KR102131318B1 - 프린트헤드 - Google Patents
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Abstract
프린트헤드는 몰딩가능한 기판 내에 몰딩된 다수의 잉크젯 슬라이버를 포함한다. 오버몰딩된 잉크젯 슬라이버는 하나 이상의 다이를 형성한다. 프린트헤드는 또한 잉크젯 슬라이버를 사이드 커넥터에 전기적으로 결합시키는 다수의 와이어 본드를 포함한다. 사이드 커넥터는 잉크젯 슬라이버를 인쇄 장치의 제어기에 전기적으로 결합시킨다.
Description
본 발명은 프린트헤드에 관한 것이다.
인쇄 장치는 인쇄 매체 상에 잉크 또는 다른 분사가능한 유체를 분배하는데 사용되는 다수의 프린트헤드를 포함한다. 프린트헤드는 인쇄 매체 상에 이미지를 형성하기 위해 분사가능한 유체를 정밀하게 분배하는 정밀 분배 장치인 다수의 다이를 포함한다. 분사가능한 유체는 프린트헤드에 형성된 유체 슬롯을 통해 노즐 아래의 토출 체임버로 전달될 수 있다. 유체는, 예를 들면, 저항 요소를 가열함으로써 토출 체임버로부터 토출될 수 있다. 토출 체임버 및 저항 요소는 열 잉크젯(TIJ) 프린트헤드의 열적 유체 토출 장치를 형성한다. 그러나, 인쇄 장치는 다른 유형의 인쇄 장치 중에서도, 예를 들면, 2 차원 인쇄 시스템, 3 차원 인쇄 시스템, 디지털 적정 시스템, 및 압전 인쇄 시스템과 같은 임의의 유형의 디지털 고정밀 액체 분배 시스템을 사용할 수 있다.
첨부한 도면은 본 명세서에 기술된 원리의 다양한 실시례를 예시하는 것이고, 본 명세서의 일부이다. 예시된 실시례는 단지 설명을 위해 제공된 것이고, 청구항의 범위를 제한하지 않는다.
도 1은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 열 잉크젯(TIJ) 프린트헤드 다이의 도면이다.
도 2는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따라, 도 1에 도시된 A 선을 따른 도 1의 TIJ 프린트헤드 다이의 단면도이다.
도 3은 본 명세서에 기술된 원리의 다른 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이의 도면이다.
도 4는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따라, 도 3에 도시된 B 선을 따른 도 3의 TIJ 프린트헤드 다이의 단면도이다.
도 5는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 제조의 제 1 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 6은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 2 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 7은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드의 제 2 면을 도시하는 제조의 제 2 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 8은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 2 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드 중 하나의 도면이다.
도 9는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 3 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드 중 하나의 도면이다.
도 10은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 4 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드 중 하나의 도면이다.
도 11은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 제조된 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 12는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이를 사용하는 인쇄 장치의 블록 도면이다.
도 13은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이를 제조하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도면의 전체를 통해 동일한 참조번호는 유사하지만 반드시 동일하지는 않은 요소를 나타낸다.
도 2는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따라, 도 1에 도시된 A 선을 따른 도 1의 TIJ 프린트헤드 다이의 단면도이다.
도 3은 본 명세서에 기술된 원리의 다른 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이의 도면이다.
도 4는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따라, 도 3에 도시된 B 선을 따른 도 3의 TIJ 프린트헤드 다이의 단면도이다.
도 5는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 제조의 제 1 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 6은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 2 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 7은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드의 제 2 면을 도시하는 제조의 제 2 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 8은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 2 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드 중 하나의 도면이다.
도 9는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 3 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드 중 하나의 도면이다.
도 10은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 4 단계에서 다수의 TIJ 프린트헤드 중 하나의 도면이다.
도 11은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 제조된 TIJ 프린트헤드의 도면이다.
도 12는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이를 사용하는 인쇄 장치의 블록 도면이다.
도 13은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이를 제조하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도면의 전체를 통해 동일한 참조번호는 유사하지만 반드시 동일하지는 않은 요소를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 열 잉크젯(TIJ; thermal inkjet) 프린트헤드는 다수의 TIJ 다이를 포함한다. 각각의 TIJ 다이는 다수의 슬라이버(sliver)를 포함한다. 다이 슬라이버는 약 650μm 이하 정도의 두께를 갖는 얇은 실리콘, 유리 또는 기타 기판을 포함한다. TIJ 슬라이버는 각각 슬라이버의 표면 상의 전술한 저항성 가열 요소와 같은 다수의 유체 토출 장치를 포함할 수 있다. 분사가능한 유체는 대향하는 기판 표면 사이의 기판에 형성된 다수의 유체 슬롯을 통해 슬라이버의 토출 장치로 유동할 수 있다.
본 명세서에서 실시례의 전체를 통해 열 잉크젯(TIJ) 장치가 기술되었으나, 임의의 유형의 디지털 고정밀 액체 분배 시스템이 이들 실시례를 이용할 수 있다. 예를 들면, 프린트헤드는 임의의 2 차원(2D) 인쇄 요소 또는 장치, 임의의 3 차원(3D) 인쇄 요소 또는 장치, 디지털 적정 요소 또는 장치, 열저항기 유형 또는 압전 유형의 인쇄 요소 또는 장치, 기타 유형의 디지털 고정밀 액체 분배 시스템, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이들 다양한 유형의 액체 분배 시스템은 다른 분배가능한 액체 중에서, 예를 들면, 잉크, 3D 인쇄 작용제, 약제, 실험 유체, 및 바이오-유체를 포함하는 무수한 유형의 액체를 분배할 수 있다. 3D 인쇄 작용제는, 예를 들면, 무엇보다도 폴리머, 금속, 접착제, 3D 잉크를 포함할 수 있다.
프린트헤드 다이 내의 유체 슬롯은 유체 토출 요소로 유체를 효과적으로 전달하지만, 이 유체 슬롯은 귀중한 실리콘 공간을 차지하고, 제조에 상당한 처리 비용을 추가한다. 더 적은 프린트헤드 다이 비용은 부분적으로 다이 크기의 축소를 통해 달성될 수 있다. 그러나, 다이 크기가 더 작아지면 실리콘 기판의 슬롯 피치 및/또는 슬롯 폭이 더 좁아지므로 소형 다이를 TIJ 프린트헤드 내에 집적하는 데 따른 과도한 조립 비용이 추가된다. 또한, 잉크 공급 슬롯을 형성하기 위해 기판으로부터 재료를 제거하는 것은 프린트헤드 다이를 구조적으로 약화시킨다. 따라서, 단색 프린트헤드 다이에서 인쇄의 질 및 속도를 향상시키기 위해, 또는 다색 프린트헤드 다이에서 상이한 색을 제공하기 위해 단일의 프린트헤드 다이가 다수의 슬롯을 가지는 경우, 프린트헤드 다이는 각각의 슬롯의 추가에 따라 점점 취약해진다. 따라서, TIJ 프린트헤드 내의 하나의 제약은 더 높은 TIJ 다이 분리비 또는 더 적은 다이 비용이 더 좁은 슬롯 피치 또는 유체 슬롯 폭에 비례한다는 것이다. 비용의 관점에서, 유체 슬롯은 유용한 다이 공간을 차지할 수 있고, 상당한 공정 비용을 가질 수 있다.
다시 말하면, 잉크젯 프린트헤드 다이의 비용을 감소시키는 것은 다이 크기를 축소시키는 것과 웨이퍼 비용을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 다이 크기는 분사가능한 유체를 다이의 일면 상의 리저버로부터 다이의 타면 상의 슬라이버의 유체 토출 요소로 공급하는 실리콘 기판을 통해 형성된 유체 공급 슬롯의 피치에 좌우될 수 있다. 그러므로, 다이 크기를 축소시키기 위한 일부의 방법은, 예를 들면, 레이저 가공, 이방성 습식 에칭, 건식 에칭, 기타 재료 제거 방법, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 실리콘 슬롯형성 공정을 통해 슬롯 피치 및 크기를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 실리콘 슬롯형성 공정은 프린트헤드 다이에 상당한 제조 비용을 추가한다. 또한, 다이 크기가 감소됨에 따라, 잉크젯 프린트헤드 내에 더 작은 다이를 결합하는 것과 관련된 비용 및 복잡성은 더 작은 다이로부터 얻어지는 비용절감을 초과하기 시작했다. 또한, 다이 크기가 감소됨에 따라, 잉크 공급 슬롯을 형성하기 위한 다이 재료의 제거는 다이 강도에 점점 악영향을 미치며, 이는 다이 고장률을 증가시킬 수 있다.
하나의 실시례에서, 에폭시 몰드 화합물(EMC)의 오버몰드가 프린트헤드 다이의 다수의 TIJ 슬라이버를 정위치에 유지시키는데 사용될 수 있다. EMC에 의해 형성된 저렴한 몰딩된 기판은 또한 다양한 실시례에서 상호연결 트레이스를 물리적으로 지지하고, 와이어 본딩을 지지하고, TAB 본딩을 가능하게 한다. 오버몰딩된 프린트헤드 다이는 비용을 3 배 감소시킨다. 또한, 오버몰딩된 프린트헤드 다이는 프린트헤드 내에 치클릿(chiclet) 또는 기타 유체 분배 매니폴드 또는 유체 인터포저를 필요로 하지 않으므로 프린트헤드 조립 공정을 단순화한다. 비용을 더욱 저감시키기 위해, 슬라이버로부터 인쇄 회로 보드(PCB) 또는 리드 프레임까지 전기적 상호연결부가 연장된다. PCB 또는 리드 프레임은 슬라이버를 다이의 에지에 연결하므로 프린트헤드는 고가의 TAB(tape-automated bonding) 회로 또는 SMT(surface-mounted technology) 커넥터를 사용하는 대신 직접 인쇄 장치의 전기 콘택에 연결될 수 있다. 따라서, 오버몰딩된 슬라이버 및 이들 각각의 전기적 상호연결부는 프린트헤드 설계 및 조립 공정을 크게 단순화시킨다.
따라서, 본 명세서에 기술된 실시례는 열 잉크젯(TIJ) 프린트헤드를 제공한다. TIJ 프린트헤드는 몰딩가능한 기판 내에 몰딩된 다수의 잉크젯 슬라이버를 포함한다. 오버몰딩된 잉크젯 슬라이버는 하나 이상의 TIJ 다이를 형성한다. TIJ 프린트헤드는 또한 잉크젯 슬라이버를 사이드 커넥터에 전기적으로 결합시키는 다수의 와이어 본드를 포함한다. 사이드 커넥터는 잉크젯 슬라이버를 인쇄 장치의 제어기에 전기적으로 결합시킨다.
하나의 실시례에서, 사이드 커넥터는 인쇄 회로 보드(PCB) 사이드 커넥터를 포함한다. 본 실시례에서, PCB 사이드 커넥터는 몰딩가능한 기판 내에 몰딩될 수 있다.
다른 실시례에서, 사이드 커넥터는 몰딩가능한 기판 내에 매립된 리드 프레임을 포함한다. 본 실시례에서, 리드 프레임은 다수의 연결 패드에 전기적으로 연결된다. 연결 패드는 잉크젯 슬라이버를 인쇄 장치의 제어기에 전기적으로 결합시킨다. TIJ 프린트헤드는 와이어 본드 상에 배치된 봉입용 커버(encapsulating cover)를 더 포함할 수 있다.
하나의 실시례에서, 사이드 커넥터는 잉크젯 슬라이버의 각각의 에지에서 잉크젯 슬라이버에 전기적으로 결합된다. 또한, 하나의 실시례에서, 몰딩가능한 기판은 에폭시 몰딩 화합물(EMC)이다. 본 명세서에서 에폭시 몰딩 화합물(EMC)은 하나 이상의 에폭시드 관능기를 포함하는 임의의 재료로서 광범위하게 정의된다. 하나의 실시례에서, EMC는 자기 가교 결합(self-cross-linking) 에폭시이다. 본 실시례에서, EMC는 촉매 단독중합을 통해 경화될 수 있다. 다른 실시례에서, EMC는 폴리에폭시드를 경화시키기 위해 공반응물을 사용하는 폴리에폭시드일 수 있다. 이들 실시례에서 EMC의 경화는 높은 기계적 특성, 높은 내열성 및 내화학성을 갖는 열경화성 폴리머를 형성한다.
본 명세서에 기술된 실시례는 또한 열 잉크젯(TIJ) 프린트헤드 다이를 제공한다. TIJ 프린트헤드 다이는 몰딩가능한 기판, 이 몰딩가능한 기판 내에 몰딩된 다수의 잉크젯 슬라이버, 및 이 슬라이버를 몰딩가능한 기판에 결합된 에지 커넥터에 연결하는 다수의 전기 와이어 리드를 포함한다. 하나의 실시례에서, 에지 커넥터는 몰딩가능한 기판 내에 매립된 인쇄 회로 보드(PCB), 와이어 리드를 통해 잉크젯 슬라이버에 PCB를 결합하기 위해 PCB에 결합된 제 1 세트의 커넥터, 및 프린터 제어기에 PCB를 결합하기 위해 PCB에 결합된 제 2 세트의 커넥터를 포함한다.
TIJ 프린트헤드는 와이어 본드 상에 배치된 봉입용 재료를 더 포함할 수 있다. 또한, TIJ 프린트헤드 다이는 봉입 재료의 낮은 프로파일을 유지시키기 위해 봉입 재료 상에 배치되는 보호 필름을 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시례는 또한 열 잉크젯(TIJ) 다이를 제조하는 방법을 제공한다. 본 방법은 모바일 기기 내에 다수의 잉크젯 슬라이버를 오버몰딩하는 단계 - 오버몰딩된 잉크젯 슬라이버는 하나 이상의 TIJ 다이를 형성함 -, 다수의 와이어 본드의 제 1 단부를 잉크젯 슬라이버에 전기적으로 결합하는 단계, 및 와이어 본드의 제 2 단부를 하나 이상의 TIJ 다이의 에지에 결합된 사이드 커넥터에 전기적으로 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 하나의 실시례에서, 몰딩가능한 기판 내에 다수의 잉크젯 슬라이버를 오버몰딩하는 단계는 다수의 잉크젯 슬라이버를 구비한 인쇄 회로 보드(PCB)를 몰딩가능한 기판 내에 오버몰딩하는 단계를 포함한다.
하나의 실시례에서, 본 방법은 환경에 대한 와이어 본드의 노출을 방지하기 위해 봉입 재료로 와이어 본드를 봉입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 하나의 실시례에서, 본 방법은 봉입 재료의 낮은 프로파일을 유지하기 위해 봉입 재료 상에 보호 필름을 피복하는 단계를 포함할 수 있다.
봉 명세서 및 첨부한 청구항에서 사용되는 용어 "프린트헤드" 또는 "프린트헤드 다이"는 다수의 노즐 개구로부터 분사가능한 유체를 분배할 수 있는 잉크젯 프린터 또는 기타 잉크젯 유형의 분배기의 일부로서 광범위하게 이해되어야 한다. 프린트헤드는 다수의 프린트헤드 다이를 포함하고, 프린트헤드 다이는 다수의 다이 슬라이버를 포함한다. 프린트헤드 및 프린트헤드 다이는 잉크 및 기타 인쇄 유체를 분배하는 것에 제한되지 않고, 대신에 인쇄 이외의 용도를 위한 기타 유체도 분배할 수 있다.
또한, 본 명세서 및 첨부한 청구항에서 사용되는 용어 "슬라이버" 또는 "다이 슬라이버"는 분사가능한 유체를 토출하는 프린트헤드 다이의 임의의 하위 요소(sub-element)를 의미한다. 하나의 실시례에서, 슬라이버는 약 200 μm의 두께 및 3 이상의 길이 대 폭의 비(L/W)를 갖는 얇은 실리콘 또는 유리 기판을 포함할 수 있다. 슬라이버는 또한 슬라이버의 노즐을 구성하는 실리콘 또는 유리 기판 상에 적층되는 SU-8과 같은 에폭시-기반의 네거티브 포토레지스트 재료를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서 및 첨부한 청구항에서 사용되는 용어 "다수의" 또는 유사어는 1 내지 무한대를 포함하는 임의의 양의 수로서 광범위하게 이해되어야 하며, 0은 수가 아니지만, 수가 없음을 나타낸다.
이하의 기술에서 설명의 목적으로 본 시스템 및 방법의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항이 설명된다. 그러나, 본 장치, 시스템 및 방법은 이러한 구체적인 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 명세서에서 "일 실시례" 또는 유사어는 그 실시례와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 기술되어 있는 대로 포함되지만 다른 실시례에서는 포함되지 않을 수 있음을 의미한다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 열 잉크젯(TIJ) 프린트헤드 다이(100)의 도면이다. 도 1의 실시례에서, TIJ 프린트헤드 다이(100)는 몰딩가능한 기판(101) 내에 오버몰딩된 다수의 다이 슬라이버(102)를 포함한다. 하나의 실시례에서, 몰딩가능한 기판은 에폭시 몰드 화합물(EMC)로 제조된다. 본 실시례에서, 슬라이버(102)는 원하는 슬라이버(102)의 배열에 따라 서로에 대해 배치되고, 미경화 EMC는 슬라이버(102)의 주위에 퇴적된다. EMC는 에폭시드기를 포함하는 임의의 반응성 프리폴리머 및 에폭시드기를 포함하는 폴리머를 포함하는 임의의 폴리에폭시드를 포함할 수 있다. EMC는 촉매 단중합화를 통해 자체와 반응(즉, 가교결합)될 수 있거나, 또는 다관능성 아민, 산 및 산 무수물, 페놀, 알코올, 티올, 기타 공반응물, 또는 이들의 조합을 포함하는 광범위한 공반응물과 반응될 수 있다. 이러한 공반응물은 경화제라고 지칭될 수 있고, 가교 반응은 경화라고 지칭될 수 있다. 폴리에폭시드와 그 자체와의 반응 또는 다관능성 경화제와의 반응은 종종 높은 기계적 특성 및 내열성 및 내화학성을 갖는 열경화성 폴리머를 형성한다.
전술한 바와 같이, 다이 슬라이버는 약 650 μm 이하의 두께를 갖는 얇은 실리콘, 유리, 또는 기타 기판을 포함하고, 또한 3 이상의 길이 대 폭의 비(L/W)를 가질 수 있다. 하나의 실시례에서, TIJ 프린트헤드 다이(100) 내에 포함되는 슬라이버(102)의 수는 TIJ 프린트헤드 다이(100)가 토출하는 색의 수와 동일하다. 도 1의 실시례에서, 4 개의 슬라이버(102)가 TIJ 프린트헤드 다이(100) 내에 포함되고, 예를 들면, 시안(C), 마젠타(M), 황색(Y), 및 흑색(K)을 위한 슬라이버(102)를 포함한다. 그러나, 임의의 색 모델 또는 색들이 슬라이버(102)에 의해 표현될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 슬라이버(102)는 에폭시-기반의 네거티브 포토레지스트(115)에 형성된 다수의 노즐(113)을 포함하고, 여기서 자외선(UV) 방사에 노출되는 네거티브 포토레지스트의 일부는 가교 결합되고, 필름의 나머지는 가용성을 유지하여 현상 중에 씻겨 나갈 수 있다. 하나의 실시례에서, 네거티브 포토레지스트는 SU-8이다. 노즐(113)은 다수의 잉크 공급 슬롯을 내부에 형성한 실리콘 기판에 결합된다. EMC(101)의 몰딩 화합물이 연결 패드(103) 또는 기타 전기 접속부와 접촉하는 것을 방지하기 위해 댐으로서 작용하도록 에폭시-기반의 네거티브 포토레지스트의 추가의 부분(114)이 슬라이버(102) 내에 포함될 수 있다. 연결 패드(103)의 영역을 둘러싸는 이 에폭시-기반의 네거티브 포토레지스트의 추가 부분(114)은 몰딩 공정 중에 과잉의 플래시 몰딩 재료가 연결 패드(103) 영역 내로 진입하는 것을 방지한다.
또한, 각각의 슬라이버(102)는 각각의 노즐의 직하에 하나 이상의 토출 체임버를 포함한다. 토출 체임버는 슬라이버의 직하에서 몰딩가능한 기판(101) 내에 형성된 다수의 슬롯에 유체적으로 결합되고, 이를 통해 분사가능한 유체는 토출 체임버로 유동하여 분사가능한 유체의 분사 이벤트 중에 노즐로부터 토출된다. 따라서, 몰딩된 잉크젯 프린트헤드(100)와 같은 몰딩된 유체 유동 구조물은 다이 슬라이버 기판를 통해 형성되는 유체 슬롯을 포함하지 않는다. 대신, 각각의 다이 슬라이버(102)는 슬라이버(102)의 후면에서 몰딩가능한 기판(101) 내에 형성된 유체 채널을 통해 유체의 팬-아웃(fan-out)을 제공하는 모노리스(monolith)의 몰딩가능한 기판(101) 내에 몰딩된다. 따라서, 몰딩된 프린트헤드 구조물은 다이 슬롯형성 공정 및 프린트헤드(100)의 매니폴드 기구(예를 들면, 치클릿) 내로의 관련된 슬롯을 가진 다이의 조립과 관련된 상당한 비용을 절감한다.
몰딩가능한 기판(101) 내에 형성된 유체 슬롯으로 인해 분사가능한 유체는 각각의 다이 슬라이버(102)의 후면으로 유동할 수 있다. 다이 슬라이버(102)를 관통하여 그 후면으로부터 그 전면까지 형성된 유체/잉크 공급 구멍(IFH)으로 인해 유체는 슬라이버(102)를 통해 전술한 저항성 가열 요소를 포함하는 토출 체임버와 같은 전면 상의 토출 체임버까지 유동할 수 있다. 분사가능한 유체는 몰딩된 프린트헤드(100)의 슬라이버(102)로부터 유체 토출 체임버에 유체적으로 결합된 노즐을 통해 토출된다.
하나의 실시례에서, 본 명세서에 기술된 양태는 페이지-와이드 어레이(page-wide array)에서 사용되는 것과 같은 프린트헤드 바에서 구현될 수 있다. 본 실시례에서, 프린트 바는 몰딩가능한 기판(101)에 매립되는 다수의 몰딩된 프린트헤드 다이(102)를 포함할 수 있다. 각각의 몰딩된 프린트헤드 다이는 몰딩의 외부에 노출되는 전면 및 후면을 갖는 다수의 다이 슬라이버(102)를 포함한다. 후면은 유체를 수용하기 위한 것이며, 전면은 다이 슬라이버의 유체 공급 구멍을 통해 후면으로부터 전면까지 유동하는 유체를 분해하기 위한 것이다.
하나의 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 프린트 바 또는 페이지-와이드 어레이를 따라 배치될 수 있다. 본 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 다수의 상이한 구성으로 프린트헤드의 길이를 따라 단부-단부로 배치될 수 있다. 하나의 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 인라인 구성으로 배치될 수 있다. 다른 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 어긋난 구성으로 배치될 수 있으며, 여기서 슬라이버(102)는 서로에 대해 정렬되지만 다이(100)는 프린트 바의 종축선을 따라 어긋나게 배치된다. 또 다른 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 회전된 구성으로 배치될 수 있으며, 여기서 슬라이버(102)는 서로에 대해 정렬되지만 다이(100)는 프린트 바의 종축선에 대해 회전된다. 또 다른 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 경사진 구성으로 배치될 수 있으며, 여기서 슬라이버(102)는 서로에 대해 경사진 배열로 배치되지만 다이(100)는 프린트 바의 종축선에 대해 정렬된다. 또 다른 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 스티칭(stitching) 구성으로 배치될 수 있으며, 여기서 다수의 다이(100)는 인접한 다수의 다이와 중첩된다. 본 실시례에서, 다이(100)의 중첩은 다이(100)의 슬라이버(102)의 노즐 스티칭을 허용한다. 하나의 실시례에서, 중첩된 노즐로부터의 토출 유체의 조합된 분사가 다른 비중첩 노즐보다 임의의 다소의 분사가능한 유체를 토출하지 않도록 임의의 중첩 노즐의 분사를 타이밍(timing)함으로써 노즐의 스티칭이 달성될 수 있다.
다른 실시례에서, 몰딩된 프린트헤드 다이(100)는 프린트 카트리지 내에 포함될 수 있다. 본 실시례에서, 단일의 프린트헤드 다이(100)가 프린트 카트리지에 포함될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시례에서, 인쇄 회로 보드(PCB)는 몰딩가능한 기판(101)의 에지에 매립되거나 또는 결합될 수 있다. 하나의 실시례에서, PCB는 FR-4(난연제-4) 등급의 PCB이다. FR-4 등급의 PCB는 유리-보강된 에폭시 적층재 시트를 의미한다. FR-4 PCB는 파이버글라스 직물과 난연성 또는 자가 소화성인 에폭시 수지 결합제로 구성된 복합 재료이다. 전술한 바와 같이, "FR-4" 표시는 FR-4의 인화성의 안전성이 표준 UL94V-0을 준수함을 나타낸다. 하나의 실시례에서, FR-4는 에폭시 수지, 직조된 유리 직물 보강재, 브롬화 난연제, 또는 이들의 조합을 포함하는 다수의 재료로 제조될 수 있고, 우수한 강도 대 중량의 비를 갖는 범용 고압 열경화성 플라스틱 적층재 등급이다. 수분 흡수가 거의 0인 FR-4 등급의 PCB는 상당한 기계적 강도를 지닌 전기 절연체로서 사용될 수 있고, 건조 상태 및 습한 상태의 둘 모두에서 높은 기계적 값과 전기 절연 품질을 유지한다. 또한, FR-4 등급의 PCB 기판은 우수한 제조 특성을 갖는다. 이하에서 매립되거나 결합되는 PCB에 관한 세부사항을 설명한다.
하나의 실시례에서, 프린트헤드 다이(100) 내에 포함되는 슬라이버(102)는 각각 다수의 연결 패드를 포함한다. 그러나, 몰딩가능한 기판(101) 내에 몰딩된 슬라이버(102)는 프린트헤드 다이(100)를 내장한 인쇄 장치(도 12의 1200)에 전기적으로 결합될 수 없다. 이러한 방식으로, 슬라이버(102)는 인쇄 장치(도 12의 1200)의 제어기(도 12의 1230)로부터 전기 신호를 수신할 수 없다. 그러므로, 도 1은 슬라이버(102)를 인쇄 장치(도 12의 1200)에 전기적으로 결합하는데 사용하기 위한 에지 커넥터(116)의 하나의 실시례를 도시한다. 도 1의 실시례에서, 인쇄 회로 보드(PCB)는 몰딩가능한 기판(101) 내에 결합되거나 몰딩된다. PCB(108)는 도 1의 실시례에서 에지 커넥터(116)를 위한 기판의 역할을 한다.
도 1의 프린트헤드 다이(100)는 연결 패드(103)의 다수의 제 1 전기 접속부(104)를 다수의 제 2 전기 접속부(106)에 결합하는 다수의 본드 와이어(105)를 더 포함한다. 하나의 실시례에서, 제 2 전기 접속부(106)는 매립된 PCB(108) 내에 형성된 비아(117)로 슬라이버(102)의 표면에 의해 형성되는 평면의 하측으로 리세싱(recessing)된다. 본 실시례에서, 다수의 트레이스(107)는 매립된 PCB(108) 내에 매립되어 제 2 전기 접속부(106)를 PCB(108) 상에 그리고 에지 부분에 위치된 다수의 제 3 전기 접속부(109)에 결합시킬 수 있다. 다수의 PCB 트레이스(118)가 PCB(108) 내에 포함되어 있다. PCB 트레이스(118)는 제 3 전기 접속부(109)를 다수의 제 4 전기 접속부(110)에 결합시킨다. 하나의 실시례에서, 제 3 전기 접속부(109), PCB 트레이스(118), 및 제 4 전기 접속부(110)가 단일 접속부로 결합된다. 본 실시례에서, 매립된 PCB(108)는, 예를 들면, PCB 트레이스(118) 및 제 4 전기 접속부(110)에 의해 PCB(108)의 길이가 줄어들지 않으므로 더 짧다. 도 1 및 도 2의 실시례에서, 제 4 전기 접속부(110)는 인쇄 장치(도 12의 1200)의 제어기(도 12의 1230)와 프린트헤드 다이(100) 사이에 전기 통신을 제공하기 위해 인쇄 장치(도 12의 1200)의 커넥터에 결합된다.
도 1의 하나의 실시례에서, 와이어 본드(105)는 연결 패드(103)의 제 1 전기 접속부(104)를 제 4 전기 접속부(110)에 직접 결합시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제 2 전기 접속부(106), 비아(117), 트레이스(107), 제 3 전기 접속부(109), 및 PCB 트레이스(118)가 사용되지 않고, 더 작은 PCB(108)가 몰딩가능한 기판(101)에 결합되고, 프린트헤드 다이(100)의 길이가 축소된다.
도 1의 실시례에서, 봉입재(111)가 와이어 본드(105) 상에 배치되어 주위 환경에 대한 와이어 본드(105)의 노출을 제거할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 와이어 본드(105)는 프린트헤드 다이(100)의 일면 상에 위치되고, 이곳으로부터 분사가능한 유체가 노즐(113)로부터 토출된다. 이것은 인쇄 장치(도 12의 1200)를 통과하는 인쇄 매체, 이 인쇄 매체 및 기타 소스로부터의 분진 및 기타 오염물, 및 주변 공기로부터의 수분에 의해 마찰에 노출됨을 의미한다. 와이어 본드(105)를 향하는 가능한 오염 또는 열화를 제거하기 위해, 이 와이어 본드(105) 상에 봉입재(111)가 배치될 수 있다.
또한, 이 봉입재(111) 상에 보호 필름(112)이 배치될 수 있다. 보호 필름(112)은 프린트헤드 다이(100)의 다수의 표면과 이 보호 필름(112) 사이에 봉입재(111)가 개재되도록 한다. 다음에 이로 인해 봉입재(111)가 인쇄 작업을 방해할 정도까지 프린트헤드(100)의 표면으로부터 돌출하지 않도록 봉입재(111) 및 보호 필름(112)은 낮은 프로파일을 유지한다.
도 2는 본 명세서에서 기술한 원리의 하나의 실시례에 따른 도 1에 도시된 선 A를 따른 도 1의 TIJ 프린트헤드 다이(100)의 단면도이다. 도 2의 단면도는 프린트헤드 다이(100)의 다양한 부분에 대한 실태를 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 얇은 실리콘 또는 유리 기판(215)은 노즐(113)을 내부에 형성한 네거티브 포토레지스트 재료(213)(예를 들면, Su-8)의 직하에 배치된다. 분사가능한 유체가 슬롯(217)으로부터 노즐(113) 직하의 토출 체임버로 진행할 수 있도록 기판(215)에 다수의 채널(216)이 형성된다. 네거티브 포토레지스트 재료(213)와 기판(215)은 슬라이버(도 1의 102)를 형성하고, 몰딩가능한 기판(101) 내에 오버몰딩되거나 또는 몰딩된다.
마찬가지로 슬라이버(102)와 인쇄 장치(도 12의 1200)의 제어기(도 12의 1230) 사이에 전기 접속을 제공하기 위해, 다수의 와이어 본드(105)는 슬라이버(102)의 연결 패드(도 1의 103)의 제 1 전기 접속부(104)를 매립된 PCB(108) 내의 다수의 제 2 전기 접속부(106)에 전기적으로 결합시킨다. 다음에 트레이스(107)는 제 2 전기 접속부(106)를 에지 커넥터(116)를 위한 기판의 역할을 하는 매립된 PCB(108) 상에 위치되는 제 3 전기 접속부(109)에 전기적으로 결합시킨다. PCB 트레이스(118)는 제 3 전기 접속부(109)를 다수의 제 4 전기 접속부(110)에 결합시킨다.
와이어 본드(105)가 연결 패드(103)의 제 1 전기 접속부(104)를 제 4 전기 접속부(110)에 직접 결합시키는 실시례에서, 와이어 본드(105)는 제 4 전기 접속부(110)에 도달하고, 봉입재(111)는 와이어 본드(105)의 전체 길이에 걸쳐 와이어 본드(105) 상에 배치된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 보호 필름(112)은 봉입재(111)의 프로파일을 감소되게 하고, 프린트헤드 다이(100)를 따라 낮은 프로파일이 유지되도록 보장한다.
도 3은 본 명세서에 기술된 원리의 다른 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이(300)의 도면이다. 도 4는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따라, 도 3에 도시된 B 선을 따른 도 3의 TIJ 프린트헤드 다이(300)의 단면도이다. 유사하게, 도 3 및 도 4의 요소는 도 1 및 도 2에 관하여 위에서 설명되었다. 도 3 및 도 4의 프린트헤드 다이(300)의 실시례는 에지 커넥터(116)가 몰딩가능한 기판(101) 내에 매립된 리드 프레임을 포함하는 점에서 도 1 및 도 2의 실시례와 다르다. 이 리드 프레임은 연결 패드(103)의 제 1 전기 접속부(104)에 대해 본딩 와이어의 원위 단부에 결합되는 다수의 제 1 부분(301)을 포함한다. 리드 프레임의 중간 부분(302)은 제 1 부분(301)을 에지 부분(303)에 연결한다. 에지 부분(303)은 인쇄 장치(도 12의 1200)의 제어기(도 12의 1230)와 프린트헤드 다이(100) 사이에 전기 통신을 제공하기 위해 인쇄 장치(도 12의 1200)의 커넥터에 결합된다.
도 5 내지 도 10은 TIJ 프린트헤드 제조 공정을 도시한다. 특히 도 5는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 제조의 제 1 단계(600)에서 다수의 TIJ 프린트헤드(501)의 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 PCB 기판(502)은 이후의 제조 공정을 위한 스테이징(staging) 영역으로서 패널 기판(520) 상에 배치된다. 다수의 슬라이버(102)는 슬라이버(102)가 다이(100, 300) 내에서 서로에 대해 어떻게 배치되어야 하는지에 따라 다수의 다이 보이드(void; 503) 내에 배치된다. 도 5의 실시례에서, 다이(100, 300)는 어긋난 구성으로 배치되며, 여기서 슬라이버(102)는 서로에 대해 정렬되지만 다이(100)는 전술한 바와 같이 프린트헤드(501)의 종축선을 따라 어긋난다. 그러나, 다이(100, 300) 내의 슬라이버(102), 프린트헤드(100) 내의 다이(100, 300), 또는 이들의 조합은 임의의 구성으로 배치될 수 있다.
도 5는 노즐(도 1 내지 도 4의 113)을 포함하는 면의 반대측의 프린트헤드(501)의 각각의 면을 도시한다. 따라서, 도 5에 도시된 프린트헤드(501)의 면은 프린트헤드(501)의 제 2 면으로 지칭될 수 있고, 반면에 도 1 내지 도 4에 도시된 프린트헤드(501)의 면은 제 1 면이다. 각각의 프린트헤드(501)는, 예를 들면, ASIC(application specific integrated circuits)(505), 및 프린트헤드(501)를 인쇄 장치(도 12의 1200) 또는 기타 SMT 장치(504)에 결합하는데 사용되는 전기적 상호연결부(506)를 포함하는 SMT(surface-mount technology) 장치(504)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드(501)의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 2 단계(600)에서 다수의 TIJ 프린트헤드(501)의 도면이다. 도 7은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드(501)의 제 2 면을 도시하는 제조의 제 2 단계(600)에서 다수의 TIJ 프린트헤드(501)의 도면이다. 도 8은 본 발명에서 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 2 단계(600)에서 다수의 TIJ 프린트헤드(501)의 도면이다. 도 6 내지 도 8에서, EMC(101)는 다이 보이드(도 5의 503) 내의 프린트헤드(501)들 사이 및 다이 보이드(도 5의 503) 내의 슬라이버(102)들 사이를 포함하는 프린트헤드(501) 내에 몰딩되었다. 패널 기판(520)은 오버몰딩된 프린트헤드(501)로부터 제거된다.
도 7에서, TIJ 프린트헤드(501)의 제 2 면은 SMT 장치(도 5의 504) 및 다이(100, 300) 내의 슬라이버(102)의 반대면으로 도시되어 있다. 하나의 실시례에서, EMC(101)는 TIJ 프린트헤드(501)의 제 2 면의 큰 부분을 피복한다.
마찬가지로, 도 8은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드(501)의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 2 단계(600)에서 다수의 TIJ 프린트헤드(501) 중 하나의 도면이다. 도 1 및 도 2의 실시례가 도 5 내지 도 10에 도시되어 있으나, 도 3 및 도 4의 실시례도 리드 프레임(301, 302, 303)이 몰딩가능한 기판(101) 내에 매립된 것을 제외한 유사한 방식으로 제조될 수 있다. 매립된 PCB(108) 내에 형성된 비아(117)는 다이(100)의 일단부에 도시되어 있다. 본드 와이어(105)는 연결 패드(도 1의 103)의 제 1 전기 접속부(104)를 제 2 전기 접속부(106)에 전기적으로 결합시킨다. 이러한 방식으로, 본드 와이어는 전술한 바와 같이 환경에 노출된다.
도 9는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드(501)의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 3 단계(900)에서 다수의 TIJ 프린트헤드(501) 중 하나의 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 봉입재(111)가 와이어 본드(105) 상에 배치되어 주위 환경에 대한 와이어 본드(105)의 노출을 제거할 수 있다. 도 9의 실시례에서, 봉입재(111)는 본딩 와이어를 피복하고 비아(117)의 적어도 일부를 충진한다.
도 10은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 도 6의 정사각형 C 내에 도시된 바와 같은 TIJ 프린트헤드(501)의 제 1 면을 도시하는 제조의 제 4 단계(1000)에서 다수의 TIJ 프린트헤드(501) 중 하나의 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 보호 필름(112)은 프린트헤드 다이(100)의 다수의 표면과 보호 필름(112) 사이에 봉입재(111)가 개재되도록 봉입재(111) 상에 배치될 수 있다. 이로 인해 봉입재(111)가 인쇄 작업을 방해할 정도로 프린트헤드(100)의 표면으로부터 돌출하지 않도록 봉입재(111)와 보호 필름(112)은 낮은 프로파일을 유지하게 된다.
도 11은 본 명세서에서 기술된 원리의 하나의 실시례에 따라 제조된 TIJ 프린트헤드(501)의 도면이다. 도 11은 도 5 내지 도 10에 도시된 것과 동일한 그룹 내에 포합되는 프린트헤드(501)의 나머지로부터 분리된 단일의 프린트헤드(501)를 도시한다. 하나의 실시례에서, 도 5 내지 도 10에 도시된 TIJ 프린트헤드(501)는 도 6에 도시된 선 D를 따라 프린트헤드(100) 사이를 절단함으로써 서로로부터 분리될 수 있다. 예를 들면, 프린트헤드(501)를 서로로부터 절단 분리하기 위해 절단톱이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 도 10에 도시된 완성된 프린트헤드(501)가 얻어질 수 있다. 전술한 바와 같이, 각각의 다이(100)는 하나 이상의 슬라이버(102)를 포함하고, 시안(C), 마젠타(M), 황색(Y), 및 흑색(K) 모델과 같은 색 모델에 기초하여 복수의 슬라이버(102)를 포함할 수 있다.
도 12는 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드 다이를 사용하는 인쇄 장치의 블록도이다. 인쇄 장치(1200)는, 하나의 실시례에서, 인쇄 매체(1210)의 폭에 걸쳐 있는 프린트 바(1205)를 포함할 수 있다. 프린터(1200)는 프린트 바(1205)와 관련된 유량 조절기(1215), 매체 이송 메커니즘(1220), 잉크 또는 기타 토출 유체 공급부(1225), 및 프린터 제어기(1230)를 더 포함할 수 있다. 제어기(1230)는 프로그래밍 프로세서(s), 관련 데이터 저장 장치(들), 및 TIJ 프린트헤드 다이(100, 300)의 분사 및 작동을 포함하는 프린터(1200)의 작동 요소를 제어하는데 필요한 전자 회로 및 부품을 나타낼 수 있다. 프린트 바(1205)는 인쇄 유체를 종이 시트 또는 연속 웨브 또는 기타 인쇄 매체(1210) 상에 분배하기 위한 몰딩된 슬라이버(102) 및 다이(100, 200)의 배열을 포함할 수 있다. 도 12의 프린트 바(1205)는 인쇄 매체(1210)에 걸쳐 연장되는 다수의 몰딩된 슬라이버(102) 및 다이(100, 200)를 포함한다. 그러나, 본 명세서 다소의 몰딩된 슬라이버(102) 및 다이(100, 200)를 포함할 수 있는, 그리고 도 12에 도시된 바와 같은 페이지-와이드 어레이 바에 고정될 수 있거나 가동형 프린트 카트리지상에 고정될 수 있는 상이한 프린트 바(1205)가 고려된다.
도 13은 본 명세서에 기술된 원리의 하나의 실시례에 따른 TIJ 프린트헤드(501)를 제조하는 방법을 도시하는 흐름도(1300)이다. 본 방법은 몰딩가능한 기판(101) 내에 다수의 잉크젯 슬라이버(102)를 오버몰딩하는 단계(블록 1301)에 의해 시작될 수 있다. 이 오버몰딩된 잉크젯 슬라이버(102)는 하나 이상의 TIJ 다이(100, 300)를 형성한다. 다수의 와이어 본드의 제 1 단부(105)는 잉크젯 슬라이버(102)에 전기적으로 결합될 수 있다(블록 1302). 다음에 본 방법은 하나 이상의 TIJ 프린트헤드(501)의 에지에 결합된 사이드 커넥터(116)에 와이어 본드의 제 2 단부(105)를 전기적으로 결합시키는 단계(블록 1303)로 이어진다.
하나의 실시례에서, 몰딩가능한 기판(101) 내에 다수의 잉크젯 슬라이버(102)를 오버몰딩하는 단계(블록 1301)는 몰딩가능한 기판(101) 내에 다수의 잉크젯 슬라이버(102)를 갖는 인쇄 회로 보드(PCB)(108)를 오버몰딩하는 단계를 포함한다. 본 방법은 환경에 대한 와이어 본드(105)의 노출을 방지하는 봉입재(111)와 같은 봉입 재료로 와이어 본드(105)를 봉입시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 봉입 재료의 낮은 프로파일(111)을 유지시키기 위해 봉입 재료(111) 상에 보호 필름(112)이 피복될 수 있다.
본 명세서 및 도면은 열 잉크젯(TIJ) 프린트헤드를 기술하고 있다. TIJ 프린트헤드는 몰딩가능한 기판 내에 몰딩된 다수의 잉크젯 슬라이버를 포함한다. 오버몰딩된 잉크젯 슬라이버는 하나 이상의 TIJ 다이를 형성한다. TIJ 프린트헤드는 또한 잉크젯 슬라이버를 사이드 커넥터에 전기적으로 결합시키는 다수의 와이어 본드를 포함한다. 사이드 커넥터는 잉크젯 슬라이버를 인쇄 장치의 제어기에 전기적으로 결합시킨다. 본 TIJ 프린트헤드는 특히 (1) 프린트헤드에서 치클릿 또는 다른 유체 분배 매니폴드 또는 유체 인터포저를 포함할 필요성을 제거할 수 있고, (2) 고가이고 제조하기 어려운 실리콘 기판 대신 에폭시 몰드 화합물(EMC)을 사용하여 제조 비용을 감소시키고, 비용 효율은 증가시킬 수 있고, (3) 다이 비용의 3 배 이상의 감소가 실현되도록 프린트헤드 내의 실린콘 면적을 감소시킬 수 있고, (4) 인쇄 장치에 대해 전기적 접속을 단순화시킬 수 있고, (5) 프린트헤드의 설계 및 프린트헤드의 조립 공정을 크게 단순화할 수 있다.
전술한 설명은 기술된 원리의 실시례를 예시하고 설명하기 위해 제공되었다. 본 설명은 모두를 망라하려고 의도하지 않으며, 이들 원리를 개시된 임의의 정확한 형태로 제한하려고 의도하지 않는다. 위의 교시에 비추어 많은 개조례 및 변형례가 가능하다.
Claims (10)
- 프린트헤드 다이로서,
몰딩가능한 기판;
상기 몰딩가능한 기판 내에 몰딩된 복수의 잉크젯 슬라이버; 및
상기 몰딩가능한 기판 내에 매립된 인쇄 회로 보드(PCB) 내에 형성되는 사이드 커넥터로서, 상기 잉크젯 슬라이버는 상기 사이드 커넥터에 전기적으로 결합되어서 인쇄 장치의 제어기에 전기적으로 결합되는, 사이드 커넥터
를 포함하고,
상기 복수의 잉크젯 슬라이버의 각각은, 상기 사이드 커넥터에 전기적으로 결합되도록 복수의 제 1 전기 접속부를 포함하는 연결 패드를 포함하고,
상기 복수의 제 1 전기 접속부는 복수의 와이어 본드를 통하여 복수의 제 2 전기 접속부에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 전기 접속부는 상기 잉크젯 슬라이버와 상기 사이드 커넥터 사이에 위치되며 PCB 내에 매립된 복수의 트레이스를 통하여 상기 사이드 커넥터 내에 있는 복수의 제 3 전기 접속부에 연결되는 방식으로, 상기 잉크젯 슬라이버가 상기 사이드 커넥터에 전기적으로 결합되고,
상기 복수의 제 3 전기 접속부는 상기 기판의 수직 방향으로 PCB 상의 단부에서 단부까지 각각 배열되어 있고,
상기 제 1 전기 접속부, 상기 와이어 본드 및 상기 제2 전기 접속부로 이루어진 복수의 수평 연결 쌍은 서로 평행하게 배열되지만, 상기 복수의 트레이스는 서로에 대해 경사진 배열로 배치되어 상기 제 3 전기 접속부를 향하여 펼쳐지고,
봉입재가 상기 와이어 본드의 전체 길이에 걸쳐 상기 와이어 본드 상에 배치되는, 프린트헤드 다이. - 제1항에 있어서,
상기 사이드 커넥터는 복수의 제 4 전기 접속부, 및 상기 제 3 전기 접속부와 상기 제 4 전기 접속부 사이의 복수의 PCB 트레이스를 더 포함하고,
상기 제 4 전기 접속부는 상기 PCB의 측면 상의 단부로부터 단부까지 각각 배열되어서 상기 잉크젯 슬라이버를 제어기에 전기적으로 연결시키는, 프린트헤드 다이. - 제1항에 있어서,
상기 봉입재의 낮은 프로파일을 유지시키기 위해 상기 봉입재 상에 배치된 보호 필름을 더 포함하는, 프린트헤드 다이. - 제1항에 있어서,
상기 몰딩가능한 기판은 에폭시 몰딩 화합물(EMC)인, 프린트헤드 다이. - 프린트헤드 다이로서,
몰딩가능한 기판;
상기 몰딩가능한 기판 내에 몰딩된 복수의 잉크젯 슬라이버;
상기 몰딩가능한 기판 내에 매립된 리드 프레임을 포함하는 에지 커넥터로서, 상기 잉크젯 슬라이버는 상기 에지 커넥터에 전기적으로 결합되어서 인쇄 장치의 제어기에 전기적으로 결합되는, 에지 커넥터
를 포함하고,
상기 복수의 잉크젯 슬라이버의 각각은, 상기 에지 커넥터에 전기적으로 결합되도록 복수의 제 1 전기 접속부를 포함하는 연결 패드를 포함하고,
상기 리드 프레임은, 복수의 와이어 본드를 통하여 상기 복수의 제 1 전기 접속부에 결합되는 복수의 제 1 부분, 복수의 에지 부분, 및 상기 제 1 부분과 상기 에지 부분 사이의 복수의 중간 부분을 포함하고, 상기 에지 부분은 상기 기판의 측면 상에서 기판의 수직 방향으로 단부에서 단부까지 각각 배열되어서 상기 잉크젯 슬라이버를 제어기에 전기적으로 연결시키고,
상기 제 1 전기 접속부, 상기 와이어 본드 및 상기 제 1 부분으로 이루어진 복수의 수평 연결 쌍은 서로 평행하게 배열되지만, 상기 복수의 중간 부분은 서로에 대해 경사진 배열로 배치되어 상기 에지 부분을 향하여 펼쳐지고,
봉입재가 상기 와이어 본드의 전체 길이에 걸쳐 상기 와이어 본드 상에 배치되는, 프린트헤드 다이. - 제5항에 있어서,
상기 봉입재의 낮은 프로파일을 유지시키기 위해 상기 봉입재 상에 배치된 보호 필름을 더 포함하는, 프린트헤드 다이. - 제5항에 있어서,
상기 몰딩가능한 기판은 에폭시 몰딩 화합물(EMC)인, 프린트헤드 다이. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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