201020124 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關印表機及特別是噴墨列印頭之領域。其主 要被開發至改善高解析度列印頭中之列印品質及可靠性。 【先前技術】 很多不同之列印型式已被發明，其大數量目前正在使 φ 用。習知之列印形式具有各種用於以相關標記媒體標記該 列印媒體之方法。一般使用之列印形式包括偏置列印、雷 射列印及拷貝裝置、點矩陣型撞擊式印表機、熱感紙印表 機、錄影器、熱蠟式印表機、染料昇華印表機及該控制液 滴式與連續供應式兩者噴墨式印表機。當考慮成本、速率 、品質、可靠性、結構及操作之簡單性等時，每一型式之 印表機具有它們自己之優點及問題。 近年來，噴墨式列印之領域已由於其之不貴及多用途 φ 之本質主要變得越發受歡迎，其中每一個別之墨水圖素係 源自一或多個墨水噴嘴。 在噴墨式列印上之很多不同技術已被發明。對於該領 域之觀察，可參考輸出硬拷貝裝置，編者R Dubeck及S Sherr，第207-220頁（ 1 988年）以J Moore之名所發表之文 章，“非撞擊式列印：導論及歷史透視”。 噴墨式印表機本身有很多不同型式。噴墨式列印中之 墨水的連續液流之利用率可追溯到至少1929年就出現， 其中以Hansell之名的美國專利第1,941，001號揭示連續 -5- 201020124 液流之靜電噴墨式列印的一簡單形式。 以史威特之名的美國專利第3,596,275號亦揭示一連 續噴墨式列印之製程，包括該步驟，其中該噴墨式液流係 藉由一高頻靜電場所調節，以便造成點滴分離。此技術仍 然被數個製造廠所利用，包括Elmjet及Scitex(亦看以史 威特等人之名的美國專利第3,373,437號）。 壓電噴墨式印表機係亦一般利用之噴墨列印裝置的一 形式。壓電系統被Kyser等人揭示於利用隔膜模式之操作 的美國專利第3,946,3 98號（1 970年）中；被Zolten揭示於 美掘專利第3,6 83,2 1 2號（ 1 970年）中，其揭示壓電晶體之 擠壓模式操作；Stemme於美國專利第3,747,1 20號（1972 年）中揭示壓電操作的一彎曲模式；Howkins於美國專利 第4,459,601號中揭示該噴墨式液流的一壓電推動模式致 動；及Fischbeck於美國專利第4,584,590號中揭示壓電 傳感器元件之剪切模式類型。 近來，熱噴墨式列印已變成非常受歡迎之噴墨式列印 類型。 該等噴墨式列印技術包括那些由Endo等人在英國專 利第GB 2,007,1 62號（1 979年）及Vaught等人於美國專利 第4,490,72 8號中所揭示者。前述兩參考案揭示噴墨式列 印技術，其依靠一電熱致動器之激活，其導致在受限制的 空間、諸如噴嘴中之氣泡的建立，藉此造成墨水由一連接 至該被限制空間之孔口射出至相關之列印媒體上。利用該 電熱致動器之列印裝置被諸如佳能及惠普之製造商所製成 201020124 如能由該前面看見，很多不同型式之列印技術係可用 的。理想上，一列印技術將具有許多想要之屬性。這些包 括不貴之結構及操作、高速操作、安全及連續之長期操作 等。每一技術可於成本、速率、品質、可靠性、用電、結 構操作之簡單性、耐用性及消耗品之區域中具有它們自己 之優點及缺點。 Φ 本申請人已敘述過多之噴墨列印頭，該等列印頭係利 用微機電系統（MEMS)技術所製成。如於該申請人之稍早 的美國申請案第 1 1 /685,084; 1 1/763,443;及 1 1/763,440 號中所敘述，其內容係以引用的方式倂入本文中，一 MEMS噴墨列印頭可包括一具有活動部分之噴嘴板。毎一 活動部分典型具有一界定在其中之噴嘴開口，以致該活動 部分之致動導致墨水由該列印頭射出。 譬如與傳統之熱氣泡成形列印頭比較，此型式之列印 • 頭的優點係射出一墨水點滴所需之能量爲小的。該申請人 已經事先敘述特定之致動器設計與補充之致動方法如何由 此等列印頭提供高效率之點滴射出（例如，看美國申請案 第1 1/607,976及12/239,8 14號，其內容係以引用的方式 倂入本文中）。 然而，具有•活動噴嘴•列印頭的一問題係它們在該列 印頭的活動部分及固定不動部分之間需要一良好之流體密 封。墨水應僅只被射出穿過該噴嘴開口，且不應由密封件 漏出。如果該活動部分及該固定不動部分間之距離係小的 201020124 ，則表面張力可保留在噴嘴室內側之墨水。然而，當作一 流體密封的墨水表面張力之使用係有問題的，且通常不能 提供一可靠之密封，尤其是如果在噴嘴室內側之墨水歷經 壓力突波。 於該申請人之稍早申請案第1 1/685,084; 1 1/763,443 ;及1 1/763,440號中，已敘述有一用於噴嘴板之活動部 分的機械式密封之製造方法。典型地，聚二甲基矽氧烷 (PDMS)之撓性層係塗覆在該噴嘴板上方，其用作該列印 頭的活動部分及固定不動部分間之密封膜。再者，該 PDMS層提供一疏水性墨水射出表面，其以列印頭射流技 術及最後列印品質之觀點係亦極想要的。 其將想要的是對於具有活動噴嘴之噴墨列印頭提供改 良之機械式密封。其將特別想要的是提供在該列印頭之整 個效率上具有最小衝擊的有效機械式密封。 【發明內容】 @ 於第一態樣中，本發明提供一噴墨列印頭用之噴嘴總 成，該噴嘴總成包括： 一噴嘴室，其包括一頂板，在該頂板中界定一噴 嘴開口，該頂板包括可相對一固定不動部分移動之活動部 分，使得該活動部分相對該固定不動部分之移動造成墨水 經過該噴嘴開口射出； 一致動器，用於相對該固定不動部分移動該活動 部分；及 -8- 201020124 一密封構件，其被組構成爲一跨越該活動部分及 該固定不動部分之間的橋接件。 選擇性地，該密封構件係由聚合體材料所組成。 選擇性地，該聚合體材料係由聚二甲基矽氧烷 (PDMS)所組成。 選擇性地，該密封構件係不在該活動部分及該固定不 動部分間之空間。 φ 選擇性地，該密封構件具有一非平面式輪廓，其被組 構成用以有利於該活動部分之移動。 選擇性地，該密封構件於輪廓中包括至少一背脊及/ 或至少一溝槽。 選擇性地，該密封構件包括一隆起部分，該隆起部分 突出被連接至該活動部分的密封構件之第一端部及被連接 至該固定不動部分之密封構件的第二端部。 選擇性地，該密封構件係成波狀的。 • 選擇性地，該噴嘴開口被界定在該活動部分中。 選擇性地，該噴嘴開口被界定在該固定不動部分中。 選擇性地，該致動器係一熱彎曲致動器，包括： 第一主動元件，用於連接至驅動電路系統；及 第二被動元件，其與該第一元件機械式地配合， 使得當一電流係通過該第一元件時，該第一元件相對該第 二元件膨脹，導致該致動器之彎曲。 選擇性地’該第一及第二元件係懸臂樑。 選擇性地，該熱彎曲致動器界定該頂板之活動部分的 -9- 201020124 至少一部分。 選擇性地，該聚合體材料係塗覆在該頂板的一相當大 部分上，使得該列印頭的一墨水射出面係疏水性的。 選擇性地，每一頂板形成該列印頭之噴嘴板的至少一 部分，由於該聚合體塗層，每一頂板相對每一噴嘴室之內 側表面具有一疏水性的外側表面。 選擇性地，該噴嘴室包括延伸於該頂板及一基板之間 的側壁，使得該頂板係由該基板隔開。 @ 選擇性地，該活動部分被組構成於該致動器之致動時 移向該基板。 於另一態樣中，本發明提供一包括複數噴嘴總成之噴 墨列印頭，每一噴嘴總成包括： 一噴嘴室，其包括一頂板，在該頂板中界定一噴 嘴開口，該頂板包括可相對一固定不動部分移動之活動部 分，使得該活動部分相對該固定不動部分之移動造成墨水 經過該噴嘴開口射出； @ 一致動器，用於相對該固定不動部分移動該活動 部分；及 一密封構件，其互連該活動部分及該固定不動部 分， 其中該密封構件具有一被組構成爲有利於該活動部分 之移動的非平面式輪廓。 選擇性地，該列印頭之噴嘴板包括一聚合體塗層。 選擇性地，該聚合體塗層包括該等密封構件。 -10- 201020124 於第二態樣中，本發明提供一噴墨列印頭，其包括： 一固定不動部分； 複數活動部分，用於墨水之射出；及 複數密封構件，每一密封構件連接一個別之活動 部分與該固定不動部分， 其中每一密封構件被組構成爲一跨越其個別之活動部 分及該固定不動部分之間的橋接件。 φ 選擇性地，一噴嘴板包括該複數活動部分及該固定不 動部分。 選擇性地，該噴嘴板包括一撓性聚合體塗層，該塗層 包括該等密封構件。 選擇性地，該聚合體塗層係疏水性的。 選擇性地，該聚合體塗層係由聚二甲基矽氧烷 (PDMS)所組成。 選擇性地，該密封構件係不在該活動部分及該固定不 φ 動部分間之空間。 選擇性地，該密封構件具有一非平面式輪廓，其被組 構成用以有利於該活動部分之活動。 選擇性地，每一密封構件於輪廓中包括至少一背脊及 /或至少一溝槽。 選擇性地，每一密封構件包括一隆起部分’該隆起部 分突出被連接至該活動部分的密封構件之第一端部及被連 接至該固定不動部分之密封構件的第二端部。 選擇性地，每一密封構件係成波狀的。 -11 - 201020124 於另一態樣中，本發明提供一包括複數噴嘴總成之列 印頭，每一噴嘴總成包括： 一噴嘴室，其包括一頂板，在該頂板中界定一噴 嘴開口，該頂板包括可相對該固定不動部分移動的活動部 分之一，使得該活動部分相對該固定不動部分之移動造成 墨水經過該噴嘴開口射出； 一致動器，用於相對該固定不動部分移動該活動 部分；及 該等密封構件之一橋接於該活動部分及該固定不 動部分之間。 選擇性地，該噴嘴開口被界定在該活動部分中。 選擇性地，該噴嘴開口被界定在該固定不動部分中。 選擇性地，該致動器係一熱彎曲致動器，包括： 第一主動元件，用於連接至驅動電路系統；及 第二被動元件，其與該第一元件機械式地配合， 使得當一電流係通過該第一元件時，該第一元件相對該第 @ 二元件膨脹，導致該致動器之彎曲。 選擇性地，該第一及第二元件係懸臂樑。 選擇性地，該熱彎曲致動器界定該頂板之活動部分的 至少一部分。 選擇性地，該噴嘴室包括延伸於該頂板及一基板之間 的側壁，使得該頂板係由該基板隔開。 選擇性地，該活動部分被組構成於該致動器之致動時 移向該基板。 -12- 201020124 選擇性地，該頂板及該等側壁係由可藉著CVD沈積 之陶瓷材料所組成，該陶瓷材料係選自包括：氮化矽、氧 化矽及氮氧化矽之群組。 於另一態樣中，本發明提供一包括根據申請專利範圍 第1項之列印頭的噴墨印表機。 於第三態樣中’本發明提供具有一橋接在活動部分及 固定不動部分間之密封構件的噴墨噴嘴總成之製造方法， φ 該方法包括以下步驟： (a) 提供一局部製成之列印頭，其包括一以頂板 密封之噴嘴室； (b) 鈾刻一穿過該頂板之通孔，以界定在該通孔 的第一側面上之活動部分及在該通孔的第二側面上之固定 不動部分； (c) 以犧牲材料之插塞插入該通孔； (d) 至少在該插塞上方沈積一撓性材料層：及 (e) 移去該插塞，以提供使該密封構件橋接於該 活動部分及該固定不動部分之間的噴墨噴嘴總成，其中該 密封構件係由該撓性材料所組成。 選擇性地，該撓性材料係一聚合體材料。 選擇性地，該撓性材料係由聚二甲基矽氧烷（PDMS) 所組成。 選擇性地，該插塞充塡該通孔，使得該密封構件係不 在該通孔。 選擇性地，該插塞具有一延伸出該通孔之頭部，該頭 -13- 201020124 部呈現一用於該撓性材料之沈積的台架表面。 選擇性地，該密封構件具有一非平面式輪廓，其被組 構成用以有利於該活動部分之活動。 選擇性地，該密封構件於輪廓中包括至少一背脊及/ 或至少一溝槽。 選擇性地，該密封構件包括一隆起部分，該隆起部分 突出被連接至該活動部分的密封構件之第一端部及被連接 至該固定不動部分之密封構件的第二端部。 選擇性地，該密封構件係成波狀的。 於另一態樣中，本發明提供一方法，其另包括該步驟 在移除該犧牲材料之前蝕刻一穿過該頂板之噴嘴 開口。 選擇性地，該噴嘴開口被蝕刻穿過該活動部分。 選擇性地，該活動部分包括一熱彎曲致動器。 選擇性地，該熱彎曲致動器包括： 第一主動元件，用於連接至驅動電路系統；及 第二被動元件，其與該第一元件機械式地配合， 使得當一電流係通過該第一元件時，該第一元件相對該第 二元件膨脹，導致該致動器之彎曲。 選擇性地，該撓性材料係一疏水性的材料，且其中該 撓性材料之沈積係在該頂板的一相當大部分上方，使得該 頂板係相對疏水性的。 選擇性地，該噴嘴室包括延伸於該頂板及一基板間之 -14- 201020124 側壁，使得該頂板係由該基板隔開。 選擇性地，該活動部分被組構成於致動器之致動時移 向該基板。 選擇性地，該撓性層於移除該插塞之前被覆蓋以犧牲 保護金屬層。 選擇性地，該犧牲保護金屬層係在移除該插塞之後被 移去。 φ 選擇性地，該插塞係藉由將該噴嘴總成暴露至氧化電 漿而移除。 於另一態樣中，本發明提供一使密封構件橋接於一活 動部分及一固定不動部分之間的噴墨噴嘴總成，其中該密 封構件係由沈積在該噴嘴總成之頂板上方的撓性材料所組 成。 【實施方式】 φ 於活動部分及固定不動部分之間具有聚合物充塡空間的噴 嘴總成 圖1至16顯示用於我們的稍早美國申請案第 11/763,440號中所敘述之噴墨噴嘴總成1〇〇的MEMS製造 步驟之順序，該申請案係以引用的方式倂入本文中。圖 15及16所示之已完成的噴墨噴嘴總成1〇〇利用熱彎曲致 動，藉此一頂板之活動部分彎曲朝向一基板’導致墨水射 出。 用於MEM S製造之起點係一標準之CMOS晶圓，並 -15- 201020124 具有形成在一矽晶圓的上部中之CM0S驅動電路系統。在 該MEMS製造製程之末端，此晶圓被切成個別之列印頭 積體電路（ICs)，使每一 1C包括致動器電路系統及複數噴 嘴總成。 如圖1及2所示’基板1具有一形成於其上部中之電 極2。該電極2係一對鄰接電極（陽極與接地）之一 ’用於 供給電力至該噴墨噴嘴1〇〇之致動器°該等電極承接來自 基板1的上層中之CMOS驅動電路系統（未示出）的電力。 圖1及2所示之另一電極3係用於供給電力至一鄰接 之噴墨噴嘴。大致上，該等圖面顯示用於噴嘴總成之 MEMS製造步驟，該噴嘴總成係噴嘴總成陣列之一。以下 之敘述集中在用於這些噴嘴總成之一的製造步驟。然而， 當然應了解對於形成在該晶圓上之所有噴嘴總成，對應之 步驟被同時地施行。在此一鄰接之噴嘴總成被局部地顯示 在該等圖面中，這用於本目的可被暫時地忽視。據此，該 電極3及該鄰接之噴嘴總成之所有特色將不在此被詳細地 敘述。實際上，爲了清楚故，一些MEMS製造步驟將不 被顯示在鄰接之噴嘴總成上。 於圖1及2所示步驟之順序中，二氧化矽之8微米層 係最初沈積於該基板1上。二氧化矽之深度界定一用於該 噴墨噴嘴的噴嘴室5之深度。在Si 02層的沈積之後，其 被蝕刻至界定壁面4，該等壁面將變成該噴嘴室5之側壁 ，其最清楚地顯示在圖2中。 如圖3及4所示，該噴嘴室5係接著以用作隨後沈積 -16- 201020124 步驟之犧牲台架的光阻劑或聚醯亞胺6充塡。該聚醯亞胺 6係使用標準之技術旋轉製成至該晶圓上、UV硬化及/ 或烤硬、且接著遭受化學機械平面化（CMP)，並停止在該 Si02壁面4的頂部表面。 於圖5及6中，形成該噴嘴室5之頂板構件7以及往 下延伸直至該等電極2之高傳導性連接器支柱8。最初， 1.7微米之Si02層係沈積於該聚醯亞胺6及壁面4上。此 φ 8102層界定該噴嘴室5的一頂板7。其次，一對通孔係使 用一標準之各向異性的DRIE往下直至該等電極2形成在 該壁面4中。此蝕刻經過個別之通孔暴露該對電極2。其 次，該等通孔使用無電鍍被充塡以高傳導性之金屬、諸如 銅。所沈積之銅支柱8係遭受CMP，停止在該Si02頂板 構件7上，以提供一平面式結構。其能被看出於該無電銅 電鍍期間所形成之銅連接器支柱8與個別之電極2相合， 以上至該頂板構件7提供一線性傳導路徑。 • 於圖7及8中，金屬墊片9係藉由最初沈積0.3微米 之鋁層至該頂板構件7及連接器支柱8所形成。任何高傳 導性金屬（例如鋁、鈦等）可被使用，且應被沈積具有大約 0.5微米或更少之厚度，以便不會太猛烈地撞擊在該噴嘴 總成之整個平面性上。 該等金屬墊片9係於該熱彈性主動樑構件之預定’彎 曲區域'中定位在該等連接器支柱8上方及在該頂板構件7 上。 於圖9及10中，熱彈性主動樑構件10係形成在該 -17- 201020124
Si〇2頂板7上方。由於被熔合至該主動樑構件1〇，該 Si〇2頂板構件7的一部分用作一機械式熱彎曲致動器的下 被動樑構件16，其被該主動樑1〇及該被動樑16所界定 。該熱彈性主動樑構件10可爲由任何合適之熱彈性材料 、諸如氮化鈦、氮化鈦鋁及鋁合金所組成。如於該申請人 在2002年12月4日提出之稍早美國申請案第11/607,976 號中所說明，其內容係以引用的方式倂入本文中，釩-鋁 合金係一較佳材料，因爲它們結合高熱膨脹係數、低密度 及高楊氏模數之有利性質。 爲形成該主動樑構件10，1.5微米之主動樑材料層係 最初藉由標準PECVD所沈積。該樑材料接著使用一標準 之金屬蝕刻法被蝕刻，以界定該主動樑構件10。在完成 該金靥蝕刻之後及如圖9及10所示，該主動樑構件1〇包 括一局部之噴嘴開口 11及一樑元件12，該樑元件係在每 一端部經由該等連接器支柱8電連接至陽極及接地電極2 。該平面式樑元件12由第一（陽極）連接器支柱之頂部延 伸，且彎曲約180度，以返回至第二（接地）連接器支柱之 頂部。 仍參考圖9及10，該等金屬墊片9被定位至有利於 潛在較高電阻的區域中之電流流動。一金屬墊片9被定位 在該樑元件12的一彎曲區域，且被夾在該主動樑構件1〇 及該被動樑構件16之間。其他金屬墊片9被定位在該等 連接器支柱8之頂部及該樑元件12的端部之間。 參考圖11及12，該Si〇2頂板構件7接著被蝕刻，以 201020124 完全界定該頂板的一噴嘴開口 13及一活動部分14。該活 動部分14包括一熱彎曲致動器15，其本身係由該主動樑 構件1〇及該在下面的被動樑構件16所組成。該噴嘴開口 13被界定於該頂板之活動部分14中，以致該噴嘴開口於 致動期間隨著該致動器移動。諸組構係亦可能的，藉此該 噴嘴開口 13係相對於該活動部分14固定不動的，如在申 請人之美國申請案第1 1/607,976號中所敘述，其係以引 ❿ 用的方式倂入本文中。 一環繞著該頂板的活動部分14之周邊空間或間隙17 由該頂板之固定不動部分18分開該活動部分。當致動該 致動器15時，此間隙17允許該活動部分14彎曲進入該 噴嘴室5及朝向該基板1。 參考圖13及14，可光佈圖的疏水性聚合物層19接 著被沈積在該整個噴嘴總成上方，且被光佈圖至重新界定 該噴嘴開口 1 3。 使用可光佈圖的聚合物以塗覆噴嘴總成之陣列係廣泛 地敘述於吾人在2007年3月12日提出之稍早美國申請案 第 1 1 /685,084號、及在2007年 4月27日提出之第 1 1/74 0,925號，其內容係以引用的方式倂入本文中。典型 地，該疏水性聚合物係聚二甲基矽氧烷（PDMS)或聚全氟 丙烯（PFPE)。此等聚合物係特別有利的，因爲它們係可光 佈圖的，具有高疏水性、及低楊氏模數。 如於該前述之美國申請案中所說明，倂入該疏水性聚 合物的MEMS製造步驟之正確順序係相當有彈性的。譬 -19 - 201020124 如，其完美可施行的是在沈積該疏水性聚合物之後蝕刻該 噴嘴開口 13，並使用該聚合物當作一用於該噴嘴蝕刻之 罩幕。將了解MEMS製造步驟的正確順序上之變化係充 分地在該熟練之人士的範圍內，且再者被包括在本發明之 範圍內。 該疏水性聚合物層19施行數個功能。首先，其充塡 該間隙17，以於該頂板7的活動部分14及固定不動部分 18之間提供一機械式密封。倘若該聚合物具有一充分低 之楊氏模數，該致動器仍然能夠彎曲朝向該基板1，而防 止墨水於致動期間經過該間隙1 7溢出。其次，該聚合物 具有一高疏水性，其使氾濫離開該等相對親水性噴嘴室及 至該列印頭的墨水射出面2 1之墨水的傾向減至最小。第 三，該聚合物用作一保護層，其有利於列印頭維護。 最後及如圖1 5及16所示，墨水供給通道20係由該 基板1之背部蝕刻穿過至該噴嘴室5。雖然該墨水供給通 道20被顯示爲與圖15及16中之噴嘴開口 13對齊，其當 然可被定位成由該噴嘴開口偏置。 在蝕刻該墨水供給通道之後，充塡該噴嘴室5之聚醯 亞胺6係使用例如〇2電漿以提供該噴嘴總成100而藉由 灰化（前側灰化或背部灰化的其中之一）被移去。 雖然未在上面敘述，金屬薄膜（例如鈦或鋁）可被用來 於最後階段之MEMS處理期間保護該聚合物層19，如吾 人之稍早的美國申請案第1 1/740,925及1 1 /946,840號中 所敘述，其內容係以引用的方式倂入本文中。典型地，該 -20- 201020124 保護金屬薄膜係於蝕刻該噴嘴開口 13之前沈積在該聚合 物層19上。在已完成所有飩刻及氧化光阻劑移除步驟（“ 灰化步驟”）之後，該保護金屬薄膜可使用簡單之HF或 H2O2沖洗被移去。 在活動部分及固定不動部分之間具有聚合物橋接空間的噴 嘴總成 φ 於上述該噴嘴總成100中，該聚合物層19充塡該頂 板7的活動部分14及固定不動部分18間之間隙。雖然這 提供一良好之機械式密封及可被輕易地製成，該密封之組 構不可避免地撞擊在該噴嘴總成之整個性能及效率上。 翻至圖17至22，已槪要地顯示有製造步驟之另一選 擇的順序，其導致一改良的密封構件橋接於該活動部分 14及固定不動部分18之間。爲了簡單性，圖17至22中 之槪要圖示不顯示該致動器之詳細部件。然而，將了解圖 φ 17係圖9及10所示該局部形成’噴嘴總成之槪要代表圖， 其係用於製造步驟之此另一選擇的順序之起點。爲了清楚 故，類似參考數字將被使用，以意指該噴嘴總成中之對應 部件。 然後參考至圖17，顯示有一具有充塡以聚醯亞胺6 之噴嘴室5的局部形成之噴嘴總成。包括一熱彎曲致動器 (在圖17中未示出）之頂板7在該噴嘴室5上方形成一蓋 子。 於圖18中，一通孔被蝕刻進入該頂板7。該通孔界 -21 - 201020124 定該頂板7的活動部分14及固定不動部分18間之間隙 17。 其次參考圖1 9，該間隙1 7被以諸如光阻劑的犧牲材 料之插塞30充塡。該插塞30具有犧牲台架之作用，用於 在隨後之步驟中沈積一聚合體密封構件。特別地是，該插 塞30之上表面界定該密封構件之輪廓。該插塞30之組構 及其上表面之輪廓可被傳統之光微影技術所控制。譬如， 可於該光阻劑之曝光期間藉由調整一聚焦參數形成該插塞 3 〇之傾斜側壁。 在形成該插塞30之後，該局部形成之噴嘴總成係接 著被塗覆以一撓性聚合體材料層19。典型地，該聚合體 材料係聚二甲基矽氧烷（PDMS)。如在圖20中所示，該 PDMS層19配合該噴嘴總成之上表面的輪廓。 —保護之鋁薄膜31隨後被沈積在該PDMS層19上方 。該鋁薄膜31保護該PDMS層19，使其不遭受一用於移 除聚醯亞胺6之氧化電漿（圖22)。 現在參考圖21，該噴嘴開口 13係接著被蝕刻穿過該 鋁薄膜31、該PDMS層19、及該頂板7所界定。在不同 階段，此蝕刻可需要不同之鈾刻化學組成，以便蝕刻穿過 所有三層。 最後及參考圖22，該噴嘴總成係遭受一移去該聚醯 亞胺6及光阻劑插塞30之氧化電漿（例如〇2電漿）。在氧 化移除該聚醯亞胺6及插塞30之後，該保護之鋁層31係 藉由在HF或H202中之洗滌所移去。 201020124 圖22所示之已完成的噴嘴總成200具有一橋接越過 該頂板7的活動部分14及固定不動部分18間之間隙17 的密封構件32。顯著地是，該密封構件32不會充塡該間 隙17，且係實際上，完全地不在於該活動部分14及該固 定不動部分1 8間之空間。 該密封構件32具有一橋接件之輪廓，在此一端部係 連接至該活動部分14，且該另一端部係連接至該固定不 φ 動部分18»再者，該橋接件大體上採取單一拱橋之形式 ，具有一突出於該橋接件之每一端部的背脊或隆起部分 33。當然，視該插塞30之上表面的輪廓而定，該密封構 件可另一選擇地採取一跨接於該活動部分14及固定不動 部分18間之簡單樑橋接件的形式。 該密封構件32具有勝過圖15及16所示具體實施例 之若干優點，在此該間隙17被完全地充塡以該聚合體材 料19。首先，藉由減少該活動部分14及該固定不動部分 • 18間之聚合物的整個體積，對該活動部分14之往下運動 朝向該基板1有遠較小之阻抗。此外，該密封構件之輪廓 係特別設計成適於有利於該活動部分1 4之往下運動。既 然該密封構件32採取一撓性橋接件之形式，具有一比該 活動部分14及固定不動部分18間之距離較長的長度，該 活動部分14於致動期間之任何往下運動可被該橋接件結 構以該聚合物材料之最小撓曲或延伸而輕易地調節。因此 ，該密封構件32對該活動部分14之移動提供最小阻抗， 而仍然提供一優異之密封。藉由使對該活動部分14之移 -23- 201020124 動的阻抗減至最小，該噴嘴總成200、及包括此等噴嘴總 成的列印頭之整個效率被改善。 當然，該密封構件32之其他組構係在本發明之範圍 內。譬如，如圖23所示，該密封構件32可爲一具有複數 背脊41及溝槽42之成波狀的結構40。應了解該成波狀 的結構40可輕易地調節該活動部分14之移動。 此領域中之普通工作者應了解可對本發明作成極多之 變化及/或修改，如在該等特定具體實施例中所示，而未 由如槪括地敘述的本發明之精神與範圍脫離。因此，該等 正在考慮中之具體實施例在所有方面將被考慮爲說明性及 非限制性的。 【圖式簡單說明】 現在將僅只參考所附圖面經由範例敘述本發明之選擇 性具體實施例，其中： 圖1係在諸步驟的第一順序之後局部製成的噴墨噴嘴 總成之側面剖視圖，其中噴嘴室側壁被形成； 圖2係圖4所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的一透視 I ρ ί · 圖， 圖3係在諸步驟的第二順序之後局部製成的噴墨噴嘴 總成之側面剖視圖，其中該噴嘴室係以聚醯亞胺充塡； 圖4係圖3所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的一透視 Γί3 I · 圖， 圖5係在諸步驟的第三順序之後局部製成的噴墨噴嘴 -24- 201020124 總成之側面剖視圖，其中該等連接器支柱係形成直至一室 頂板； 圖6係圖5所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的一透視 面 . 圖， 圖7係在諸步驟的第四順序之後局部製成的噴墨噴嘴 總成之側面剖視圖，其中傳導性金屬板被形成； 圖8係圖7所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的一透視 ❹ 圖； 圖9係在諸步驟的第五順序之後局部製成的噴墨噴嘴 總成之側面剖視圖，其中一熱彎曲致動器之主動樑構件被 形成； 圖10係圖9所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的一透 視圖； 圖 π係在諸步驟的第六順序之後局部製成的噴墨噴 嘴總成之側面剖視圖，其中一包括該熱彎曲致動器之活動 Φ 頂板部分被形成； 圖12係圖11所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的一透 視圖； 圖13係在諸步驟的第七順序之後局部製成的噴墨噴 嘴總成之側面剖視圖，其中疏水性聚合物層被沈積及光佈 圖； 圖14係圖13所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的一透 視圖； 圖1 5係一完全形成之噴墨噴嘴總成的側面剖視圖； -25- 201020124 圖1 6係圖1 5所示該噴墨噴嘴總成之剖面的透視圖； 圖17係圖9及10所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的 一槪要側面剖視圖； 圖18係在蝕刻一通孔以界定一室頂板之活動及固定 不動部分之後，圖17所示該局部製成之噴墨噴嘴總成的 一槪要側面剖視圖； 圖1 9係在以光阻劑的插塞充塡該通孔之後，圖1 8所 示該局部製成之噴墨噴嘴的一槪要側面剖視圖； _ 圖20係在沈積一聚合物層及一保護金屬層之後，圖 19所示該局部製成之噴墨噴嘴的一槪要側面剖視圖； 圖21係在蝕刻一噴嘴開口之後，圖20所示該局部製 成之噴墨噴嘴的一槪要側面剖視圖； 圖22係一根據本發明之噴墨噴嘴總成的槪要側面剖 視圖；及 圖23係另一選擇密封構件之槪要側面剖視圖。
Q 【主要元件符號說明】 1 :基板 2 :電極 3 :電極 4 :壁面 5 :噴嘴室 6 :聚醯亞胺 7 .頂板構件 26- 201020124 8 :連接器支柱 9 :金屬墊片 1 〇 :主動樑構件 1 1 :噴嘴開口 1 2 :樑元件 13 :噴嘴開口 14 :活動部分 參 1 5 :熱彎曲致動器 1 6 :被動樑構件 1 7 :間隙 1 8 :固定不動部分 19 :聚合物 20 :墨水供給通道 2 1 :墨水射出面 30 :插塞 參 3 1 :薄膜 3 2 :密封構件 33 :隆起部分 40 :成波狀的結構 41 :背脊 42 :溝槽 100 ’·噴墨噴嘴總成 2 0 0 :噴嘴總成