能量加热生热电阻元件2，进而在生热电阻元件2上导致气泡核化。(2)产生的气泡结合在一起，形成了一个薄膜气泡6。(3)薄膜气泡6绝热地膨胀生长，挤压附近的墨水，进而驱动墨水5`从小孔4流出，以使墨水5`形成喷向未示出纸张表面的墨滴7，如图1C所示。(4)当生成的薄膜气泡6的热量被附近的墨水吸收时，薄膜气泡6收缩。(5)薄膜气泡6消失，为下一次生热电阻元件2加热作好准备。(1)-(5)步的过程是瞬时进行的。

制造这样的热喷墨打印机头的一种方法是利用硅LSI技术和薄膜技术，以单片的方式同时形成许多生热电阻元件、这些元件的驱动器和许多小孔。

图2提供了一个表，说明制造这样的一个热喷墨打印机头的步骤。如图2所示，第一步，在基底上形成一个氧化膜、一个电阻膜和一个电极膜。第二步分别在电阻膜和电极膜上利用照相平板印刷工艺或类似的工艺形成生热元件图案和电极图案。第三步，形成一个隔墙，这个隔墙将基底上的区域分割成预定的结构，定义墨水流通道。第四步，在基底中形成墨水供给通道和墨水供给孔。第五步，将小孔板粘贴到隔墙上。第六步，在小孔板表面上形成金属膜并在金属膜上形成小孔图案。第七步，使用普通干蚀刻系统、准分子激光器或类似的技术成形小孔。第八步，在一个大晶片上完全成形的单个基底被分割成独立的单元。第九步，每个单独的首基底连接到一个座基底上，座基底的引线与相关的引线连接，这样完成了一个实际的热喷墨打印头单元。

在装配顶喷射器式热喷墨打印头过程中，小孔板应以这样的方式进行粘接，  即不会埋上由大约10μm高的隔墙形成的墨水槽或墨水通道。而当设计隔墙超过15μm高来消除这样的担心时，是不能够应用光敏树脂(用于制造隔墙的材料)一次形成超过15μm高的隔墙的。二次应用光敏树脂将使形成隔墙步骤时间加倍，这样降低了工作效率。

另外，一个超过10μm高的高隔墙，使形成细的墨水流通道变得很困难，而细的墨水流通道是具有400dpi或更高分辩率的打印机所必需的。在这方面，隔墙的高度最大应被设定为大约10μm。通常通过把环氧基或类似的粘性物质加到聚酰亚胺或类似的树脂上的方法制备小孔板，采用热压粘接工艺将其粘贴到隔墙上。这种原理要求在使用前施加粘性物质的厚度应是，如5μm或更小，并应立即粘贴到基底上。困难的是，使粘性物质均匀并且薄。即使粘性物质达到5μm厚是可能的，通过上面利用热压粘接工艺挤压的粘性物质，使粘接后墨水槽或墨水流通道变窄到5μm高，以致于墨水槽和墨水流通道可能被阻塞，这取决于粘性物质厚度的变化。

传统原理在均匀和薄地施加粘性物质和施加粘性物质后贮存技术问题方面是有困难的，因此在施加粘性物质后必须立即进行粘贴小孔板的工作。进而，因为粘性物质是粘的，在粘贴小孔板的时候应小心处理施用了粘性物质的隔墙，换而言之，可操作性不高。即使使用可靠的高热阻聚酰亚胺，以制造上面提到的隔墙和小孔板，但如果使用了具有低热阻的粘性物质，使用期间粘性物质变坏将降低隔墙和小孔板的高热阻可靠性。

最近，通过在大约30-40μm厚的基础物质聚酰亚胺的粘贴面上形成粘性物质层的方法，获得了前面所述的小孔板3，这个粘性物质层是由具有高玻璃态过渡点以致在室温下不会流动并具有极好热阻性的热塑性粘性材料构成的。这确保了施加了粘性物质的小孔板的贮存并允许通过热压的方法将小孔板容易地粘贴到基底1上。

然而，值得注意的是，热塑性粘性物质层应当被粘贴到小孔板的两面，换句话说，不仅是在将要放置基底1的底面上，有粘性层，而且在根本不需要粘贴的顶面也有粘性层。这是因为由于小孔板和粘性层在热膨胀系数上有一个差异，仅在一侧应用粘性物质层将导致翘起和卷曲，使得处理小孔板3麻烦并导致很低的工作效率。

30-40μm厚的小孔板，虽然当其被处理时是非常薄的薄膜元件，但利用普通的干蚀刻系统或准分子激光器成形小孔时还是足够的，因此，同时满意地在小孔板内成形多个小孔是困难的。传统上，一次以适当的数量在小孔板内成形小孔，使得成形全部小孔很费时。

为了一次形成多个孔，可以采用具有螺旋波等离子体源的干蚀刻技术(即后面所指的“螺旋波干蚀刻技术”，螺旋波是一种在等离子体中传播的电磁波，被称为啸声波，并能够产生高密度的等离子体，使用这样的高密度的等离子体能允许许多小孔同时精确快速地并在预定的方向上形成。

然而，由于使用螺旋波干刻系统，在高密度等离子体作用下使目标工件的温度变高和使用了两面都粘贴有热塑性物质的小孔板，这两方面产生了不同的问题。

图3A是一个小孔形成之前的打印头的局部放大截面剖视图。图3B显示了在金属膜上掩膜图案形成完成的状态。图3C示例了通过螺旋波干刻，在加工小孔的初始阶段产生的缺陷。如图3A所示，小孔板3有热塑粘性物质层8a和8c粘贴到聚酰亚胺薄膜8b的两面上。

为了形成墨水槽9和未示出的墨水流通道等，将小孔板放置在隔墙11上，粘性物质层8c面面对基底1，并且当加热到200-300℃时，施压以便被固定到硅基底1上，如图3A所示。此后，小孔板3被放置在螺旋锥形波干刻系统中，并根据图案15成形小孔。

两面粘贴了粘性物质层的小孔板3在叠放在基底1上之前，是一个高效成形的元件。随着在小孔板3上的金属掩膜14的形成图案15被成形，而后开始用螺旋锥形波干蚀刻技术加热，可是，由于在先于小孔成形(开洞)之前去掉金属掩膜14暴露图案部分的热塑性粘性物质层8a的热膨胀系数与金属掩膜14、聚酰亚胺8b等的系数不同，在中心部分，如图3C所示，热塑性粘性物质层8a`出现褶皱或隆起。这种情况下，图案部分暴露的区域越大，热塑粘性物质层8a`在中心部分隆起的越高。

这种情况下如果继续进行蚀刻，热塑粘性物质层8a的残留物流进墨水喷射口(小孔)以致于墨水喷射口不是完全的圆形，而是在小孔成形结束之前发生畸变。因此打印时，墨水可能以不同于应喷射的方向喷射，例如喷射方向垂直于打印介质表面。

因为，用于与驱动电路电极引线对应的焊接线连接孔开口部分，有相对大的暴露区域，上面提及的现象更应值得注意，这导致许多热塑性粘性物层8a的残余物残留下来。当喷墨打印头采用引线连接到底座基底上时，热塑粘性物质层8a的残余物会导致焊接缺陷。

在上述讨论的任何一种情况下，缺陷降低了收益，这导致成本增加和工作效率下降。

                     发明简述

因此，本发明的目的是提供一个制造喷墨打印头的方法，本方法有高的收益和好的可操作性并有效地成形高质量的多个喷嘴，而不会产生源于热塑粘性的物质层残余物的焊接缺陷或有缺陷的喷嘴，即使使用具有极好的可操作性并两面粘贴了热塑粘性物质层的薄膜板作为小孔板的基底材料。

为了达到上述目的，本发明的一个方面是，一种制造喷墨打印头的方法，该喷墨打印头具有一个基底，在该基底上设置有多个用于产生喷射墨水压力的能量产生元件，和一个位于所述基底上的小孔板，并具有多个喷嘴，该喷嘴在所述能量产生元件产生的压力作用下按预定方向喷射墨水，所述方法包括以下步骤：准备一块薄膜板材料，在薄膜板材料的上下面分别形成有粘性物质层，作为所述小孔板的材料；去除所述薄膜板材料的喷墨侧表面上的一个所述粘性物质层；在去除了所述粘性物质层的所述薄膜板材料的所述喷墨侧表面上，形成一个蚀刻掩膜；在所述掩膜上形成对应于所述多个喷嘴的图案；根据所述图案，利用干蚀刻形成所述的多个喷嘴。

根据上面的喷墨打印头制造方法，在蚀刻粘性物质层过程中，粘性物质层没有热膨胀并且也没有反过来影响蚀刻过程。蚀刻之后，粘性物质层也不会作为残余物残留下来，这能够防残余物产生焊接缺陷和有缺陷的小孔。进一步地，这种方法允许使用能够用高能量流进行快速蚀刻的螺旋波干刻系统。这使得快速成形许多均匀的小孔成为可能。

在这个制造方法中，去除一个粘性物质层可以在薄膜板材料放置在基底上之后或之前进行。在后面的情况下，优选的是，当薄膜板材料在一对卷带滚子之间进给时，掩膜在薄膜板材料上形成，这进一步提了工作效率。

在本制造方法中，优选的是粘性物质层是热塑类型的，更优的是具有150。或更高玻璃态过渡点的热塑粘性物质层。

进一步地，优选的是，掩膜是具有一防水混合膜和一金属膜的多层掩膜，该防水混合膜是由一个防水材料和金属形成的混合膜，并且小孔是在掩膜在小孔板上形成之后成形的。这种改进防止成形小孔之后电镀混合膜时产生的镀金属沉积物粘贴到打印机头内部，并进一步提高了收益。因为防水膜能够与掩膜一起形成，所以大大提高了工作效率。

更进一步地，在本制造方法中，优选的是，从同时和高效成形上面提及的符合要求的形状多个孔方面来看，干蚀刻是螺旋波干蚀刻，或利用如抗蚀剂撒器的干蚀刻去除一个粘性物质层。

另外，上述制造方法特别有效地适用于能量产生元件是能加热墨水产生气泡而喷射墨水的热量产生元件。

为达到上述目标，本发明的另一个方面是，一种制造喷墨打印头的方法，该喷墨打印头具有一个基底，在该基底上设置有多个用于产生喷射墨水压力的能量产生元件，和一个位于所述基底上的小孔，并具有多个喷嘴，该喷嘴在所述能量产生元件产生的压力作用下按预定方向喷射墨水，所述方法包括以下步骤：准备一块薄膜板材料，在薄膜板材料的上下面分别形成有粘性物质层，作为所述小孔板的材料；将所述薄膜板材料放置在所述基底上；去除在所述基底上放置的所述薄膜板材料的一个喷墨侧表面上的一个所述粘性物质层；以及利用蚀刻技术在已经去除了一个粘性物质层的所述薄膜板材料所述喷墨侧表面上形成所述的许多喷嘴。

本制造方法中，另一个优选的是，粘性物质层是热塑类型的。当本制造方法应用于利用螺旋波干刻成形许多喷嘴的情况时，特别有效。

此外，为了达到前面提到的目标，一种制造喷墨打印头的方法，该喷墨打印头具有一个基底，在该基底上设置有多个用于产生喷射墨水压力的能量产生元件，和一个位于所述基底上的小孔，并具有多个喷嘴，该喷嘴在所述能量产生元件产生的压力作用下按预定方向喷射墨水，所述方法包括以下步骤：准备一块薄膜板材料，在薄膜板材料的上下面分别形成有粘性物质层，作为所述小孔板的材料；去除在所述薄膜板材料的一个喷墨侧表面上的一个所述粘性材料层；在已经去除了一个粘性物质层的所述薄膜板材料的所述喷墨侧表面上形成所述的许多喷嘴。

                 附图的简要说明

当阅读下面的详细说明和附图时，本发明的目标和优点将会更加清晰，其中：

图1A-1C是逐步示意说明顶喷射器式热喷墨打印头打印原理的示意图。

图2是说明制造传统热喷墨打印头步骤的表。

图3A、3B和3C是说明逐步成形小孔的传统步骤的示意截面剖视图。

图4A是显示了本发明第一实施例的整个热喷墨打印头的平面视图。

图4B是显示了在一个大硅晶片上形成的同型多个打印头的平面视图。

图5A-5D是显示了逐步制造图4A中热喷墨打印头方法的平面视图。

图6A-6C分别是显示当图5B步骤完成时的放大的热喷墨打印头、图6A中B-B`方向的截面剖视图和图6A中C-C`方向的截面剖视图。

图7A-7C分别是显示了当隔墙形成步骤完成时的放大的热喷墨打印头、图7A中B-B`方向的截面剖视图和图7A中C-C`方向的截面剖视图。

图8A-8C分别是显示当图5D步骤完成时的放大的热喷墨打印头、图8A中B-B`方向的截面剖视图和图8A中C-C`方向的截面剖视图。

图9是根据本发明第一实施例的说明制造喷墨打印头步骤的表

图10A-10C分别显示了图9说明的制造步骤中，第5，6，7步完成时的热喷墨打印头。

图11A-11C是根据本发明第二实施例，在说明制造喷墨打印头方法中如何加工小孔板的示意图。

图12A-12C是根据本发明第三实施例，显示在制造喷墨打印头方法中制造小孔板步骤的放大截面剖视图。

                  本发明的优选实施例

本发明的优选实施例将参照附图进行描述。

图4A是根据第一实施例的一个显示了全色热喷墨打印头(以后简称彩色头)的平面图。图4B是一个显示了在一块大硅晶片上形成的同型多个打印头的平面图，图4A所示的彩色头20有4个在相对较大的基底21上并行排列的单元头22a，22b，22c和22d。

每一个单元头22a-22d中都有一列多个小孔(以后称为小孔列)23，被形成在小孔板上，整个彩色头20共有4个小孔列23，这些小孔列按顺序，如从左到右喷射三元色，黄色(Y)、红色(m)和青色(C)及黑色(b)墨水，黑色墨水仅用于字体和图像中的黑色部分。

例如，具有360dpi分辩率的彩色头20在大约8.5mm×19.0mm大小的晶片上需成形128×4＝524个小孔；具有720dpi分辩率的彩色头20在大约8.5mm×19.0mm大小的晶片上需成形256×4＝1024个小孔。如图4B所示，多个(例如超过90个)打印头20的基底由划线限定在一个单片硅晶片25上，并通过后面要讨论的制造步骤制造完成，如图4A所示。这之后，彩色头20将被分割成小块。

图5A-5D是用于解释按步骤制造彩色头20的方法和从原理上说明在一个硅晶片基底上按步骤成形单元头的平面图。虽然图5D显示了21个小孔47，但实际上可以在上述的直线上设置128或256个小孔。

图6A、7A和8A是显示了按制造步骤顺序，各阶段中主要部分的局部放大图，图6B、7B和8B是前三个图中从B-B`方向看的截面剖视图。图6C、7C和8C是前三个图中从C-C`方向看的截面剖视图。为了图例说明方便的缘故，图6A-8C显示了5个独立的墨水流通道来代表具有128或256个小孔的通道。

图9提供了一个说明制造彩色头20步骤内容的表。根据图9，显然的是，本实施例所具有的步骤在数量上比图2所示的传统步骤多一个。

首先：作为准备步骤，在基底21上利用LSI技术成形具有电极线和引线27的驱动电路26，如图5A所示。

接着，在图9所示的步骤1中，基层21除引线27处以外几乎整个表面上成形氧化膜28，图5A所示，并且利薄膜沉淀技术如溅射，在合成结构上成形了用于制造产生热量元件的40nm厚Ta-si-0或类似的电阻薄膜(未示出)。如图5B所示，然后在基底21上形成一个用于制造公有电极和独立引线电极的电极膜29。优选的是，电极膜21有一个多层结构，这个多层结构有一个成形在W-AI(W-Ti，W-Si)等的阻挡金属层上的Au电极膜。

在随后的步骤2中，利用照相平版印刷工艺技术，电极膜29和电阻膜依次被制成预定的图案。结果，根据为打印头设计的点数平行形成条形的产生热量的元件。这些元件将裸露的大致为方形的电阻膜作为产生热量的区域，这个步骤中调整找齐生热部分的位置。

图6A-6C显示了紧接着第2步完成之后的状态，即在基底21上成形了一个公有电极31(31a、31b)与公有电极供电引线32，独立引线电极33和多个产生热量区域34。

在步骤3中，通过涂层技术使用象光敏聚酰亚胺的有机材料制成大约20μm厚的隔墙，以便限定与单个生热区34相连的独立墨水流通道和共有墨水流通道。将隔墙材料制成图案后，向基底21施压30到60分钟有些情况下为2小时的300℃到400℃温度进行硬化(韧化)。经过硬化后，在基底21上形成了10μm高的光敏聚酰亚胺的隔墙。

在随后的步骤4中，利用湿刻、喷砂等技术在基底内形成墨水供给槽，随后成形墨水供给孔，墨水供给孔与墨水供给槽相连并向基底21的底面敞开。

图7A-7C显示了紧接步骤3和4完成后的状态，特别是在基底厚度方向制成了相互连接的墨水供给槽35和墨水供给孔36，并在基底上在预定的位置处形成了隔墙37，因此确定了墨水流通道。隔墙37有一个看起来好象梳子脊的覆盖在独立引线电极33上的密封部分37-1和一个梳子齿形状在各个生热区域之间延伸的分隔区域37-2。由于梳子的齿作为隔墙，形成了具有生热区域34的超细墨水流通道，生热区域34位于齿间的基底上，超细墨水流通道的形成数量与生热区域34的数量相同。梳子齿的长度不仅影响墨水流经墨水通道时传导性，也影响在相邻墨水流通道内流动的墨水之间的干扰程度。

在后续的步骤5中，一个10-40μm厚象薄膜一样的聚酰亚胺小孔板粘贴到叠层结构的最顶层，覆盖在由隔墙37的密封部分37-1和分隔部分37-2组成的墨水流通道上，这个小孔板在每一个面上有一个2-5μm厚的热塑性聚酰亚胺的粘性物质层。当加热到200℃-300℃时，向合成结构加压，使小孔板固定，结果，形成了有盖的象隧道一样的墨水流通道。

图10A显示了紧接步骤5完成后的状态，图10B和图10C显示了第5步之后的步骤。如图10A所示，当叠放了小孔板38时，对应生热区域34形成了象隧道一样的墨水流通道39。通过涂加10-40μm厚的聚酰亚胺形成了小孔板38，在大约为25μm厚的聚酰亚胺膜41两面上有涂加2-5μm厚热塑性粘性物质层42a和42b的超薄薄膜。

就热塑聚酰亚胺粘性物质层42a和42b来说，使用了具有150℃或更高的玻璃态过渡点的热塑性聚酰亚胺粘性物质层粘贴到小孔板38的两面，使小孔不易翘起和弯曲。这样使得对小孔板38进行处理变得更为容易了。当加热到等于可高于热塑性材料的玻璃态过渡点温度时，把两面涂有高玻璃态过渡点的热塑性聚酰亚胺膜放在隔墙上，并在几十kg/cm²的压力作用下加压几十分钟，这样使聚酰亚胺膜硬化。这样的热压步骤的优选条件是，在150℃到240℃温度之间在19kg/cm²压力下施压30分钟。

在玻璃态过渡点150℃或更高的温度下，热塑聚酰亚胺粘性物质层的弹性模量下降，同时显现出粘性。在室温下，热塑性聚酰亚胺粘性物质层显现非粘性和好的贮存性，并是稳定的和容易处理的，虽然应避免与湿气接触。因此，贮存两面涂有热塑聚酰亚胺粘性物质的小孔板并在使用时切下必要的部分，成为可能。

在图9所示的步骤6中，除去了涂在图10A所示小孔板的与基底21相对面(喷墨面)上的热塑聚酰亚胺粘性物质42a，这个热塑聚酰亚胺粘性物质层是通过使用普通的有机膜蚀刻系统，如简单的抗蚀剂施撒器的各向同性蚀刻技术，在等离子体的条件下去除的。特别是，小孔板38粘贴到基底21上以后，顶面上的热塑聚酰亚胺粘性物质层42a通过使用大约1kw的氧施撒器蚀刻技术仅用5-10分钟就能被去除。

随后的步骤7中，在去除小孔板38上的热塑性聚酰亚胺42a时表面暴露的聚酰亚胺膜上形成了大约为0.5-1μm厚Ni、Ca、AL或类似物质的金属膜，然后在金属膜上形成图案，进而为选择性蚀刻小孔板38制造小孔形成了掩膜。

图5C显示了步骤7中形成金属膜后的随后状态，在这一步中，小孔板38放置在基底21的最顶层上，覆盖了整个表面，并在小孔板38的顶面形成了金属掩膜44。在金属掩膜44上对应如图10C所示生热区域的位置处形成了图案45。进而，在打印头侧面上对应于引线位置处也形成了图案，如驱动电路26的引线27和公有电极供电引线32，如图5B所示。

接着，在步骤8中，根据金属掩膜44，使用螺旋波干刻系统对小孔板38进行干刻，同时成形40μmф-20μmф的多个小孔和打印头侧面上对应引线的接触孔48，如驱动电路26的引线27和公有电极供电引线32。

根据本实施例，在形成喷墨口的小孔板38表面上去除热塑性聚酰亚胺42a后，利用干刻技术从这个表面开始成形小孔47和接触孔48，以便从头开始蚀刻小孔板主体的聚酰亚胺膜41。即使在蚀刻时，小孔板38的整体温度上升，与现有技术不同(见图3C)的是，在小孔板主体的聚酰亚胺41上进行干刻之前，顶面上的热塑聚酰亚胺膜粘性物质层42a没有热膨胀成残余物，并且也没有反过来不利于小孔板主体的聚酰亚胺膜41的蚀刻。结果，在小孔板主体的聚酰亚胺膜41上进行均匀干刻，允许同时成形要求形状的多个孔。

图5D和图8A-8C显示了步骤8完成后的随后状态。覆盖基底21的小孔板38形成了与10μm厚的隔墙37同样高度的独立的象柱子样的墨水流通道39和将独立墨水流通道39与墨水供给槽35连接起来的公共墨水供给通道46。喷墨小孔47在面对生热区域34处有非常好的圆形截面，由公共墨水流通道46给生热区域34提供墨水。符合要求正常形状的接触孔48(见图5D)也在相应的打印头侧面引线位置处形成，如驱动电路引线27和公有电极供电引线32，如图5B所示。

在上面描述的方法中，制造了有一列喷嘴孔(小孔)47的单元头22。如图4A所示的热喷墨打印头20有4个这样的按顺序相互平行排列的单元头22。

到这一步骤，与图4B所示状态中大硅晶片25相关的加工已经完成。在随后的步骤中，采用分割锯为每个热喷墨打印头分割单元头。而后在步骤10中，将连接线与主基底或类似物上的连接线丝焊，完成打印头的制造。

根据上面描述的制造方法，在小孔板放在具有生热元件的基底上以后，为成形小孔进行了掩膜调整排列。与将已经加工了小孔的小孔板后粘贴到基底上的方法相比，调整精度大大提高。

现在讨论本发明的第二实施例。

虽然去除小孔板38与基底相反面上的顶面粘性物质层(热塑性聚酰亚胺42a)是在把小孔板放在基底21上之后进行的，但去除顶面粘性物质层的方式并没有被限定为这种特殊的方式，而是可以在把小孔板38叠置在基底21上之前进行，这种方式将在第二实施例中进行解释。

图11A-11C是显示如何根据第二个实施例加工小孔板的示意图。在这种情况下，如图11A所示，在聚酰亚胺膜41的两面上叠加具有高玻璃态过渡点的热塑聚酰亚胺粘性物质层42a和42b，构成一块用于小孔板的薄板38′。

用于小孔板的薄板38′以卷滚形式贮存，如图11B左手边所示，并被以滚轮的形式卷起来，如图11B右手边所示。在加工中，利用普通有机膜蚀刻系统49，如前面提到的简单的抗蚀剂施撒器去除在顶面的热塑聚酰亚胺粘性物质层42a。在后续的阶段中，利用掩膜沉积系统50将金属掩膜44粘贴到已经去掉粘性层42a的薄板38′的表面上。

在这个方法中，准备了如图11C所示的粘有金属掩膜44的用于小孔板的薄板38′，并且以圆滚的形式卷起来，如图11B右手边，因为这个用于小孔板的薄板38′是卷起来的，所以贮存和处理就容易了。

进而，在掩膜沉积系统50和卷带滚轮之间的下部空间布放了一个基底21的定位模具，并将打洞机放于其上以在粘有金属层44的小孔板38′上打孔，以后将小孔板放置在基底21的上面。仿照在第一个实施例中提到的步骤7的后半部分进行加工，结果提高了加工效率。

现在将描述本发明的第三个实施例。

在上述描述的步骤中，通常，在小孔板内成形小孔之后，在形成小孔中已经被用作掩膜的金属膜(如Ni)需要进行所谓的混合镀，用分布在Ni金属液中的氟碳树脂、石墨氟化物或类似物质微粒镀金属膜。这种处理对小孔板喷墨面表面上的墨水(特别是小孔周围表面)而言，增加了防水性并改善了憎水性，这样确保墨滴平滑地滴出而被喷射。

由于具有氟碳树脂或类似物质微粒的混合镀基本上是没有电的镀敷，要去除，当小孔成形之后整个基底21浸在电镀液中时，来自于镀液粘贴到小孔喷墨口、细墨水流通道或其它部分的沉积物，是困难的。

滚动加工允许金属掩膜44在其放置在基底21前粘贴到小孔板上，如小孔薄板38″的情况，但粘贴金属层和提高防水性的过程能同时进行，这有利于消除形成小孔后去除混合镀金属的要求。这种方式将在第三实施例中进行讨论。

图12A和12B显示了根据第三实施例，在小孔板内形成小孔之前的那个步骤，且图1 2C显示了小孔完成之后的状态。如图12A所示，利用前面讨论的方法中的真空沉积法，在几十米长的小孔薄板38″上形成200nm厚的Ca或Ni金属掩膜44。

这个结构进一步地用Ni电镀液的混合物或分布在电镀液中的氟碳树脂，石墨氟化物或类似物微粒电镀。这能够增加防水性能。因此形成一个混合镀膜51。虽然这个混合镀膜51有防水性，但成形小孔的蚀刻比率相对低下。因此，为了蚀刻后，混合镀膜51在表面上留有符合要求的大约0.1-0.2μm的厚度，形成的混合镀膜51应为大约0.5-0.6μm厚，比0.1-0.2μm厚得多。

然而，第三实施例能够避免使用大量的贵重的防水的混合电镀液，且为减少混合镀的时间形成了与要求的大约0.1-0.2μm厚度一样薄的混合镀膜51，混合镀比只镀金属要花费更多的时间。另外，为提高蚀刻率，用普通的不贵的Ni或Ca电镀表面掩膜52到大约0.3μm，这样产生了具有三层结构的掩膜，如图12B所示。

在合成结构上形成小孔图案53，然后用有三层结构的腌膜和有氧等离子体的螺旋波干刻，进行快速蚀刻。结果在完成成形小孔54之前，完全蚀刻出表面掩膜52，如图12C所示。虽然混合膜51蚀刻得很少，但在表面上剩余的薄膜的厚度足够作为小孔板表面防水层用的，因此不用进行特殊的处理。小孔54形成完之后，喷墨面能够具有防水的性能。

值得注意的是，粘贴到薄膜板每一面上的粘性物质层没有被限定为是热塑类型的，也可以是热固类型的。上面描述的制造方法没有被限定为使用生热元件作为产生压力能元件的热喷墨打印机头，也适用于使用压电元件的压电类型的喷墨打印机头。

在本发明宽广的精神和范围内，可以产生多种实施例和变化。上面描述的实施例倾向于说明本发明，没有限定本发明的范围。本发明的范围是由附加的权利要求书说明的而不是实施例。在本发明权利要求书同等意义范围内和权利要求书范围内进行的各种修改都在本发明考虑的范围内。

Claims (11)

1、一种制造喷墨打印头的方法，该喷墨打印头具有一个基底(21)，在该基底上设置有多个用于产生喷射墨水压力的能量产生元件(34)，和一个位于所述基底(21)上的小孔板(38)，并具有多个喷嘴(47)，该喷嘴在所述能量产生元件(34)产生的压力作用下按预定方向喷射墨水，所述方法包括以下步骤：

准备一块薄膜板材料，在薄膜板材料的上下面分别形成有粘性物质层(42a、42b)，作为所述小孔板的材料；

去除所述薄膜板材料的喷墨侧表面上的一个所述粘性物质层(42a)；

在去除了所述粘性物质层(42a)的所述薄膜板材料的所述喷墨侧表面上，形成一个蚀刻掩膜(44)；

在所述掩膜(44)上形成对应于所述多个喷嘴(47)的图案(45)；

根据所述图案(45)，利用干蚀刻形成所述的多个喷嘴(47)。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述一个粘性物质层(42a)的去除是在所述薄膜板材料放置在所述基底(21)上之后进行的。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述一个粘性物质层(42a)的去除是在所述薄膜板材料放置在所述基底(21)上之前进行的。

4、根据权利要求3的方法，其特征在于，所述掩膜(44)的形成是在所述薄膜板材料放在所述基底(21)上之前进行的。

5、根据权利要求4的方法，其特征在于，当所述薄膜板材料在一对卷带滚轮之间进给时，在所述薄膜板材料上形成掩膜(44)。

6、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述粘性物质层(42a、42b)是热塑类型的。

7、根据权利要求6的方法，其特征在于，所述热塑性粘性物质层(42a、42b)有150C或更高的玻璃态过渡点。

8、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述掩膜(44)是具有一个防水混合膜和一个金属膜的多层膜，该防水混合膜是由防水材料和金属组成的。

9、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述干蚀刻是螺旋波干蚀刻。

10、根据权利要求1的方法，其特征在于，利用干蚀刻去除所述的粘性物质层(42a)。

11、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述能量产生元件为热量产生元件，用于加热墨水来产生气泡，进而导致所述墨水喷射。

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