DE10039255B4 - Tropfenerzeuger für Mikrotropfen, insbesondere für den Düsenkopf eines Tintendruckers - Google Patents

Abstract

Tropfenerzeuger für Mikrotropfen, insbesondere für den Düsenkopf eines Tintendruckers, mit
– einer Grundplatte (10) mit, einer Anordnung von Düsen (28) zum Ausstoßen der Tropfen (29),
– einer auf der Grundpiatte (10) angeordneten Rahmenplatte (11),
– einem piezoelektrisch betätigbaren Biegewandler (2) mit Piezokeramikschicht (13), der einen Biegekamm (3) bildet, dessen vorderer, den Düsen (28) zugeordneter Bereich den aktiven, aus parallelen Biegezungen (4) bestehenden Aktor bildet,
– einem den Biegewandler (2) umschließenden Gehäuse (1 ), das mit seinem Gehäuserand (1a), die Länge des Biegewandlers (2) übergreifend, auf einer um den Biegewandler (2) verlaufenden, den Bereich der Kontaktierung in der Rahmenplatte (11) enthaltenden Gehäusewand-Auflagefläche (5a) der Rahmenplatte (11) dichtend aufliegt,
dadurch gekennzeichnet,
– dass der Biegewandler (2) ausschließlich auf der Grundplatte (10) aufsitzt,
– dass die elektrischen Stromleiter (14) für die Kontaktierung der einzelnen Biegewandler (2) auf oder in der Grundplatte (10) und von dort in der, Rahmenplatte (11) verdeckt unter dem Gehäuserand (1a) hindurch geführt und die Masseleitungen (19) der einzelnen Biegezungen (4) zu der Rahmenplatte (11) in dieser ebenfalls verdeckt unter dem Gehäuserand (1a) hindurch geführt sind, so daß die Kontaktierung zwischen Biegewandler (4) und Rahmenplatte (11) vollständig innerhalb des Gehäuses (1) liegt.

Description

• Die Erfindung betrifft Tropfenerzeuger für Mikrotropfen, insbesondere für den Düsenkopf eines Tintendruckers, jeweils nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 2 und 3.
• Ein solcher Tropfenerzeuger ist aus EP 0 173 773 A2 bekannt. Dort ist eine typische Kammstruktur mit einem Rückenteil und einzelnen Kammzinken angewendet. Weiter ist eine Durchführung der Leiter verdeckt unter dem Gehäuserand zu entnehmen. Insgesamt gesehen vermag jedoch diese bekannte Bauweise die Kontaktierung der Vielzahl der Piezofinger nicht mit einer einfachen, sicheren Abdichtung der Fluidkammer zu gestalten.
• Ferner ist aus US 5 359 350 A eine gemeinsame Tintenkammer mit einer Durchlass-Platte bekannt. Hier ist ebenfalls eine sichere Abdichtung nicht gewährleistet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fluidkammer mit einfachen Mitteln sicher abzudichten und eine Beeinträchtigung der innerhalb der Fluidkammer befindlichen elektrischen Kontakte bei Verwendung von elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten, wie z.B. Tinten, zu verhindern.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Tropfenerzeuger jeweils mit den Merkmalen nach einem der Patentansprüche 1,2 oder 3.
• Eine Ausgestaltung besteht darin, dass der Masseanschluss-Streifen auch die hintere Stirnfläche des Biegewandlers bedeckt. Dadurch kann die elektrische Verbindung zur Umgebung des Biegewandlers schon durch bloßes Einsetzen erfolgen.
• Eine Weiterbildung sieht vor, dass die auf einer Silizium-Grundplatte und in einer verbundenen Silizium-Rahmenplatte aufgeklebten Biegewandler abwechselnd jeweils aus einer Metallisierungsschicht und der aktiven Piezokeramikschicht aufgebaut sind, wobei in der Silizium-Grundplatte und in der Silizium-Rahmenplatte verdeckte Stromleiter im Silizium geführt sind. Dabei werden die Stromleiter nach einer bevorzugten Vorgehensweise schon auf das Silizium-Substrat aufgebracht, so dass später keine Grabenstrukturen bearbeitet werden müssen.
• In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Metallisierungsschichten im Inneren der Biegezungen mit den Masseanschluss-Streifen verbunden sind und dass die Metallisierungsstreifen vor dem Masseanschluss-Streifen bzw. vor dem Trennschnittende enden. Dadurch wird zunächst an der Länge der Metallisierungsschicht gespart.
• In ähnlicher Weise wird vorgeschlagen, dass die inneren Schichten des Multilayers auf die Länge der Biegezunge mit einem festbestimmten Randabstand zur Breite der Biegezunge eingebracht sind. Dabei wird nur eine vorherbestimmte, umrissene Fläche des Multilayers gebildet.
• Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, dass die Stromleiter auf dem Silizium der Silizium-Grundplatte oder der Silizium-Rahmenplatte mittels einer abgeschiedenen Deckschicht (Polysilizium, Polymer, Si-Oxid, Si-Nitrid) geschützt und isoliert sind. Die Deckschicht läßt sich leichter aufbringen als Grabenstrukturen zu bearbeiten sind.
• Die erforderlichen freien Flächen für die Kontaktpads werden mittels Masken abgedeckt oder nachträglich strukturiert. Auf der ebenen Waferfläche können Techniken der Halbleitertechnik verwendet werden. Beim Abscheiden von Poly-Silizium als Deckschicht werden die Stromleiter isoliert und geschützt.
• Eine andere Verbesserung besteht darin, dass die Stromleiter zu einem ASIC auf demselben Silizium-Substrat geführt sind. Diese Maßnahme spart Kontakte und elektrische Leitungen.
• In Weiterbildung der vorstehenden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass das ASIC in einem abgegrenzten Bereich der Silizium-Rahmenplatte hergestellt ist.
• Die Verbindung zwischen dem Biegekamm und der Grundplatte/Rahmenplatte wird vorteilhafterweise dadurch bewirkt, dass Klebepunkte für den Biegekamm mittels eines Stempels oder durch Siebdruck auf den Klebeflächen der Silizium-Grundplatte und/oder des Biegekamms auf tragbar sind. Dadurch kann die Kontaktierung in den Lagerstellen selbst durch elektrisch leitfähige Klebstoffe vorgenommen werden. Eine elektrische Brücke zur benachbarten Biegezunge wird schon durch eine Trennwand zwischen zwei Biegezungen im Silizium-Substrat vermieden.
• Weitere Vorteile werden dahingehend erzielt, dass die einzelnen Biegezungen hinter der Gehäuserand-Auflagefläche mittels eines Drahtbonds mit dem Masseanschluss-Streifen verbunden sind. Dadurch ist nur noch der gemeinsame Masseanschluss per Drahtbond herzustellen.
• Die Kontaktierung wird ferner dadurch weiterentwickelt, dass der den Kontaktflächen zugewandte Gehäuserand etwa über dem Biegekamm des Biegewandlers dicht aufliegt, dass die Biegezungen jeweils mittels einzelnen Kontaktdrähten, Flexprintleitungen oder Spider angeschlossen sind. Dabei befindet sich die Kontaktierung außerhalb des abgedichteten Flüssigkeitsraumes.
• Ein anderer Vorteil ergibt sich daraus, dass der Trennschlitz zwischen den Biegezungen jeweils bis zum Ende vor dem hinteren Gehäuserand geführt ist. Einerseits wird dabei eine kürzere Metallisierung im Inneren der Biegezungen erzielt und andererseits erreicht die Metallisierung nicht die Kontaktfläche.
• Eine elektrische Isolierung der wesentlichen Bauteile wird dadurch erzielt, dass zumindest der Biegekamm, ausgenommen die Kontaktflächen, allseitig mit einer Passivierungsschicht überzogen ist.
• Eine durch Strömungsvorgänge nicht beeinträchtigende Bewegungsfreiheit der einzelnen Biegezungen wird dadurch erreicht, dass der Trennschlitz zwischen den Biegezungen eine Breite von etwa 40 μm bis 80 μm aufweist.
• Nach anderen Merkmalen ist vorgesehen, dass die Kontaktierung der Biegezunge auf der Silizium-Grundplatte mittels elektrisch leitfähigem Klebstoff bewirkt ist, der zwischen Begrenzungswänden und der Silizium-Rahmenplatte eingebracht ist. Diese Anwendung von Klebstoff wird durch ausgeprägte Lagerstellen des Biegekamms begünstigt, wobei die Rahmenstruktur des Silizium-Substrats mit den Trennwänden die Grundlage bildet.
• Dabei kann schon ausreichend sein, dass der elektrisch leitfähige Klebstoff auf dem Biegewandler im Bereich einer Lagerstelle aufgebracht ist.
• Die Aktorkammer bleibt außerdem dadurch dicht und Flüssigkeit kann nicht entlang einer Biegezunge austreten, weil die einzelnen Biegezungen nicht vollständig im hinteren Bereich getrennt sind. Dadurch entsteht eine derartige Kontaktierungsfläche, dass im Bereich hinter dem Biegekamm eine Brücke aus PZT (Plumbum-Zirkon-Titanat) gebildet ist und dass in diesem Bereich die Kontaktierung bei der Herstellung des PZT-Multilayers nur partiell aufgetragen ist.
• Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass in dem Flächenbereich zwischen dem Ende der Trennschlitze und den Kontaktflächen eine Dichtfläche für den hinteren Gehäuserand gebildet ist. Auf dieser Fläche kann mittels des Gehäusedeckels der Flüssigkeitsbereich vom elektrischen Kontaktierungsbereich getrennt werden, ohne dass wie im Stand der Technik zwischen den einzelnen Biegezungen noch Kanäle versiegelt werden müssen. Im Flüssigkeitsbereich befinden sich nur noch die passivierten Biegezungen.
• Schließlich besteht ein Merkmal darin, dass das Trennschnittende mit dem Ende des Streifens ohne Metallisierung etwa 0,05–0,5 mm überlappend vorgesehen ist.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden.
• Es zeigen:
• 1 einen senkrechten Mittellängsschnitt durch einen Biegewandler mit Gehäuse, in einer ersten Ausführungsform,
• 2 eine perspektivische Draufsicht auf den Biegewandler ohne Gehäuse,
• 3 eine Seitenansicht des Biegewandlers,
• 4 einen Teilschnitt durch den Biegewandler in vergrößertem Maßstab,
• 5 den denselben Teil-Schnitt in einer abgewandelten Ausführungsform,
• 6 einen senkrechten Teil-Schnitt durch den montierten Biegewandler,
• 7 einen senkrechten Mittellängsschnitt durch den Biegewandler mit Gehäuse, in einer zweiten Ausführungsform,
• 8 eine perspektivische Draufsicht auf den Biegewandler gemäß 7,
• 9 eine Seitenansicht des Biegewandlers aus den 7 und 8,
• 10 einen senkrechten Mittellängsschnitt durch einen Biegewandler mit Gehäuse, in einer dritten Ausführungsform,
• 11 eine Draufsicht auf die Silizium-Rahmenplatte im Ausschnitt in einem vergrößerten Maßstab,
• 12 eine Seitenansicht des Biegewandlers aus den 10 und 11.
• Der Tropfenerzeuger für Mikrotropfen dient zum Zerstäuben von Flüssigkeiten aller Art und insbesondere zum gesteuerten Abschießen von Tinten-Mikrotropfen in einem Rasterschema von Schriftzeichen, Bildern und Graphiken. Entsprechende Bedingungen sind in einem Düsenkopf für Tintendrucker vorhanden, der nach dem drop-on-demand-Prinzip (Tropfen auf Befehl) arbeitet.
• Der Tropfenerzeuger ist in einem dichten Gehäuse 1 umschlossen, wobei ein Biegewandler 2 sich zum größten Teil innerhalb des Gehäuses 1 und eine elektrische Kontaktierung sich außerhalb des Gehäuses 1, d.h. hinter einem (hinteren) Gehäuserand 1a befindet (1, erste Ausführungsform).
• Der piezoelektrisch betätigbare Biegewandler 2 besitzt einen Biegekamm 3, der einen rückwärtigen, passiven Bereich 3a der Kammzähne und einen vorderen Bereich 3b aufweist. Der vordere Bereich 3b wird durch eine Vielzahl von parallelen Biegezungen 4 gebildet. Im Bereich der Kammzähne sind an der Unterseite eine oder mehrere Lagerstellen 3c mit zumindest einer Ausnehmung 3d angebracht. Die Biegezungen 4 werden jeweils durch zumindest bis vor einen Absatz 5 verlaufende Trennschlitze 6 geschaffen. Ein Masseanschluss-Streifen 9 bedeckt auch die hintere Stirnfläche 2a. Jede der Biegezungen 4 weist eine Breite 4a auf (1). Der hintere Gehäuserand 1a bildet zusammen minder Oberfläche der Silizium-Rahmenplatte 11 eine Dichtfläche 26.
• Auf einer Silizium-Grundplatte 10, die zusammen mit der Silizium-Rahmenplatte' 11 eine Basisplatte bildet, sind die Biegewandler 2 an den Lagerstellen 3c aufgeklebt. Die Biegewandler 2 sind abwechslungsweise (3) jeweils aus einer Metallisierungsschicht 12 und einer aktiven Piezokeramikschicht 13 aufgebaut, wobei in der Grundplatte 10 und in der Rahmenplatte 11 Stromleiter 14 verdeckt im Silizium geführt sind. Die Metallisierungsschichten 12 verlaufen im Innern der Biegezungen 4 bis zum hinteren Ende, wie in 9 gezeigt ist.
• Die inneren Metallisierungsschichten 12, 12a des Multilayers sind auf die Länge der Biegezunge 4 mit einem fest bestimmten Randabstand zur Breite 4a jeder Biegezunge 4 eingebracht.
• Die Stromleiter 14 sind im Silizium der Silizium-Grundplatte 10 bis auf die Kontaktfläche mittels einer abgeschiedenen Deckschicht 16 aus Polysilizium, Si-Oxid, Si-Nitrid oder Polymer geschützt und isoliert. Die Stromleiter 14 können auch zu einem auf demselben Silizium-Substrat angeordneten ASIC 7 oder ähnlichen elektronischen Bausteinen geführt sein.
• Aus den 1 und 2 gehen Klebepunkte 17 für den Biegekamm 3 hervor, die mittels eines Stempels oder durch Siebdruck auf Klebeflächen 18 der Grundplatte 10 und/oder des Biegekamms 3 auftragbar sind.
• Die einzelnen Biegezungen 4 sind hinter der Gehäusewand-Auflagefläche 5a jeweils mittels eines Drahtbondes 19 mit dem Masseanschluss-Streifen 9 verbunden.
• Die an die Stromleiter 14 angeschlossenen Biegezungen 4 sind jeweils mittels einzelnen Kontaktdrähten 20, Flexprintleitungen oder Spider angeschlossen. Die Trennschlitze 6 zwischen jeweils zwei benachbarten Biegezungen 4 sind jeweils bis zum Absatz 5 vordem hinteren Gehäuserand 1a geführt, so dass der hintere Gehäuserand 1a dicht abschließt.
• Der Biegekamm 3 ist, ausgenommen die Klebepunkte 17, allseitig mit einer Passivivierungsschicht 21 überzogen (3).
• Der Trennschlitz 6 zwischen den Biegezungen 4 besitzt eine Breite von ca. 40 μm bis 80 μm.
• Die Kontaktierung der Biegezunge 4 auf der Silizium-Grundplatte 10 wird mittels elektrisch leitfähigem Klebstoff 22 hergestellt, der zwischen jeweils beidseitigen Begrenzungswänden 23 und der Rahmenplatte 11 eingebracht ist.
• Die Einbringung des Klebstoffes 22 ist größer in den 4 bis 6 dargestellt: Gemäß 4 ist der Biegewandler 2 mit dem Biegekamm 3 neben einer Ausnehmung 3d an Klebepunkten 17 oder kreisrunden Klebeflächen 18 befestigt, wobei überschüssiger elektrisch leitfähiger Klebstoff 22 in die Ausnehmung 3d abwandert; und dort ebenfalls eine Klebeverbindung herstellt.
• Die Ausnehmung 3d kann gemäß 5 auch nach oben offen in der Silizium-Rahmenplatte 11 angeordnet sein, wobei der Biegewandler 2 mit der Silizium-Rahmenplatte 11 verklebt ist. Hier ist die Silizium-Rahmenplatte 11, in der die Stromleiter 14 verlaufen, mit der Klebefläche 18 versehen. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 22 sammelt sich ebenfalls in der zwischen zwei Lagerstellen 3c gebildeten Ausnehmung 22.
• Der Querschnitt der 6 zeigt zwischen zwei Biegezungen 4 die jeweilige Begrenzungswand 23 und in den Biegezungen 4 die inneren (nicht gezeigten) Schichten und den elektrisch leitfähigen Klebstoff 22.
• Ein zweites Ausführungsbeispiel (7, 8 und 9) zeigt gemäß 7 das auf der Piezokeramikschicht 13 mit dem Gehäuserand 1a aufliegende Gehäuse 1 , das an der Vorderseite 27 eine Düse 28 besitzt, aus der bei Betätigung des Biegewandlers 2 Tropfen 29 austreten. Die Flüssigkeit 30 fließt durch den Kanal 31 in einen Vorraum 32 und wird durch die Bewegung des Biegewandlers 2 als Tropfen 29 durch die Düse 28 ausgestoßen. Die Kontaktierung erfolgt außerhalb des Raums für die Flüssigkeit 30, so dass die Drahtbonds 19 im Trockenen liegen.
• In 8 ist der Gehäuserand 1 auf der Piezokeramikschicht 13 eingezeichnet, wobei die Trennschlitze 6 diese Fläche nicht erreichen. Die einzelnen Biegezungen 4 sind entsprechend mit der Silizium-Rahmenplatte 11 kontaktiert. Die Stromleiter 14 verlaufen geschützt in der Silizium-Rahmenplatte 11. Es besteht ein gemeinsamer Masse-Anschluss-Streifen 9 und ein Streifen 8 ohne Metallisierung.
• In dem Flächenbereich 25 (8 ) ist hinter dem Biegekamm 3 eine Brücke 24 aus PZT gebildet, und in diesem Bereich ist die Kontaktierung bei der Herstellung des PZT-Multilayers nur partiell aufgetragen. Die Düsen 28 sind in der Ebene der Silizium-Grundplatte 10 als sog. "edgeshooter" vorgesehen (vgl. 10).
• In 9 ist das Ende des Trennschlitzes 6 im Biegewandler 2 dargestellt. Die Biegezunge 4 zeigt innere Elektroden-Enden 33, die vor dem Ende des Trennschlitzes 6 enden, so dass der Metallisierungs-Streifen 12a vor dem Trennschlitz 6 endet. Die Biegezunge 4 ist über Kontakte D1...Dx den einzelnen Düsen 28 zugeordnet.
• Ein drittes Ausführungsbeispiel zeigen die 10, 11 und 12. Gemäß 10 liegt das Gehäuse 1 mittels des Gehäuserandes 1a im Bereich der Düsen 28 auf der Silizium-Rahmenplatte 11 und die Länge der Piezokeramikschicht 13 bis in den Bereich der Kontaktierung übergreifend direkt auf. Die Piezokeramikschicht 13 ist auf die Silizium-Rahmenplatte 11 elektrisch leitend aufgeklebt.
• In einem vorderen Bereich 35a und in einem hinteren Bereich 35b sind jeweils zwischen der Piezokeramikschicht 13 und der Silizium-Rahmenplatte 11 Kontaktflächen 34 vorgesehen. Die mit der Piezokeramikschicht 13 verbundenen, verdeckten Stromleiter 14 sind außerhalb des Gehäuses 1 mit dem auf der Ebene der Silizium-Rahmenplatte 11 angeordneten ASIC 7 verbunden.

1

Gehäuse

1a

(hinterer) Gehäuserand

2

Biegewandler

2a

hintere Stirnfläche

3

Biegekamm

3a

rückwärtiger Bereich

3b

vorderer Bereich

3c

Lagerstelle

3d

Ausnehmungen

4

Biegezunge

4a

Breite

5

Absatz

5a

Gehäusewand-Auflagefläche

6

Trennschlitze

6a

Ende

7

ASIC

7a

Kontaktflächen-Reihe

8

Streifen ohne Metallisierung

9

Massenanschluss-Streifen

10

Silizium-Grundplatte

11

Silizium-Rahmenplatte

12

Metallisierungsschicht

12a

Metallisierungs-Streifen

13

Piezokeramikschicht

14

Stromleiter

15

innere Schichten

16

Deckschicht

17

Klebepunkte

18

Klebefläche

19

Drahtbond

20

Kontaktdrähte/Flexpointleitungen

21

Passivierungsschicht

22

elektr. leitfähiger Klebstoff

23

Begrenzungswand

24

Brücke aus PZT

25

Flächenbereich

26

Dichtfläche

27

Silizium-Substrat

28

Düse

29

Tropfen

30

Flüssigkeit

31

Kanal

32

Vorraum

33

Elektroden-Enden

34

Kontaktfläche

35a

vorderer Bereich

35b

hinterer Bereich

Claims (20)

1. Tropfenerzeuger für Mikrotropfen, insbesondere für den Düsenkopf eines Tintendruckers, mit – einer Grundplatte (10) mit, einer Anordnung von Düsen (28) zum Ausstoßen der Tropfen (29), – einer auf der Grundpiatte (10) angeordneten Rahmenplatte (11), – einem piezoelektrisch betätigbaren Biegewandler (2) mit Piezokeramikschicht (13), der einen Biegekamm (3) bildet, dessen vorderer, den Düsen (28) zugeordneter Bereich den aktiven, aus parallelen Biegezungen (4) bestehenden Aktor bildet, – einem den Biegewandler (2) umschließenden Gehäuse (1 ), das mit seinem Gehäuserand (1a), die Länge des Biegewandlers (2) übergreifend, auf einer um den Biegewandler (2) verlaufenden, den Bereich der Kontaktierung in der Rahmenplatte (11) enthaltenden Gehäusewand-Auflagefläche (5a) der Rahmenplatte (11) dichtend aufliegt, dadurch gekennzeichnet, – dass der Biegewandler (2) ausschließlich auf der Grundplatte (10) aufsitzt, – dass die elektrischen Stromleiter (14) für die Kontaktierung der einzelnen Biegewandler (2) auf oder in der Grundplatte (10) und von dort in der, Rahmenplatte (11) verdeckt unter dem Gehäuserand (1a) hindurch geführt und die Masseleitungen (19) der einzelnen Biegezungen (4) zu der Rahmenplatte (11) in dieser ebenfalls verdeckt unter dem Gehäuserand (1a) hindurch geführt sind, so daß die Kontaktierung zwischen Biegewandler (4) und Rahmenplatte (11) vollständig innerhalb des Gehäuses (1) liegt.
2. Tropfenerzeuger für Mikrotropfen, insbesondere für den Düsenkopf eines Tintendruckers, mit – einer Grundplatte (10} mit einer Anordnung von Düsen (28) zum Ausstoßen der Tropfen (29), – einer auf der Grundplatte (10) angeordneten Rahmenplatte (11), – einem piezoelektrisch betätigbaren Biegewandler (2) mit Piezokeramikschicht (13), der einen Biegekamm (3) bildet, dessen vorderer, den Düsen (28) zugeordneter Bereich den aktiven, aus parallelen Biegezungen (4) bestehenden Aktor bildet, – einem den Biegewandler (2) abdeckenden Gehäuse (1), das mit einem Gehäuserand (1a) auf einer um den Biegewandler (2) verlaufenden Gehäusewand-Auflagefläche (5a) der Rahmenplatte (11) dichtend aufliegt, dadurch gekennzeichnet, – dass der Gehäuserand (1a) des Gehäuses (1) gestuft ist derart, dass das Gehäuse (1) einesteils im Bereich der Düsen (28) auf der Rahmenplatte (11) und anderenteils auf einem von den Düsen (28) abgewandten Streifen (8) ohne durchgehende Metallisierung auf der Piezokeramikschicht (13) dichtend aufliegt, – dass Drahtbonds (19) außerhalb des Gehäuses (1) von der Piezokeramikschicht (13) zur Rahmenplatte (11) und zu den elektrischen Stromleitern (14) und Masseanschlüssen verlaufen.
3. Tropfenerzeuger für Mikrotropfen, insbesondere für den Düsenkopf eines Tintendruckers, mit – einer Grundplatte (10) mit einer Anordnung von Düsen (28) zum Ausstoßen der Tropfen (29), – einer auf der Grundplatte (10) angeordneten Rahmenplatte (11), – einem piezoelektrisch betätigbaren Biegewandler (2) mit Piezokeramikschicht (1S), der einen Biegekamm (3) bildet, dessen vorderer, den Düsen (28) zugeordneter Bereich den aktiven, aus parallelen Biegezungen (4) bestehenden Aktor bildet, – einem den Biegewandler (2) umschließenden Gehäuse (1 ), das mit seinem Gehäuserand (1a), die Länge des Biegewandlers (2) übergreifend, auf einer um den Biegewandler (2) verlaufenden, den Bereich der Kontaktierung in der Rahmenplatte (11) enthaltenden Gehäusewand-Auflagefläche (5a) der Rahmenplatte (11) dichtend aufliegt, dadurch gekennzeichnet, – dass die Piezokeramikschicht (13) auf die Rahmenplatte (11) elektrisch leitend aufgeklebt ist, – dass zur Bildung einer verdeckten Kontaktierung im vorderen Bereich (35a) und im hinteren Bereich (35b) des Biegewandlers (2) jeweils zwischen der Piezokeramikschicht (13) und der Rahmenplatte (11) Kontaktflächen (34) vorgesehen sind, – dass die an den Kontaktflächen (34) mit der Piezokeramikschicht (13) verdeckt verbundenen Stromleiter (14) im Material der Rahmenplatte (11) verdeckt unter dem Gehäuserand (1a) hindurchgeführt und außerhalb des Gehäuses (1) mit einem auf der Ebene der Rahmenplatte (11) angeordneten ASIC (7) verbunden sind.
4. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Masseanschluss-Streifen (9) auch die hintere Stirnfläche (2a) des Biegewandlers (2) bedeckt.
5. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewandler (2) abwechselnd jeweils aus einer Metallisierungsschicht (12) und einer aktiven Piezokeramikschicht (13) aufgebaut sind, wobei verdeckte Stromleiter (14) in der Grundplatte, (10) bzw. in der Rahmenplatte (11) geführt sind.
6. Tropfenerzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungsschichten (12) im Inneren der Biegezungen (4) mit den Masseanschluss-Streifen (9) verbunden sind, und dass die Metallisierungsstreifen (12a) vor dem Masseanschluss-Streifen (9) bzw. vor einem Trennschnittende enden.
7. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Schichten des Biegewandlers (2) auf die Länge der Biegezunge (4) mit einem festbestimmten Randabstand zur Breite (4a) der Biegezunge (4) eingebracht sind.
8. Tropfenerzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromleiter (14) auf der Grundplatte (10) oder der Rahmenplatte (11) mittels einer abgeschiedenen Deckschicht (16) geschützt und isoliert sind.
9. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ASIC (7) in einem abgegrenzten Bereich der Rahmenplatte (11) hergestellt ist.
10. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Klebepunkte (17) für den Biegekamm (3) mittels eines Stempels oder durch Siebdruck auf Klebeflächen (18) der Grundplatte (10) und/oder des Biegekamms (3) auftragbar sind.
11. Tropfenerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Biegezungen (4) hinter einer Gehäusewand-Auflagefläche (5a) mittels eines Drahtbonds (19) mit dem Masseanschluss-Streifen (9) verbunden sind.
12. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der den Kontaktflächen zugewandte Gehäuserand (1a) hinter dem Biegekamm (3) dicht aufliegt, dass die Biegezungen (4) jeweils mittels einzelnen Kontaktdrähten (20), Flexprintleitungen oder Spider angeschlossen sind.
13. Tropfenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Trennschlitze (6) zwischen den Biegezungen (4) jeweils bis zu einem Absatz (5) vor dem hinteren Gehäuserand (1a) geführt sind.
14. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Biegekamm (3), ausgenommen die Kontaktflächen, allseitig mit einer Passivierungsschicht (21) überzogen ist.
15. Tropfenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennschlitz (6) zwischen den Biegezungen (4) eine Breite von etwa 40 μm bis 80 μm aufweist.
16. Tropfenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung der Biegezunge (4) auf der Grundplatte (10) mittels elektrisch leitfähigem Klebstoff (22) bewirkt ist, der zwischen Begrenzungswänden (23) und der Rahmenplatte (11) eingebracht ist.
17. Tropfenerzeuger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Klebstoff (22) auf dem Biegewandler (2) im Bereich einer Lagerstelle (3c) aufgebracht ist.
18. Tropfenerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegekamm (3) aus Plumbum-Zirkon-Titanat (PZT) hergestellt und bis über die Gehäusewand-Auflagefläche (5a) hinaus verlängert ist.
19. Tropfenerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich hinter dem Biegekamm (3) eine Brücke (24) aus PZT gebildet ist, und dass in diesem Bereich die Kontaktierung bei der Herstellung des PZT-Multilagers nur partiell auftragbar ist.
20. Tropfenerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Flächenbereich (25) auf dem Biegekamm (3) zwischen dem Ende (6a) der Trennschlitze und den Kontaktflächen eine Dichtfläche (26) für den hinteren Gehäuserand (1a) gebildet ist.