KR19980080755A - 폴리메릭 용기에 가요성 회로를 결합하는 방법과, 밀봉 재료를사용하여 가요성 회로와 다른 요소의 섹션 위에 장벽층을 형성하는 방법 - Google Patents

폴리메릭 용기에 가요성 회로를 결합하는 방법과, 밀봉 재료를사용하여 가요성 회로와 다른 요소의 섹션 위에 장벽층을 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린트 카트리지의 하나이상의 외부 부분(outer portion)을 밀봉하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 타원형 배출 오리피스를 구비한 분배소자를 제공하는 단계와, 하나 이상의 외부 부분 위에 장벽층을 제공하도록 분배소자를 경유하여 하나 이상의 외부상에 밀봉(encapsulant) 재료를 분배하는 단계를 포함한다. 부가적으로, 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 가요성(flexible) 회로를 결합하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 용기의 부분에 시레인 접착 촉진제를 도포하는 단계와, 시레인 피복부의 적어도 일부에 접착제를 도포하는 단계와, 접착제를 경유하여 용기에 가요성 회로를 접착하는 단계를 포함한다.

Description

폴리메릭 용기에 가요성 회로를 결합하는 방법과, 밀봉 재료를 사용하여 가요성 회로와 다른 요소의 섹션 위에 장벽층을 형성하는 방법.
본 발명은 가요성(flexible) 회로를 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 결합하는 방법에 관한 것이고, 밀봉(encapsulant) 재료를 사용하여 하나 이상의 본드 패드와 가요성 회로의 하나 이상의 연장부 위에 장벽층을 형성하는 방법에 관한 것이다.
드롭-온-디멘드(drop-on-demand) 잉크젯 프린터는 잉크가 채워진 챔버내에서 방울을 배출하기 위해 기포 증기 버블을 발생하도록 열 에너지를 사용한다. 일반적으로 저항인 가열소자, 또는, 열에너지 발생기가 배출 오리피스 부근의 가열기 칩상의 챔버내에 배치된다. 각각 하나의 가열 소자를 구비한 복수개의 챔버가 프린터의 프린트헤드에 제공된다. 프린트헤드는 일반적으로 복수개의 배출 오리피스가 그 내부에 형성된 판과, 가열기 칩을 포함한다. 프린트헤드는 잉크가 채워진 용기를 또한 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지의 일부를 형성한다.
저항기는 잉크 방울을 배출하는 버블을 형성하고, 잉크를 순간적으로 증기화시키도록 에너지 펄스에 독립적으로 지정된다(address). 가요성 회로는 프린터 에너지 공급 회로로부터 프린트헤드로 에너지 펄스를 이동시키는 경로를 제공하도록 사용된다. 가요성 회로는 기판부와, 기판부상에 배치된 복수개의 트레이스(trace)를 포함한다. 트레이스는 기판부로부터 외부로 연장된 단부 섹션을 구비한다. 연장된 섹션은 프린트헤드상의 본드 패드(bond pad)에 결합된다. 일반적으로, 본드 패드와 트레이스 섹션이 결합된 제 1 열이 있고, 대향하여, 본드 패드와 트레이스 섹션이 결합된 제 2 열이 있다.
본드 패드와 연장된 트레이스 섹션의 결합의 열 각각의 위에 장벽층을 형성하는 것은 공지된 기술이다. 이런 장벽층을 형성하는 하나의 공지된 방법은 원형 단면을 가진 배출 니들을 사용하여 본드 패드와 트레이스 섹션의 결합상에 밀봉 재료를 도포하는 것을 필요로한다. 각각의 장벽층을 필요한 폭으로 형성하고 프린트헤드 우회를 보호하기 위해서, 두 개의 완전한 니들 통로가 본드 패드와 트레이스 섹션의 결합의 각각의 열위에 만들어진다.
장벽층을 형성하기 위해 두 개의 니들 통로가 필요하기 때문에, 이 방법은 시간을 소모한다. 더욱이, 니들의 원형 단면 때문에, 가요성 회로에 비해 장벽층의 최종 높이가 바람직스럽지 못하게 높고, 예를들면, 일반적으로 0.01778cm (0.007inch)보다 크다. 결과적으로, 배출된 잉크 방울을 수용하는 종이는 프린트헤드 오리피스판으로부터 증가된 거리만큼 이격된다. 따라서, 만약, 종이가 프린트헤드 오리피스에 근접하게 배치되었다면 그들이 향했을 접촉 지점으로부터 큰 거리만큼 이격된 위치에서, 잘못 안내된 잉크 방울이 종이에 도달한다. 두 개의 장벽층의 과다한 높이는 프린트 카트리지가 프린터에 사용되기 위해 설치될때까지 프린트헤드 오리피스를 잉크누출로부터 밀봉하도록 프린트헤드에 한 구간의 밀봉 테이프를 부착하는 일을 더욱 어렵게한다는 추가적인 문제점을 갖는다.
따라서, 프린트헤드 본드 패드와 연장된 트레이스 섹션 위에 장벽층을 형성하기 위한 개선된 방법이 필요하다.
상기한바에 부가적으로, 접착와 용기의 경계면에서 향상된 접착력을 제공하도록 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 가요성 회로를 접착력으로 결합하기 위한 개선된 방법이 필요하다.
이 필요성들은 본 발명의 개선된 방법과, 프린트 카트리지와, 장치에 의해 충족된다. 본 발명의 한 특성에 따라, 타원형 배출 오리피스를 구비한 도포 니들이 예로서, 폴리메릭(polymeric) 접착제 재료 등의 밀봉 재료의 비드(bead) 하나를 본드 패드와 연장된 트레이스 섹션의 결합의 열 위에 분배하기 위해 사용된다. 비드 높이는 도포 니들의 타원형 단면 때문에 감소된다. 그러므로, 배출된 잉크 방울을 수용하는 종이는 인쇄의 질을 향상시키도록 프린트헤드에 근접하게 이동될 수 있다. 더욱이, 밀봉 테이프가 더욱 용이하고 효과적으로 프린트헤드에 부착될 수 있다. 양호한 폭을 가진 장벽층을 형성하기 위해 단지 하나의 통로만이 필요하기 때문에, 이 방법은 상술한 종래기술의 방법보다 더욱 효율적이다. 부가적으로, 밀봉 재료가 자외선 경화가능한 열경화성 수지를 포함할 때, 더 낮은 비드 높이를 가진 향상된 경화 깊이가 달성된다. 이런 낮은 비드 높이는 잉크 누출을 방지하도록 정비소에서 적절한 뚜껑을 덮는 것을 보증한다.
본 발명의 제 2 특성에 따라, 시레인 용액 등의 접착 촉진제가 가요성 회로가 용기에 점착성으로 결합되기 전에 프린트 카트리지 용기의 일부에 도포된다. 상기 접착 촉진제는 접착제와 용기의 경계면에서 접착을 향상시킨다.
도 1a는 본 발명에 따라 형성된 잉크젯 프린트 카트리지의 일부를 도시하는 사시도.
도 1b는 오리피스 판의 섹션의 외부면과, 부분적으로 제거된 부분을 가진 오리피스 판의 다른 섹션과, 그 위의 칩부분이 완전히 제거된 오리피스 판의 섹션을 가진 가열기 칩의 일부면을 도시하는 프린트헤드 일부의 평면도.
도 2는 도 1a에 도시된 잉크가 채워진 용기의 일부와 가요성 회로의 일부와, 프린트헤드의 확대도.
도 3은 분배 장치로부터 밀봉 재료를 수용하도록 카트리지가 배치된 잉크젯 프린트 카트리지와, 밀봉 재료 분배 장치의 측면도.
도 4는 도 3의 4-4선을 따라서 취한 도면.
도 5는 그 위에 한구간의 밀봉 테입이 제공된 본 발명에 따라 형성된 잉크젯 프린트 카트리지의 일부를 도시하는 사시도.
도 6은 도 5의 6-6선을 따라서 취한 도면.
도 7은 프린트헤드가 없는 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 카트리지의 확대도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
12 : 용기 13 : 프린트헤드 수용부
20 : 프린트헤드 20a : 본드 패드
30 : 가요성 회로 34b : 트레이스부
60 : 밀봉 재료 70 : 분배 니들
도 1에는 본 발명에 따라 구성된 잉크젯 프린트 카트리지(10)가 도시된다. 이것은 잉크젯 프린터(도시되지 않음)에 사용된다. 프린트 카트리지(10)는 잉크가 채워진 폴리메릭 용기(12)와, 용기(12)에 접착제로 고정된 프린트헤드(20)와, 가요성 회로(30; TAB회로로 지칭된다)를 포함한다.
프린트헤드(20)는 복수개의 저항성 가열 소자(24)를 구비한 가열기 칩(22)을 포함한다(도 1b 참조). 프린트헤드(20)는 오리피스판(26)을 추가로 포함하고, 상기 오리피스판은 그를통해 연장된 복수개의 개구(28)를 구비하고, 상기 개구는 그를 통해 잉크 방울이 배출되는 복수개의 오리피스(28a)를 한정한다. 판(26)의 섹션(26a)과, 가열기 칩(22)의 일부(22a)는 복수개의 버블 챔버(29)를 한정한다. 용기(12)에 공급되는 잉크는 잉크 공급 통로(29a)를 통해 버블 챔버(29)내로 흐른다.
저항성 가열 소자(24)는 전압 펄스에 독립적으로 지정된다. 각각의 전압 펄스는 그안에 가열 소자(24)가 배치된 챔버(29)내에 버블을 형성하도록 가열 소자(24)와 접촉하는 잉크를 순간적으로 기화시키도록 가열 소자(24)에 적용된다. 버블은 잉크 방울이 버블 챔버 오리피스(28a)를 통해 배출되도록 챔버(29)내에 잉크가 치환되게 하는 역할을 한다.
가요성 회로(30)는 전압 펄스가 프린터 에너지 공급 회로(도시되지 않음)로부터 프린트헤드(20)상에 제공된 본드 패드(20a; 도 2 참조)로 이동하도록 경로를 제공한다. 도전체(24a)는 본드 패드(20a)로부터 가열 소자(24)로 연장된다(도 1b 참조).
가요성 회로(30)는 기판부(32)와 기판부(32)의 제 1 측면(32a)상에 형성된 복수개의 금속제 트레이스(34)를 포함한다. 트레이스(34)는 주몸체부(34a)와 단부 섹션(34b)을 구비한다. 주몸체부(34a)는 기판부(32)상에 형성되고, 단부 섹션(34b)은 기판부(32)로부터 외부로 연장된다. 단부 섹션(34b)은 제 1 및 제 2 빔 리드 열(34c, 34d)을 한정한다. 기판부(32)의 제 1 측면(32a)은 주몸체부(34a)가 기판부(32)와 용기(12) 사이에 배치되도록 용기(12)를 향한다. 에폭시 코팅(도시되지 않음)이 잉크가 이들부분(34a)에 접촉하는 것을 방지하도록 주몸체부위에 도포될 수 있다.
연장된 단부 섹션(34b)은 테이프 자동화 결합(TAB; Tape Automated Bonding) 본딩 방법으로 본드 패드(20a)에 결합된다. TAB 본딩 방법은 프린트헤드(20)나 가요성 회로(30)가 용기(12)에 고정되기 이전에 수행되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본드 패드(20a)와 트레이스 섹션(34b) 결합의 제 1 열(35a)이 있고, 대향하여, 본드 패드(20a)와 트레이스 섹션(34b) 결합의 제 2 열(35b)이 있다. 또한, 본드 패드(20a)와 트레이스 섹션(34b) 결합의 제 1 및 제 2 열(35a, 35b)은 프린트 카트리지(10)의 제 1 및 제 2 외부 부분이라 지칭된다.
폴리메릭 용기(12)는 NORYL SE-1이란 상표로 제너럴 일렉트릭 컴퍼니(General Electric Company)로부터 상업적으로 이용가능한 폴리페닐린 옥사이드(polyphenylene oxide)로 형성될 수 있다. 기판부(32)는 KAPTON이란 상표로 이. 아이. 두폰 드 네머스 앤드 코.(E. I. DuPont de Nemours Co.)로부터 상업적으로 이용가능한 폴리이미드(polyimide) 등의 폴리메릭 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 금속제 트레이스(34)는 금이 피복된 구리 트레이스이다. 용기(12)와 기판부(32)와 금속제 트레이스(34)를 만드는 특정한 재료는 단지 예시의 목적으로만 여기서 언급된다. 그러므로, 본 발명에서, 이런 소자들이 형성되는 재료는 여기에 포함된 특정한 어떤 것에 제한되지 않는다.
도시된 실시예에서는 열경화성 에폭시-베이스드(epoxy-based) 폴리머인 다이부착(die-attach) 접착제(도시되지 않음)는 용기(12)의 프린트헤드 수용부(13)에 도포된다(도 7 참조). 이런 접착제의 예는 에폭시형 또는 실리콘 베이스드 접착제 등의 상업적으로 이용가능한 폴리메릭 재료이다. 일반적으로 접착제는 용기상에 배치되고, 종래의 방식으로 경화된다.
도시된 실시예에서, 자립 압력 감지 접착성 필름(free-standing pressure sensitive adhersive film)이 가요성 회로(30)를 용기에 고정하도록 사용된다. 압력 감지 접착성 필름의 세 개의 분리된 섹션(40a-40c)은 회로(30)를 수용하는 용기(12)의 세 부분(12a-12c)에 적용된다(도 7 참조). 필름 섹션(40a-40c)은 다이부착 접착제가 프린트헤드 수용부(13)에 도포되기 전에 용기의 부분(12a-12c)에 적용되는 것이 바람직하다. 압력 감지 접착성 필름의 예는 하기의 것을 포함한다. 1) 상품명 9460으로 3M사로부터 상업적으로 이용가능한 0.00508cm(0.002inch) 두께의 아크릴 접착성 필름, 2) 상품명 9885로 3M사로부터 상업적으로 이용가능한 0.0127cm(0.005inch) 두께의 아크릴 접착성 필름, 3) AEROSET 1860Z-45라는 상표로 애슬란드 캐미컬 컴퍼니, 스페셜티 폴리머 앤드 애디시브 디비즌(Ashland Chemical Company, Specialty Polymers and Adhesive Division)으로부터 상업적으로 이용가능한 0.00508cm(0.002inch) 두께의 아크릴 접착성 필름, 4) AEROSET 1930-Z47라는 상표로 애슬란드 캐미컬 컴퍼니의 폴리머 및 접착제 전문 부서로부터 상업적으로 이용가능한 0.00508cm(0.002inch) 두께의 아크릴 접착성 필름.
본 발명에 따라, 접착 촉진제(50)는 제 1 , 제 2 및 제 3 용기부분(12a-12c)이 접착성 필름 섹션(40a-40c)을 수용하기전에 제 1 , 제 2 및 제 3 용기부분(12a-12c)에 직접적으로 도포될 수 있다. 필름 섹션(40a-40c)이 용기(12)에 적용된 이후에, 그에 접착된 프린트헤드와 함께 가요성 회로(30)는 적용된 압력으로 용기(12)에 부착된다. 하기에 부가적으로 기술될 바와 같이, 필름 섹션(40a-40c)과, 가요성 회로(30)와 프린트헤드(20)를 수용한 이후에, 용기(12)는 용기(12)의 유리 변화 온도보다 대략 낮고 상온보다 대략 높은 온도로(바람직하게는, 대략 100℃로부터 대략 120℃까지), 적어도 대략 30분 동안(바람직하게는 대략 45분동안) 다이접착 접착제가 경화되도록 가열된다. 접착 촉진제(50)가 사용되지 않을 때, 이 가열 단계의 결과로서 용기와 접착제의 경계면에서 조기 접착 파괴가 발생할 수 있다. 접착 촉진제(50)의 사용은 접착제 필름 섹션(40a-40c)이 고정된 용기(12)가 다이부착 접착제의 경화를 위해 가열된 이후에 접착제와 용기의 경계면에서 접착성을 향상시킨다.
접착 촉진제(50)의 구성 성분이 본 발명의 범위 내에서 변화될수 있지만, 접착 촉진제(50)는 시레인의 체적이 대략 0.1 내지 대략 1.0%이고, 변성 에탄올의 체적이 대략 98% 이상이고, 이온이 제거된 물의 체적이 대략 0.2% 내지 대략 0.4%로 구성된 용액으로서 준비되는 것이 바람직하다. 시레인은 상표명이 Z6030와 Z6032인 도우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corporation)으로부터 상업적으로 이용가능한 두 개의 시레인중 하나를 포함할 수 있다. 세가지 구성성분은 상온에서 혼합되고 안정화된다. 상기 용액은 혼합된 이후 대략 한시간정도 용기 일부(12a-12c)에 적용될 수 있다. 만약, 상온 상태가 유지된다면 상기 용액은 대략 일주일 정도동안 안정하다.
접착 촉진제 용액은 스톡 번호 7893217로 컬러 타일(Color Tile)로부터 상업적으로 이용가능한 그로우트 실러 펜(grout sealer pen; 도시되지 않음)을 사용하여 손으로 적용되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 다른 브러쉬 등의 다른 어플리케이터(applicator)가 사용될 수 있다.
접착 촉진제가 용기에 적용된 이후 대략 2분 내지 대략 4시간 동안 세 개의 압력 감지 접착제 섹션(40a-40c)는 압력하에 용기 포션(12a-12c)에 고정된다. 접착제 섹션(40a-40c)은 가요성 회로(30)와 맞물리는 그 외부 표면을 덮은 해제 덮개(release liner; 도시되지 않음)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 해제 덮개는 가요성 회로(30)가 용기(12)에 고정되기 직전에 제거된다.
다이부착 접착제가 프린트헤드 수용부(13)에 적용되고, 해제 덮개가 접착제 섹션(40a-40c)으로부터 제거된 이후에, 결합된 프린트헤드(20)와 가요성 회로(30)는 용기(12)에 고정된다. 가요성 회로(30)는 섹션(40a-40c)과 회로(30) 사이가 본딩되기에 충분한 압력하에 섹션(40a-40c)에 대해 가압된다. 하기에 기술될 바와 같이, 카트리지(10)는 다이부착 접착제가 경화되도록 대략 45분동안 대략 110℃의 온도에서 유지되는 오븐에서 가열된다.
다이부착 접착제가 경화되기 전에, 액체 밀봉 재료(60)는 본드 패드(20a)와 연장된 트레이스부(34b)가 결합된 두 개의 열(35a, 35b) 각각의 위에 도포된다. 액체 밀봉 재료는 타원형 단면을 가진 분배 니들(70)을 통해 분배되는 것이 바람직하다(도 3 및 도4 참조). 도시된 실시예에서, 분배 니들(70)은 밀봉 재료의 튜브로부터 밀봉 재료(60)에 분배 니들(70)로 및 분배 니들(70)을 통해 힘을가하는 분배 펌프(도시되지 않음)를 구비한 종래의 도포 장치(72)에 부착된다. 장치(72)는 또한 두개의 열(35a, 35b)을 따라 니들(70)이 재료(60)를 침착시키는 것을 허용하도록 도포 경로를 따라 니들(70)을 이동시키는 횡단 기구(도시되지 않음)를 구비한다. 소재 홀더(74)는 도포 니들(70)아래에 용기(12)를 고정하여 유지하도록 제공된다. 재료(60)가 종래의 주사기를 사용하여 니들(70)을 통해 수동으로 분배될 수도 있다.
밀봉 재료(60)는 열 35a 위에 제 1 장벽층(60a)을 형성하고, 열 35b 위에 제 2 장벽층(60b)을 형성한다(도 2 참조). 밀봉 재료(60)는 대체로 고형화되거나 경화된 이후 효과적인 기계적 화학적 보호 장벽층을 본드 패드(20a)와 연장된 트레이스부(34b)가 결합된 두개의 열(35a, 35b) 각각의 위에 형성할수 있는 소정의 폴리메릭 재료를 포함할 수 있다. 본드 패드(20a)는 도시된 실시예에서는 알루미늄으로 재조된다. 장벽층(60a, 60b)은 본드 패드(20a)가 잉크에 노출되어 부식되는 것을 방지한다. 더욱이, 장벽층(60a, 60b)은 판(26)으로부터 잉크를 제거하기 위해 판(26)을 가로질러 이동하고, 프린트터의 일부를 형성하는 종래의 폴리메릭 와이퍼(도시되지 않음)에 의해 본드 패드(20a)와 연장부(34a)가 손상되는 것을 방지한다. 인캡슐레이트 재료(60)는 UNISET UV-9000이란 상표로 더블유. 알. 그레이스 엔드 컴퍼니(W. R. Grace and Company)의 폴리머 전문 부서로부터 상업적으로 이용가능한 우레탄 아크릴레이트 재료를 포함할 수 있다. 이 재료는 자외선(UV) 경화 재료 이고 HATB 모델인 브룩필드(Brookfield) 점도계로 측정하였을 때 대략 25℃에서 대략 11,000센티포이즈의 점성을 갖는다. 여기서 특별하게 설명되지 않은 다른 열경화성 또는 열가소성 밀봉 재료도 사용될 수 있다.
도 4에서처럼, 니들(70)이 제 1 축(A1)을 따라 제 1 치수(D1)와 제 2 축(A2)을 따라 제 2 치수(D2)를 갖는 타원형 배출 오리피스(70a)를 구비하는 것이 바람직하다. 제 2 치수(D2)는 제 1 치수(D1)보다 작다. 제 2 축(A2)은 대체로 제 1 축(A1)에 수직이다. 제 2 치수(D2)에 대한 제 1 치수(D1)의 비율은 대략 1.1:1이상이고 대략 7.0:1.0이하이며, 4.0:1.0이 가장 바람직하다. 예로서, D1은 대략 2mm가 될 수 있고 D2는 대략 0.5mm가 될 수 있다. 빔 리드에 대한 타원형 배출 오리피스의 방향과 거리에 대한 제한은 밀봉 재료가 발라질 때 프린트헤드(20)가 가요성 회로(30)에 부착된다는 것이다. 바람직스럽게, 그러나, 타원형 배출 오리피스(70a)의 장축 또는 제 1 축(A1)은 밀봉 재료가 발라지는 열(35a, 35b)과 밀봉 비드의 창축에 수직이다. 배출 오리피스(70a)의 타원형 형상 때문에, 본드 패드(20a)와 연장된 트레이스부(34b)가 결합된 두 개의 열(35a, 35b) 각각의 위에 도포된 밀봉 재료 비드의 높이는 대체로 원형 단면을 구비한 니들을 사용하여 얻어진 비드 높이보다 감소된다. 만약, 밀봉 재료가 UV 경화성 열경화성 수지라면, 비드 높이 감소의 결과로, 향상된 경화 깊이가 얻어진다.
고형화 또는 경화된 이후 밀봉 재료의 최대 높이(Hb)는 판(26)의 상부(26b)로부터 고형화 또는 경화된 밀봉 비드의 끝 또는 가장 높은 부분까지를 측정했을 때 대략 0.0508cm(0.02inch) 미만이다(도 6 참조). 더욱 바람직하게는 최대 높이(Hb)가 대략 0.01778cm(0.007inch) 미만이고, 가장 바람직하게는 대략 0.01016cm (0.004inch)로부터 대략 0.01524cm(0.006inch) 까지이다. 장벽층 높이의 감소 때문에, 배출된 잉크 방울을 수용하는 종이가 인쇄의 질을 향상시키도록 프린트헤드(20)에 근접하게 이동될 수 있다.
더욱이, 잉트 제트 프린터(도시되지 않음)에 카트리지(12)가 설치되기 직전에 제거될때까지 잉크 누출로부터 오리피스(28a)를 밀봉하는 밀봉 테이프(80; 도 6 참조)가 프린트헤드에 더욱 용이하고, 효과적으로 도포될 수 있다. 만약 장벽층 높이가 너무 높다면 장벽층(60a, 60b)에 인접한 테이프(80)의 부분(80a)은 프린트헤드(20)에 부착되지 않게되고, 그러므로, 프린트헤드(20)의 밀봉되지 않은 영역 둘레에서 잉크 누출이 발생한다.
설치된 프린트헤드(20)가 사용되지 않을 때 말라버리는 것으로부터 오리피스(28a)를 지키기 위해, 프린트헤드의 일부를 형성하는 폴리메릭 뚜껑(도시되지 않음)이 프린트헤드 위에 밀봉될 수 있다. 만약, 장벽층(60a, 60b)의 높이가 너무 과다하고, 폴리메릭 뚜껑이 하나 또는 양쪽의 장벽층(60a, 60b)에 맞물리도록 간격이 벗어나면, 적절한 밀봉이 달성될 수 없다. 장벽층 높이가 낮아야만 적절한 봉인의 가능성이 증가한다.
배출 오리피스(70a)의 타원형상으로부터 초래되는 다른 장점은 본드 패드(20a)와 연장된 트레이스부(34b)의 결합의 두 개의 열(35a, 35b)의 각각 위에 허용가능한 폭을 구비한 장벽층을 형성하기 위해 니들(70)의 경로가 하나만 필요하다는 것이다. 따라서, 본 방법은 허용가능한 장벽층을 형성하기 위해 둘 이상의 경로가 필요한 종래 기술의 방법보다 더욱 효과적이다.
밀봉 재료(60)는 0.5 RPM에서 적절한 스핀들을 가진 HATB 모델인 브룩필드 점도계에 의해 측정될 때 25℃에서 대략 7,000 센티포이즈와 대략 60,000센티포이즈 사이의 점성을 가질수 있다. 배출 오리피스(70a)의 타원형상으로부터 초래되는 다른 장점은 더 높은 점성의 밀봉 재료(60)가 사용될수 있다는 것이다. 일반적으로, 높은 점성재료는 높은 비드 높이를 초래한다. 그러나, 높은 점성 재료를 사용하면 밀봉 재료의 처짐이나 방울져 떨어지는 것이 연장된 트레이스부(34b) 사이에서 적게 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 비드 높이가 감소되기 때문에 더 높은 점성의 밀봉 재료가 사용될 수 있다. 사용될수 있는 높은 점성 재료의 예는 1)스핀들52를 가진 HATB 모델인 브룩필드 점도계를 사용하여 측정될 때, 25℃에서 대략 50,000 센티포이즈의 점성을 가진 Uniset 3032-78이라는 상표로 더블유. 알. 그레이스 엔드 컴퍼니(W. R. Grace and Company)로부터 상업적으로 이용가능한 열경화성 수지와, 스핀들 CP-51을 가진 HBT-DCP 모델인 브룩필드 점도계를 사용하여 측정될 때, 25℃에서 대략 50,000 센티포이즈의 점성을 가진 Ablebond 84-3이라는 상표로 아블레스틱 컴퍼니(Ablestic Company)로부터 상업적으로 이용가능한 열경화성 수지를 포함한다.
밀봉 재료(60)의 비드가 본드 패드(20a)와 연장된 트레이스부(34b)의 결합의 두 개의 열(35a, 35b)에 도포된 이후에, 밀봉 재료(60)는 자외선 방사에 노출되어 경화된다. 그후에, 대략 45분 동안 대략 110℃의 온도에서 유지되는 가열된 오븐내에 카트리지(10)를 배치함에 의해 다이부착 접착제가 경화된다.
하기의 실시예는 단지 예시의 목적으로 제공되고, 제한을 의미하는 것은 아니다.
(실시예 1)
접착 촉진제 용액이 대략 85ml의 에탄올과, 대략 0.5ml의 시레인(Z6032)과, 대략 50 방울의 이온이 제거된 물이 배합됨에 의해 준비된다. 혼합물이 서서히 혼합되고, 한시간 동안 안정화된 이후에, 용액이 폴리페닐린 옥사이드로 형성된 제 1 잉크젯 프린트 카트리지 용기의 제 2 및 제 3 부분(12b, 12c)에 도포된다. 접착성 필름(상품명 9460으로 3M사로부터 상업적으로 이용가능한)의 두 개의 분리된 섹션은 제 2 및 제 3 용기 포션에 도포된다. 그후, 제 1 가요성 회로가 압력 감지 접착제 섹션에 적용된다. 접착제 필름의 제 3 섹션이 제 1 용기 부분(12a)에 적용되지 않기 때문에, 가요성 회로는 용기 부분(12a)에 접혀지지 않은 상태로 고정된다. 접착 촉진제 용액이 피복되지 않은 제 2 용기는 동일한 접착성 필름의 두 개의 분리된 섹션을 수용한다. 그후, 가요성 회로가 압력 감지 접착성 필름의 두 개의 섹션을 경유하여 용기에 고정된다.
다이부착 접착제는 제 1 및 제 2 용기에 도포되지 않는다. 가요성 회로가 결합된 제 1 및 제 2 용기는 대략 45분동안 대략 110℃에서 유지되는 오븐에서 가열된다.
각각의 가요성 회로를 그 각각의 용기에 부착하는 것은 가열 이후에 인스트론(Instron) 시험기를 사용하여 측정된다. 각각의 용기는 시험기 내부에 배치된다. 기계의 일부를 형성하는 이동가능한 손잡이가 당기는 힘을 가요성 회로에 적용하도록 각각의 용기의 가요성 회로가 고정되지 않은 섹션에 고정된다. 용기는 시험기내에 고정되어 유지된다. 제 1 버틀로부터 가요성 회로를 벗기는 데는 대략 300그램의 힘이 필요하고, 제 2 용기로부터 가요성 회로를 벗기는 데는 대략 230그램의 힘이 필요하다. 그러므로, 벗기는 힘은 접착 촉진제(50)가 발라졌을 때 적어도 30%증가된다.
제 1 버틀의 파괴 모드는 접착제층 내부에서이고, 접착제 용기 경계면에서가 아니다. 제 2 버틀의 파괴 모드는 접착제층 경계면에서이다.

Claims (38)

  1. 잉크젯 카트리지의 하나 이상의 외부 부분을 밀봉하는 방법에 있어서,
    타원형 배출 오리피스를 구비한 분배소자를 제공하는 단계와,
    상기 하나 이상의 외부 부분 위에 장벽층을 제공하도록 상기 분배소자로 상기 하나 이상의 외부 부분상에 밀봉 재료를 분배하는 단계를 포함하는 밀봉 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크젯 프린트 카트리지는 잉크를 수용하기 위한 폴리메릭(polymeric) 용기와,
    상기 용기에 결합되고, 하나 이상의 본드 패드를 구비한 프린트헤드와,
    기판부와 상기 기판부상의 하나 이상의 도전체 트레이스(trace)를 포함하며, 상기 하나 이상의 본드 패드에 결합되는 하나 이상의 빔 리드(beam lead)를 한정하도록 상기 기판부로부터 외부로 연장된 단부 섹션을 구비하는 가요성(flexible) 회로를 포함하고,
    상기 잉크젯 프린트 카트리지의 상기 외부 부분은 상기 하나 이상의 빔 리드와 상기 하나 이상의 본드 패드를 포함하는 밀봉 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 분배 단계는 단지 하나의 밀봉 재료 비드가 상기 외부 부분을 실질적으로 완전히 덮기 충분하게 상기 외부 부분에 분배되도록 상기 분배소자와 상기 외부 부분중 하나를 다른 하나에 대해 이동하는 단계를 포함하는 밀봉 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 분배 단계는 상기 폴리메릭 재료가 실질적으로 경화되거나 굳어진 이후에, 대략 0.0508cm(0.02inch)보다 작은 높이를 갖도록 상기 외부 부분상에 폴리메릭 밀봉 재료를 분배하는 단계를 포함하는 밀봉 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 분배 단계는 상기 폴리메릭 재료가 실질적으로 경화되거나 굳어진 이후에 대략 0.01016cm(0.004inch)와 0.01524cm(0.006inch) 사이의 높이를 갖도록 상기 외부 부분상에 폴리메릭 밀봉 재료를 분배하는 단계를 포함하는 밀봉 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 분배 단계는 상기 외부 부분상에 폴리메릭 재료를 분배하는 단계를 포함하는 밀봉 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 폴리메릭 재료는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 재료를 포함하는 밀봉 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 분배 단계는 대략 7,000센티포이즈와 대략 60,000센티포이즈 사이의 점성을 가진 폴리메릭 재료를 상기 외부 부분상에 분배하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크젯 프린트 카트리지는 잉크를 수용하기 위한 폴리메릭 용기와,
    프린트헤드의 제 1 측면상에 배치된 제 1 본드 패드 열과 상기 제 1 측면에 대향한 상기 프린트헤드의 제 2 측면상에 배치된 제 2 본드 패드 열을 구비하고, 상기 용기에 결합된 프린트헤드와,
    기판부와 상기 기판부상에 제공된 복수개의 도전체 트랙을 구비하고, 상기 제 1 열의 본드 패드에 결합되는 제 1 열의 빔 리드와 상기 제 2 열의 본드 패드에 결합되는 상기 제 2 열의 빔 리드를 한정하도록 상기 기판부로부터 외부로 연장된 단부 섹션을 구비한 가요성 회로를 포함하고,
    상기 제 1 본드 패드와 제 1 빔 리드의 결합은 제 1 프린트 카트리지 외부 부분을 한정하고, 상기 제 2 본드 패드와 제 2 빔 리드의 결합은 제 2 프린트 카트리지 외부 부분을 한정하는 밀봉 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 단지 하나의 밀봉 재료 비드가 상기 제 1 외부 부분을 실질적으로 완전히 덮기 충분하게 상기 제 1 외부 부분 위에 도포되도록 상기 분배소자와 상기 제 1 외부 부분중 하나를 다른 하나에 대해 이동하는 단계와,
    단지 하나의 밀봉 재료 비드가 상기 제 2 외부 부분을 실질적으로 완전히 덮기 충분하게 상기 제 2 외부 부분 위에 도포되도록 상기 분배소자와 상기 제 2 외부 부분중 하나를 다른 하나에 대해 이동하는 단계를 포함하는 밀봉 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 타원형 배출 오리피스는 제 1 축을 따라 제 1 치수를 구비하고, 상기 제 1 치수보다 작은 제 2 축을 따라 제 2 치수를 구비하며,
    상기 제 2 축은 대체로 상기 제 1 축에 수직이고,
    상기 제 2 치수에 대한 상기 제 1 치수의 비율은 대략 1.1:1 이상이고 대략 7:1이하인 밀봉 방법.
  12. 잉크젯 프린트 카트리지에 있어서,
    하나 이상의 외부 부분과,
    상기 외부 부분 위에 장벽층을 제공하도록 상기 하나 이상의 외부 부분 위에 제공되고, 대략 0.01778cm(0.007inch) 미만인 높이를 갖는 밀봉 재료 비드를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  13. 제 12 항에 있어서, 잉크를 수용하기 위한 폴리메릭 용기와,
    상기 용기에 결합되고, 하나 이상의 본드 패드를 구비한 프린트헤드와,
    기판부와 상기 기판부상에 제공된 하나 이상의 도전체 트랙을 포함하며 하나 이상의 빔 리드를 한정하도록 상기 기판부로부터 외부로 연장된 단부 섹션을 구비한 가요성 회로를 추가로 포함하고,
    상기 하나 이상의 빔 리드는 상기 하나 이상의 본드 패드에 결합되고,
    상기 빔 리드와 본드패드의 결합이 상기 외부 부분을 한정하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 장벽층은 대략 0.01016cm(0.004inch)와 0.01524cm (0.006inch) 사이의 높이를 갖는 잉크젯 프린트 카트리지.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 폴리메릭 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 폴리메릭 재료는 우레탄 아크릴레이트 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  17. 제 12 항에 있어서, 잉크를 수용하기 위한 폴리메릭 용기와,
    상기 용기에 결합되고, 제 1 측면상에 배치된 제 1 열의 본드 패드와 제 1 측면과 대향한 제 2 측면상에 배치된 제 2 열의 본드 패드를 구비하는 프린트헤드와,
    기판부와 상기 기판부상에 제공된 복수개의 도전체 트레이스를 포함하고, 상기 제 1 열의 본드 패드와 결합되는 제 1 열의 빔 리드 및 상기 제 2 열의 본드 패드와 결합되는 제 2 열의 빔 리드를 한정하도록 상기 기판부로부터 외부로 연장된 단부 섹션을 구비한 가요성 회로와,
    상기 제 1 외부 부분 위에 제공되고 상기 제 1 외부 부분 위에 장벽층을 형성하는 제 1 밀봉 재료 비드와,
    상기 제 2 외부 부분 위에 제공되고 상기 제 2 외부 부분 위에 장벽층을 형성하는 제 2 밀봉 재료 비드를 추가로 포함하고,
    상기 제 1 빔 리드 및 본드 패드의 결합은 상기 프린트 카트리지의 제 1 외부 부분을 한정하고, 상기 제 2 빔 리드 및 본드 패드의 결합은 상기 프린트 카트리지의 제 2 외부 부분을 한정하며,
    상기 제 1 및 제 2 장벽층은 대략 0.0508cm(0.02inch) 미만의 높이를 갖는 잉크젯 프린트 카트리지.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 장벽층은 대략 0.01016cm(0.004inch)와 대략 0.01524cm(0.006inch) 사이의 높이를 갖는 잉크젯 프린트 카트리지.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 폴리메릭 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 폴리메릭 재료는 우레탄 아크릴레이트 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  21. 잉크젯 프린트 카트리지에 가요성 회로를 결합하는 방법에 있어서,
    시레인 접착 촉진제를 상기 용기의 일부에 피복하는 단계와,
    상기 시레인 피복부의 적어도 일부에 접착제를 도포하는 단계와,
    상기 접착제로 상기 용기에 상기 가요성 회로를 접착하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지에 가요성 회로를 결합하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 접착제 도포 단계는 상기 시레인 피복부의 적어도 일부에 아크릴릭 압력 감지(acrylic pressure-sensitive) 접착제를 도포하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지에 가요성 회로를 결합하는 방법.
  23. 잉크젯 프린트 카트리지에 있어서, 잉크를 수용하도록 사용되는 폴리메릭 용기와,
    상기 용기에 결합된 프린트헤드와,
    상기 용기의 일부상에 피복된 시레인층과,
    상기 시레인 피복부의 적어도 일부상에 제공된 접착제층과,
    상기 접착제 층으로 상기 용기에 부착된 기판부를 포함하는 가요성 회로를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 프린트헤드는 하나 이상의 본드 패드를 구비하고,
    상기 가요성 회로는 상기 기판부상에 제공된 하나 이상의 도전체 트레이스를 구비하고,
    상기 도전체 트레이스는 하나 이상의 빔 리드를 한정하도록 상기 기판부로부터 외부로 연장되는 단부 섹션을 구비하며,
    상기 하나 이상의 빔 리드는 상기 하나 이상의 본드 패드에 결합되고,
    상기 빔 리드와 본드 패드의 결합이 상기 잉크젯 프린트 카트리지의 외부 부분을 한정하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 외부 부분 위에 장벽층을 형성하도록 상기 외부 부분 위에 제공된 밀봉 재료 비드를 포함하고,
    상기 장벽층은 대략 0.0508cm(0.02inch) 미만의 높이를 갖는 잉크젯 프린트 카트리지.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 폴리메릭 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 폴리메릭 재료는 우레탄 아크릴레이트 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  28. 제 24 항에 있어서, 상기 외부 부분 위에 장벽층을 형성하도록 상기 외부 부분 위에 제공된 밀봉 재료 비드를 추가로 포함하고,
    상기 장벽층은 대략 0.01016cm(0.004inch)와 0.01524cm(0.006inch) 사이의 높이를 갖는 잉크젯 프린트 카트리지.
  29. 잉크젯 프린트 카트리지에 있어서,
    잉크를 수용하도록 사용되는 폴리메릭 용기와,
    상기 용기에 결합되고, 하나 이상의 본드 패드를 구비한 프린트헤드와,
    상기 용기의 일부상에 제공된 접착 촉진제 층과,
    상기 용기 일부 상의 상기 접착 촉진제의 적어도 일부위에 제공된 접착제층과,
    상기 접착제층을 경유하여 상기 용기에 접착되고, 기판부와 상기 기판부상에 제공된 하나 이상의 반도체 트레이스를 포함하며, 빔 리드와 본드 패드의 결합이 상기 잉크젯 프린트 카트리지의 외부 부분을 한정하도록 상기 하나 이상의 본드 패드와 결합되는 하나 이상의 빔 리드를 한정하게 상기 기판부로부터 외부로 연장된 단부 섹션을 구비하는 가요성 회로와,
    상기 외부 부분 위에 대략 0.0254cm(0.01inch) 미만의 높이를 갖는 장벽층을 형성하도록 상기 외부 부분 위에 제공되는 밀봉 재료 비드를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 장벽층은 대략 0.01016cm(0.004inch)와 대략 0.01524cm(0.006inch) 사이의 높이를 갖는 잉크젯 프린트 카트리지.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 폴리메릭 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 폴리메릭 재료는 우레탄 아크릴레이트 재료를 포함하는 잉크젯 프린트 카트리지.
  33. 가요성 회로와 프린트헤드를 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 결합하는 방법에 있어서,
    상기 용기의 제 1 부분에 다이부착 접착제를 도포하는 단계와,
    상기 용기의 하나 이상의 제 2 부분에 접착제 촉진제를 피복하는 단계와,
    상기 하나 이상의 제 2 부분에 제 2 접착제를 고정하는 단계와,
    프린트헤드에 가요성 회로를 본딩하는 단계와,
    상기 프린트헤드가 상기 다이부착 접착제와 접촉하도록 상기 제 2 용기 부분에 상기 가요성 회로를 고정하는 단계와,
    상기 다이부착 접착제를 경화시키는 단계를 포함하는 가요성 회로와 프린트헤드를 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 결합하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 경화 단계는 상기 다이부착 접착제가 경화되는데 충분한 양의 시간동안 상기 가요성 회로와 상기 프린트헤드를 가진 상기 용기를 대략 100℃로부터 대략 120℃의 온도에서 유지되는 가열된 오븐 내에 배치되는 것을 포함하는 가요성 회로와 프린트헤드를 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 결합하는 방법.
  35. 제 33 항에 있어서, 상기 접착 촉진제는 시레인 접착 촉진제인 가요성 회로와 프린트헤드를 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 결합하는 방법.
  36. 제 33 항에 있어서, 상기 도포단계가 상기 피복단계 다음에 수행되는 가요성 회로와 프린트헤드를 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 결합하는 방법.
  37. 제 33 항에 있어서, 상기 경화 단계는 상기 다이부착 접착제가 경화되기에 충분한 시간동안 상기 가요성 회로와 상기 프린트헤드를 가진 상기 용기를 가열된 오븐내에 배치하는 것을 포함하는 가요성 회로와 프린트헤드를 잉크젯 프린트 카트리지 용기에 결합하는 방법.
  38. 제 21 항에 있어서, 상기 시레인 접착 촉진제는 그로우트 실러 펜(grout sealer pen)으로 상기 용기에 도포되는 잉크젯 프린트 카트리지에 가요성 회로를 결합하는 방법.
KR1019980010667A 1997-03-27 1998-03-27 폴리메릭 용기에 가요성 회로를 결합하는 방법과, 밀봉 재료를사용하여 가요성 회로와 다른 요소의 섹션 위에 장벽층을 형성하는 방법 KR19980080755A (ko)

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