TWI468298B - 列印頭供給溝槽肋條 - Google Patents

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Description

列印頭供給溝槽肋條
本發明係有關於列印頭供給溝槽肋條。
 發明背景
列印頭有時包括具有供給溝槽的晶粒，液體經由該等溝槽傳送到液體發射腔。減少溝槽節距及增加晶粒長度增加了該晶粒之易碎性。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種列印頭，其包含：一基板，其包括具有相對的側壁之一液體供給溝槽；及在該基板上的一第一層，其至少部分地形成液體發射腔，該層形成與該等相對的側壁中的每一個側壁相接觸並在該液體供給溝槽內自該等側壁之一第一側壁延伸到該等側壁之一第二側壁之肋條。
圖式簡單說明
第1圖根據一示範實施例是一印表機之一前視圖。
第2圖根據一示範實施例是第1圖之該印表機之列印墨水匣之一分解的底部透視圖。
第3圖根據一示範實施例是第2圖之該墨水匣之沿著線3--3之一截面圖。
第4圖根據一示範實施例是第2圖之該墨水匣之沿著線4--4之一截面圖。
第5圖根據一示範實施例是第2圖之該墨水匣之列印頭之一分解的透視圖。
第6、7、8A、8B、9A、9B、10A、10B、11A、11B圖根據一示範實施例是說明第2圖之該列印頭之形成的截面圖。
第12圖根據一示範實施例是第5圖之該列印頭之另一實施例之一頂部平面圖。
第13圖根據一示範實施例是第12圖之該列印頭之沿著線13--13之一截面圖。
第14圖根據一示範實施例是第12圖之該列印頭之沿著線14--14之一截面圖。
第15圖根據一示範實施例是說明第12圖之該列印頭形成之一第一階段之一透視圖。
第16圖根據一示範實施例是說明第12圖之該列印頭形成之一第二階段之一透視圖。
第17圖根據一示範實施例是說明第12圖之該列印頭形成之一第三階段之一透視圖。
第18圖根據一示範實施例是第5圖之該列印頭之另一實施例之一頂部平面圖。
第19圖根據一示範實施例是第18圖之該列印頭之沿著線19--19之一截面圖。
第20圖根據一示範實施例是第18圖之該列印頭之沿著線20--20之一截面圖。
第21圖根據一示範實施例是第5圖之該列印頭之另一實施例之一頂部平面圖。
 較佳實施例之詳細說明
第1圖根據一示範實施例說明了一列印裝置10之一例子。列印裝置10遭組配以在諸如多張紙或其它材料之一列印媒體12上列印或沉積墨水或其它液體。列印裝置10包括一媒體供給14及一或多個列印墨水匣16。媒體供給14相對於喷射墨水或液體到該媒體上之墨水匣16驅動或移動媒體12。在已說明的例子中，墨水匣16在列印期間被橫向驅動或掃描橫跨媒體12。在其它實施例中，墨水匣16可能是靜止的且可實質上延伸跨過該媒體12之一橫向寬度。
雖然墨水匣16作為遭組配以可移除地安裝在列印裝置10上或其內之一墨水匣被說明，但是在其它實施例中，墨水匣16可包含一或多個結構，該(等)結構是列印裝置10之不可移除之一實質上永久的部分。雖然列印裝置10作為一前面載入且前面排出之桌上型印表機，但是在其它實施例中，列印裝置10可具有其它組態且可包含其它列印裝置，其中，列印裝置10列印或喷射液體之一受控制的圖案、圖像或佈局及類似物到一表面上。其它此類列印裝置之例子包括但不局限於：傳真機、影印機、多功能裝置或其它列印或喷射液體之裝置。
如下文將描述的，列印墨水匣16包括具有液體發射腔的列印頭，該等液體發射腔由一層形成，該層還形成肋條，該等肋條在一液體供給溝槽內延伸並跨越該液體供給溝槽，該液體供給溝槽供應液體給該等發射腔。此類肋條鞏固了該晶粒並在一終端使用者去膠膜(detaping)期間減少了該晶粒內之斷裂。
第2圖到第5圖較詳細說明了墨水匣16中的一個。如第2圖所示，墨水匣16包括液體貯器18與包括可撓性電路22及列印頭24之頭組件20。液體貯器18包含一或多個遭組配用以給頭組件20供應液體或墨水的結構。在一實施例中，液體貯器18包括一本體23及一蓋子25，它們形成一或多個包含諸如墨水的液體之內部液體腔，該液體經過溝槽或開口排出到頭組件20。在一實施例中，該一或多個內部液體腔可額外地包括一毛細管媒體(圖未示)用來向該列印液體施加一毛細管力以減少該液體洩漏的可能性。在一實施例中，液體貯器18之每個內部腔可進一步包括一內部豎管(圖未示)及橫跨該內部豎管之一過濾器。在又一實施例中，液體貯器18可具有其它組態。例如，雖然液體貯器18被說明為包括一或多個類型之液體或墨水之一自足式供應，但在其它實施例中，液體貯器18可遭組配以自一離軸式之液體供應經由一或多個導管或管接收液體或墨水。
如第3圖及第4圖所示，貯器18之本體23包括插入體(inter-poser)或岬角(headland)26。岬角26包含本體23中的連接到列印頭24以便於把貯器18之一或多個腔流體地密封到列印頭24之侧面27之該等結構或部分。在所說明的例子中，岬角26把該三個分開的液體包含腔28中的每一液體包含腔連接到列印頭24之該三個溝槽中的每一溝槽。例如，在一實施例中，貯器18可包括把液體傳送到該三個溝槽中的每一溝槽之三個分開的豎管。在一實施例中，該三個分開的腔中的每一個腔可包括一不同類型的液體，諸如一不同的顏色之液體或墨水。在其它實施例中，依用以接收來自貯器18內不同腔之不同液體之列印頭內溝槽之數量而定，貯器18之本體23可包括較多或較少數量之此類岬角26。
在所說明的例子中，晶粒24之側面27藉由一黏合劑30黏著接合到本體23。在一實施例中，黏合劑30包含一膠水或其它液體黏合劑。在其它實施例中，貯器18之岬角26可以其它方式被密封及接合到晶粒24。
頭組件20包含一耦接到貯器18之一機制，藉由該機制該液體或墨水有選擇性地噴射到一媒體上。針對此揭露之目的，該術語“耦接”意思是兩組件彼此直接或間接地接合。此類接合可以是本質上靜止的或本質上可移動的。此類接合可藉由該兩組件或該兩組件與任何互相或與該兩組件整體地形成作為一單一整體之額外的中間組件或該兩組件與任一互相附接之額外的中間組件完來實現。此類接合可以是本質上永久的或可選擇地可以是本質上可移除的或可卸開的。該術語“可操作地耦接”意思是兩組件直接或間接地接合以使運動可自一組件直接地或經由中間組件傳送到另一組件。
在所說明實施例中，頭組件20包含一按需滴墨(drop-on-demand)噴墨頭組件。在一實施例中，頭組件20包含一熱阻式(thermoresistive)頭組件。在其它實施例中，頭組件20可包含遭組配以選擇性地傳送或噴射列印液體到一媒體上的其它裝置。
在所說明的特定實施例中，頭組件20包含一標籤頭組件(THA)，該標籤頭組件包括可撓性電路22(在第2圖中顯示)及列印頭24。可撓性電路22包含諸如一或多種聚合物之可撓性可彎曲材料的一帶、面板或其它結構，支撐或包含在電氣接點31(在第2圖中顯示)處終結並電氣地連接到晶粒24之發射電路之電氣線、導線或走線。電氣接點31大體上垂直於晶粒24延伸且包含遭組配以與使用了墨水匣16之該列印裝置之相對應的電氣接點電氣接觸之墊片。如第2圖所示，可撓性電路22包圍液體貯器18之本體23。在其它實施例中，可撓性電路22可被省略或具有其它組態，其中電氣連接到列印頭24之發射電路可用其它方式實現。可撓性電路22包括電氣地連接到與列印頭24相關聯之相對應的電氣接點之電氣接點。在所說明的例子中，此類在可撓性電路22與列印頭晶粒24間之電氣互連體由材料31封裝。在其它實施例中，封裝材料31可具有其它組態或可被省略。
列印頭24(還稱為一晶片)包含在該貯器18之該內部液體腔間耦合遭組配以促進被選擇的噴射或液體小滴之發射之一或多個結構。列印頭24包括晶粒或基板32、薄膜層34、阻隔層36及孔口層38。基板32包含遭組配以支援列印頭24之該等剩餘元件並把液體傳送到薄膜層34之電阻器39(示意性地顯示)之一結構。在一實施例中基板32由矽形成。在其它實施例中，基板32可由諸如一或多種聚合物之其它材料形成。
如第3圖到第5圖所示，基板32包括溝槽40。溝槽40包含液體通道，經過該等液體通道液體被傳送到電阻器39。溝槽40具有一足夠的寬度來把液體傳送到每一個電阻器39及它們相關聯的噴嘴。在一實施例中，溝槽40具有小於或等於大約225微米而標稱地大約200微米之一寬度。在一實施例中，溝槽40具有一中心線到中心線的節距大概1.5毫米。在該發射或定址電路沒有提供在該晶片或晶粒24上的實施例中，溝槽40可具有一中心線到中心線的節距大概0.5毫米。在其它實施例中，溝槽40可具有其它尺寸及其它相關的間隔。
薄膜層34為列印頭24提供發射及定址電路。特定地，薄膜層34包含具有以便於形成電阻器39及它們相關聯的薄膜電晶體(圖未示)之一結構之多層。該薄膜電晶體用來定址電阻器39以選擇性地噴射液體。電阻器39藉由薄膜層34所提供之導電線或走線(圖未示)電氣地連接到接觸墊31(在第2圖中顯示)。供應給電阻器39之電能蒸發經由溝槽40供應之液體以形成一氣泡，該氣泡迫使或噴射周圍或鄰近液體經過噴嘴48。在其它實施例中，電阻器39可被連接到位於任何位置之發射或定址電路。
阻隔層36包含遭組配以至少部分地形成發射腔42之一或多層，該等發射腔42包含電阻器39。特定地，阻隔層36關於電阻器39延伸以使電阻器39加熱在該發射腔42內之該液體。阻隔層36把孔口層38與每個電阻器39隔開。
如第3圖及第5圖進一步顯示，阻隔層36進一步延伸到該等供給溝槽46內並沿著溝槽40以隔開的位置跨越每個供給溝槽46。阻隔層36自每個溝槽40之相對的側壁開始延伸並與每個溝槽40之對相的側壁接觸。因而，阻隔層36在每個溝槽40內形成一系列隔開的肋條46。肋條46(也稱為橫樑)包含遭組配以加強及堅固在連續溝槽40間的基板32之這些部分之加固結構。
因為肋條46伸入到溝槽40內且支撐或接觸溝槽40之相對的側壁，而非僅在該等溝槽40之上延伸，肋條46極大地加強了基板32並堅固了基板32。在一實施例中，肋條46中的每一肋條垂直伸入到溝槽40內至少2.5微米的一深度。在另一實施例中，每個肋條46伸入到溝槽40內至少10微米的一深度。在另一實施例中，每個肋條46伸入到溝槽40內至少20微米的一深度。在又一實施例中，每個肋條46伸入到溝槽40內至少40微米的一深度。在其它實施例中，肋條46可延伸到溝槽40內其它距離。
由第5圖最佳顯示，在所說明的例子中，肋條46具有關於薄膜層34之電阻器39的一熱對稱的設計或組態。特定地，由第5圖顯示，每個肋條46在兩個成對的兩對電阻器39間延伸。因而，每個電阻器39及其相關聯的發射腔(為了說明電阻器39在第5圖中未顯示)接近一單一肋條46。結果，任何由肋條46傳導到該等發射腔內之該液體的熱量實質上沿著溝槽40在該液體及所有的該等發射腔間一致地散發。此一致的熱量散發否定或減少任何條帶效應，該等條帶效應可能由此等肋條46沿著溝槽40相對於電阻器39之該等發射腔不一致的定位所引起的熱量不一致分佈所導致。
孔口層38(也稱為一噴嘴層，噴嘴板或頂帽)包含具有大量孔口的一板或面板，該等孔口定義噴嘴開口48，該列印液體經由該等噴嘴開口48被噴射出去。孔口板38在溝槽40及它們相關聯的發射電路或電阻器39對面形成、固定或牢固。如第3圖所示，孔口層38被固定到阻隔層36。因而，肋條46額外地加固了孔口層38，減少了當膠膜自孔口層38被移除時去膠膜斷裂的發生。
在一實施例中，孔口板38包含由與形成阻隔層36之材料相同材料形成的一或多個層。在一實施例中，阻隔層36及孔口層38都由一聚合物形成。在一實施例中，層36及38可包含一環氧基光阻劑(epoxy-based photoresist)。因為該聚合物包含一環氧基光阻劑，所以阻隔層36與孔口層38之圖案化是容易的。在一特定實施例中，層36及38由SU-8形成，SU-8在商業上可自麻薩諸塞州牛頓的Micro Chem得到。在其它實施例中，層36及38可由其它材料形成。在又一實施例中，層36及38可由與層36不同的材料形成。例如，在其它實施例中，層38可由諸如一鎳/金層或板之金屬形成。
第6圖到第11圖說明了用於形成諸如列印頭24之一列印頭的一示範方法。為了容易說明，第6圖到第11圖說明了列印頭24之包括一單一供給溝槽之部分的形成。要明白列印頭24之剩餘部分可以以一類似的方式形成，列印頭24之此等剩餘部分與第6圖到第11圖中顯示的該等步驟同時執行。
如第6圖所示，薄膜層34在基板32上形成。如上所指出的，在一實施例中，基板32可包含矽或其它材料。薄膜層34包含多個在一個薄膜層上堆疊或形成以便於形成電阻器39之圖案化層。在所說明的實施例中，薄膜層進一步形成與每個電阻器39相關聯之一薄膜電晶體(圖未示)及導電走線，該等導電走線延伸到接觸墊以連接到可撓性電路22(在第2圖中顯示)。在一實施例中，薄膜層34可使用基板32之已摻雜部分以形成電氣導體或形成該等薄膜電晶體之通道層。薄膜層34的例子可在2003年1月9日公開的美國專利公開案2003/0005883中找到，其全部揭露在此以參照方式併入本文。在其它實施例中，薄膜層34可具有其它組態，其中薄膜層34提供電阻器39。如第6圖所示，薄膜層34實質上遍及基板32之一整個上表面100形成。
第7圖說明了溝道102之形成。特定地，第7圖說明移除層34與基板32的一部分來形成溝道102。溝道102延伸到基板32內達一深度D，該深度D對應於隨後將在該液體供給溝槽內形成之該等肋條46之高度。在一實施例中，溝道102的一深度D至少10微米。在其它實施例中，溝道102的一深度至少大約20微米。在又一實施例中，溝道102的一深度至少大約40微米。隨著溝道102之深度的增加，包含在該供給溝槽內之該等隨後形成的肋條之高度也將增加，增強加到基板32之堅固度或強度。
在一實施例中，溝道102改用一乾蝕刻移除在電阻器39間的層34與基板32之部分來形成。在其它實施例中，其它材料移除技術可用來形成溝道102。在一些實施例中，在電阻器39間的層34之部分可在於基板32上圖案化層34期間被省略。在此類實施例中，溝道102可藉由僅僅移除基板32之部分來形成。
第8A圖及第8B圖說明了阻隔層36之一第一層104(有時稱為一塗底層)之形成。第8A圖是在其之間要形成肋條46之第一位置處截取的一截面圖。第8B圖是在第二位置截取的一截面視圖，經過該第二位置肋條46中的一個肋條被形成。層104給阻隔層36充當一基底或基礎層。
如第8A圖及第8B圖所示，層104遍及及覆蓋層34與溝道102有選擇性地獲圖案化。特定地，如第8A圖所示，在沿著溝道102不形成一肋條46的位置(在連續肋條46間的該部分或間隔)層104沒有填充溝道102。如第8B圖所示，在肋條46形成的位置，層104至少部分地填充溝道102。如第8A圖及第8B圖所示，層104沒有在電阻器39上延伸，以使層104形成在電阻器39周圍所形成之該等發射腔42的一部分。雖然圖未示，但是在其它位置，層104在溝道102及電阻器39間之部分可被省略以在其間形成一供液體流到電阻器39的液體通道。
根據一實施例，層104包含一聚合的光阻劑。根據一實施例，層104包含諸如SU-8之一環氧基負光阻劑。在此類實施例中，層104最初在所有的層34及溝道102上旋塗或包覆，實質上填充溝道102。之後，層104之部分選擇性地遭曝光(使用一適當的光蝕刻遮罩)、顯影及硬烤以形成顯示在第8A圖及第8B圖中之最終層104。在其它實施例中，層104可藉由光蝕刻法以外的其它方法形成。
第9A圖及第9B圖說明阻隔層36之一第二層106(有時作為一腔層)之形成。第9A圖是在肋條46形成於其間之該第一位置截取的一截面圖。第9B圖是在一第二位置截取之一截面圖，經過該第二位置肋條46中的一個肋條被形成。層106在層104上建立並增加在電阻器39周圍之發射腔42之高度。
如第9A圖及第9B圖所示，層106遍及及覆蓋層104有選擇性地獲圖案化。特定地，如第9A圖所示，在沿著溝道102不形成一肋條46的位置(在連續肋條46間之該部分或間隔)，層106沒有填充溝道102。如第9B圖所示，在肋條46形成的適當的位置，層106在層104上建立。如第9A圖及第9B圖所示，層106沒有在電阻器39上延伸，以使層106形成在電阻器39周圍所形成之該等發射腔42之一部分。雖然圖未示，但是在其它位置，層106在溝道102及電阻器39間之部分可被省略以在其間形成一供液體流到電阻器39的液體通道。
根據一實施例，層106包含一聚合的光阻劑。根據一實施例，層106包含諸如SU-8之一環氧基負光阻劑。在此類實施例中，層106最初在所有的層104及溝道102上旋塗或包覆。之後，層106之部分選擇性地遭曝光(使用一適當的光蝕刻遮罩)、顯影及硬烤以形成顯示在第9A圖及第9B圖中之最終層106。在其它實施例中，層106可藉由光蝕刻法以外的其它方法形成。
第10A圖及第10B圖說明孔口層38之形成。孔口層38被形成以使噴嘴開口48在電阻器39及發射腔42對面覆蓋與延伸。如第10B圖所示，孔口層38在層104與106形成肋條46之部分上堆疊。因為肋條46延伸到溝道102內且與溝道102之側壁接觸，孔口層38藉由肋條46更加牢固地保持及加固。
根據一實施例，孔口層38由一聚合的光阻劑形成。根據一實施例，層104包含諸如SU-8之一環氧基負光阻劑。在一實施例中，孔口層38由與層104及106相同的材料形成，加強在此等層間的接合。在其它實施例中，孔口層38可由其它材料形成。
根據一實施例，孔口層38藉由首先旋轉塗布或包覆一填充材料來形成，以便於遍及與覆蓋第8A圖及第8B圖中所示之該結構之整個上表面抗蝕以使所有的空隙或凹部都被填充。之後，執行化學機械研磨(CMP)以向下拋光該填充材料直到該等表面112(在第8A圖及第8B圖中顯示)被暴露出來。在表面112暴露之後，將預先形成或層板化之孔口層38定位於表面112之頂部。一旦層38相對於表面112獲定位，該支撐底(supporting backing)自層38被剝去及層38之已選定的部分使用光蝕刻法被圖案化以形成開口48。特定地，層38之部分使用一遮罩選擇性地被曝光及顯影以形成開口48。另外，該顯影製程隨後被延續以移除貫穿孔口開口48之該填充材料以打開電阻器39周圍之開口發射腔42並打開肋條46間的這些空隙。
在其它實施例中，開口48之形成或圖案化可使用其它方法來形成。在其它實施例中，孔口層38中的開口48之形成可以可選擇地先於將層38固定到層106之表面112而形成。在又一實施例中，孔口層38可以其它方式來形成或可由其它材料形成。例如，在其它實施例中，孔口層38可包含金屬孔口板。
如第10A圖及第10B圖進一步顯示，從側面114開始之基板32之部分被進一步移除來形成溝道116。溝道116相對於溝道102延伸並與溝道102對齊。然而，溝道116沒有完全延伸直到溝道102。在一實施例中，溝道116藉由使用一雷射“拱出”基板32之材料來形成。因為溝道116沒有貫穿到溝道102，諸如使用一雷射之較快材料移除技術可用來形成溝道116而不用破壞層104(或層106或38，如果在溝道116形成時它們也在適當的位置)。在其它實施例中，溝道116可使用其它材料移除技術來形成。
第11A圖及第11B圖說明液體供給溝槽40之實現。特定地，基板32在溝道102與溝道116間之部分被移除。在一實施例中，此類部分使用一濕蝕刻來移除。在其它實施例中，其它材料移除技術可被用來自溝道116貫穿到溝道102。在溝道116最初被形成以延伸到溝道102的實施例中，在第11圖中顯示的該步驟可被省略。
雖然在每個肋條46下基板32之所有材料以移除來說明，但在其它實施例中，在肋條46下面及對面的一些或所有基板32可被保留。例如，在其它實施例中，在肋條46對面的溝道116之部分與在肋條46間的間隔對面之溝道116之其它部分相比較可具有一不同的深度，其中隨後的移除或蝕刻不移除在肋條46對面之所有的基板32。在此類實施例中，基板32可自身提供在肋條46下及對面之橫樑或肋條120(在第11B圖中以虛線顯示)。在其它實施例中，此類在基板32中形成之肋條可選擇地可沿著液體供給溝槽40相對於肋條46偏移或錯開，其中穿經在此類基板肋條120與阻隔層肋條46之間之液體供給溝槽40之該剩餘通道足夠大以允許充足的液體流到電阻器39。
第12圖到第17圖說明列印頭224，第1圖到第5圖中所示之列印頭24之另一實施例。第12圖到第14圖說明一完整的列印頭224。第15圖到第17圖是說明一列印頭224形成之透視圖。類似於列印頭24，列印頭224包括基板232、提供電阻器239之薄膜層234、阻隔層236及孔口層238。
基板232包括溝槽240。溝槽240包含一液體通道，液體經過該液體通道被傳送到電阻器239。溝槽240具有一足夠長度來將液體傳送到電阻器239。在一實施例中，溝槽240具有小於或等於大約225微米而標稱地大約200微米的一寬度。雖然只有一溝槽240被顯示，但是列印頭224在基板232中可包括多個相同地配置的溝槽240。在一實施例中，此類多個溝槽240具有一中心線到中心線的節距大概1.5毫米。在該發射或定址電路沒有提供在該基板232上的實施例中，溝槽240可具有一中心線到中心線的節距大概0.5毫米。在其它實施例中，溝槽240可具有其它尺寸及其它相關的間隔。
薄膜層234為列印頭224提供發射及定址電路。特定地，薄膜層234包含具有提供電阻器239及其關聯的薄膜電晶體(圖未示)之一結構之多個層。該薄膜電晶體用來供定址電阻器239有選擇性地噴射液體。特定地，電阻器239藉由薄膜層234所提供之導電線或走線(圖未示)電氣地連接到接觸墊31(在第2圖中顯示)。供應給電阻器239之電能蒸發經由溝槽240供應之液體以形成一氣泡，該氣泡迫使或噴射周圍或鄰近液體經過噴嘴248。在一實施例中，電阻器239進一步連接到也位於基板232上之發射或定址電路。在另一實施例中，電阻器239可連接到位於任何位置之發射或定址電路。
阻隔層236包含遭組配以至少部分地形成鄰近電阻器239且在電阻器239周圍之發射腔242的一或多層。在阻隔層236及孔口層238根據大體在上面關於第6圖到第11圖予以描述之該方法而形成所說明的該例子中，阻隔層236包括與已在上面描述的層104及106相對應之一第一塗底層304及一第二腔層306。如第13圖所示，阻隔層236關於電阻器239延伸以使電阻器239加熱該發射腔242內之液體。阻隔層236把電阻器239與孔口層238隔開並提供自液體供給溝槽240到發射腔242的一液體通道243。
如第13圖進一步顯示，阻隔層236進一步延伸到該等供給溝槽240內並沿著溝槽240以隔開的位置跨越供給溝槽240中的每一溝槽240。阻隔層236自溝槽240之相對的側壁310、312開始延伸並與溝槽240之相對的側壁310、312接觸。因而，阻隔層236在溝槽240內形成一系列隔開的肋條246。肋條246(也稱為橫樑)包含遭組配以加強及堅固基板232在連續溝槽240(圖中顯示連續溝槽240中的一個溝槽)間的這些部分之加固結構。
因為肋條246伸入到溝槽240內且支撐或接觸溝槽240之相對的側壁，而非僅在該等溝槽240之上延伸，所以肋條246極大地加強了基板232並堅固了基板232。在一實施例中，肋條246中的每一肋條246垂直伸入到溝槽240內至少10微米的一深度。在另一實施例中，每一肋條246伸入到溝槽240內至少20微米的一深度。在又一實施例中，每一肋條246伸入到溝槽240內至少40微米的一深度。在其它實施例中，肋條246可延伸到溝槽240內其它距離。
如第12圖最佳顯示，在所說明的例子中，肋條246具有關於薄膜層234之電阻器329的一熱對稱的設計或組態。特定地，如第12圖顯示，每個肋條246在兩個成對的兩對電阻器239及其等相關聯之發射腔242之間延伸。因而，每個電阻器239及其相關聯的發射腔242接近一單一肋條246。結果，任何由肋條246傳導到該等發射腔242內之該液體的熱量實質上沿著溝槽240在該液體及所有的該等發射腔間一致地散發。此一致的熱量散發否定或減少任何條帶效應，該等條帶效應可能由此等肋條246沿著溝槽240相對於電阻器239之該等發射腔不一致的定位所引起的熱量不一致分佈所導致。
如第12圖進一步顯示，電阻器239及其等相關聯的發射腔242沿著溝槽240互相偏移。為了適應此偏移，肋條246斜著穿過溝槽240且在溝槽240內延伸。在其它實施例中，肋條246可具有其它角度或可能垂直於溝槽240之軸線。雖然肋條246以在溝槽240上具有一大約50%的填充比率予以說明，但是在其它實施例中，肋條246可具有其他填充比率，其中肋條246具有其它寬度。
如第14圖顯示，在肋條246間的位置中，阻隔層236(塗底層304)伸入側壁310及312並沿著側壁310及312延伸。在此等位置，阻隔層236在側壁310、312之該等表面上面充當一防護塗布。因而，在溝槽240之貫穿及實現期間，側壁310及312受保護以免蝕刻或移除材料，不然可能會減少支撐薄膜層234之該板層的長度或削弱支撐層234的基板232之該層板。由阻隔層236之塗底層304提供之此防護塗布可使得侵蝕性較強的(及較快的)蝕刻或其它材料移除技術能夠予以使用。
孔口層238(也稱為一噴嘴層，噴嘴板或頂帽)包含具有多個孔口的一板或面板，該等孔口定義噴嘴開口248，該列印液體經由該等噴嘴開口248噴射出去。孔口板238在溝槽40及其等相關聯的發射電路或電阻器239對面形成、固定或牢固。如第13圖所示，孔口層238固定到阻隔層236。因而，肋條246額外地加固了孔口層238，減少了當膠膜自孔口層238被移除時去膠膜斷裂的發生。
在一實施例中，孔口板238包含由與形成阻隔層236之材料相同材料形成的一或多個層。在一實施例中，阻隔層236及孔口層238都由一聚合物形成。在一實施例中，層236及238可包含一環氧基光阻劑。因為該聚合物包含一環氧基光阻劑，所以阻隔層236與孔口層238之圖案化是容易的。在一特定實施例中，層236及238由SU-8形成，SU-8在商業上可自麻薩諸塞州牛頓的Micro Chem得到。在其它實施例中，層236及238可由其它材料形成。在另一實施例中，層238可由與層236不同的材料形成。例如，在其它實施例中，層238可由諸如一鎳/金層或板之金屬形成。
第15圖到第17圖根據第6圖到第11圖中所說明的該方法說明了用於形成列印頭224之該等步驟中的一些步驟。第15圖說明了一列印頭224在對應於第7圖中所示之該階段的形成。特定地，第15圖說明了在基板232上形成之薄膜層234。第15圖進一步說明了移除層234及基板232的部分以形成伸入到基板232內之一溝道102。
第16圖說明了一列印頭224在對應於第8A圖及第8B圖中所示之該階段的形成。特定地，第16圖說明塗底層304在其藉由光蝕刻法圖案化之後形成電阻器角色239周圍之發射腔242之一基底且還在溝道102內為肋條246形成一基底或基礎，且與該隨後的液體供給溝槽240之側壁310及312接觸。
第17圖說明了列印頭224在對應於第9A圖及第9B圖中所示之該階段的形成。特定地，第17圖說明在腔層306已藉由光蝕刻法圖案化以形成發射腔242及液體通道243之大部分高度後，腔層306的加入。雖然阻隔層236已被說明及描述為由兩層來形成，但是在其它实施例中，阻隔層236可由隨後所沉積或圖案化之一單一層或多於兩層來形成。
第18圖到第20圖說明列印頭424，關於第1圖到第5圖所顯示及描述之列印頭24之另一實施例。除了列印頭424包括阻隔層436而非阻隔層236之外，列印頭424與列印頭224(在第12圖到第14圖中顯示)相同。那些剩餘的元件是列印頭424中對應於與列印頭224中編號相同之元件的元件。
如第19圖所示，阻隔層436本身類似於阻隔層236，除了該阻隔層436包括一包括桁柱(truss)510之腔層508之外。桁柱510包含自塗底層304朝孔口層238延伸並與孔口層接觸之柱子及圓柱。桁柱510在以適當的光蝕刻遮罩使用光蝕刻法對腔層508之圖案化期間形成。該等桁柱510減少形成腔層508之該材料的量以最少化或減少具有多個列印頭424之晶圓的彎曲度(bow)。另外，桁柱510先前提供額外的液體流通路512以加強液體流。同時，桁柱510藉由透過把孔口層238連接到肋條246以繼續加固孔口層238來維持堅硬或堅固。
第21圖說明列印頭624，關於第1圖到第5圖所顯示及描述之列印頭24之另一實施例。除了列印頭624包括肋條646而非肋條246以外，列印頭624與列印頭224(在第12圖到第14圖中顯示)相同。列印頭624之與列印頭224之元件相對應的那些剩餘的元件獲相同地編號。
與肋條246一樣，肋條646伸入到液體供給溝槽240內並延伸穿過液體供給溝槽240。與肋條246一樣，肋條646接觸液體供給溝槽240之相對的側壁310及312(在第13圖中顯示)。與肋條246一樣，肋條646加強基板232且可由在第6圖到第11圖中顯示且在上面關於第6圖到第11圖所描述之大致方法或製程來形成。
與肋條246對比，肋條646穿過且在液體供給溝槽240內非線性地延伸。在所說明的例子中，每個肋條646具有在溝槽240之一中心上平行於溝槽240延伸之部分。肋條646之此類成梯狀的部分沿著溝槽240以相反方向成梯級。肋條646加強基板232之接近溝槽240之端部之部分。在其它實施例中，肋條646可具有穿過溝槽240之其它非線性組態。
雖然本揭露參考示範實施例已予以描述，但是本技藝中具有通常知識者將瞭解，可在形式及細節上做變化而不背離該主張的標的之精神及範圍。例如，雖然不同示範實施例可能已描述為包括提供一或多個優勢之一或多個特徵，但是要考量該等已描述的特徵可彼此互換或在該等已描述的示範實施例或其它可選擇的實施例中可選擇地與彼此結合。因為本揭露之該技術相對地複雜，所以在該技術中並不是所有的變化都是可預見的。本揭露參考該等示範實施例描述並在下面該等申請專利範圍中提出，顯然地打算盡可能的廣泛。例如，除非特定地另有說明，該等申請專利範圍列舉一單一特定的元件同樣包含多個此類特定的元件。
10．．．列印裝置
12．．．列印媒體
14．．．媒體供給
16．．．列印墨水匣
18．．．液體貯器
20．．．頭組件
22．．．可撓性電路
23．．．本體
24、224、424、624．．．列印頭、晶粒
25．．．蓋子
26．．．岬角
27．．．列印頭的側面
28．．．液體包含腔
30．．．黏合劑
31．．．接觸墊、電氣接觸、封裝材料
32、232．．．基板
34、234．．．薄膜層
36、236、436．．．阻隔層
38、238．．．孔口層、孔口板
39、239．．．電阻器
40、240．．．溝槽、液體供給溝槽
42、242．．．發射腔
46．．．肋條、供給溝槽
48、248．．．開口、噴嘴
100．．．上表面
102、116．．．溝道
104．．．第一層
106．．．第二層
112．．．表面
114．．．側面
120．．．肋條
243．．．液體通道
246、646．．．肋條
304．．．塗底層
306、508．．．腔層
310、312．．．側壁
510．．．桁柱
512．．．液體流通道
D．．．深度
第1圖根據一示範實施例是一印表機之一前視圖。
第2圖根據一示範實施例是第1圖之該印表機之列印墨水匣之一分解的底部透視圖。
第3圖根據一示範實施例是第2圖之該墨水匣之沿著線3--3之一截面圖。
第4圖根據一示範實施例是第2圖之該墨水匣之沿著線4--4之一截面圖。
第5圖根據一示範實施例是第2圖之該墨水匣之列印頭之一分解的透視圖。
第6、7、8A、8B、9A、9B、10A、10B、11A、11B圖根據一示範實施例是說明第2圖之該列印頭之形成的截面圖。
第12圖根據一示範實施例是第5圖之該列印頭之另一實施例之一頂部平面圖。
第13圖根據一示範實施例是第12圖之該列印頭之沿著線13--13之一截面圖。
第14圖根據一示範實施例是第12圖之該列印頭之沿著線14--14之一截面圖。
第15圖根據一示範實施例是說明第12圖之該列印頭形成之一第一階段之一透視圖。
第16圖根據一示範實施例是說明第12圖之該列印頭形成之一第二階段之一透視圖。
第17圖根據一示範實施例是說明第12圖之該列印頭形成之一第三階段之一透視圖。
第18圖根據一示範實施例是第5圖之該列印頭之另一實施例之一頂部平面圖。
第19圖根據一示範實施例是第18圖之該列印頭之沿著線19--19之一截面圖。
第20圖根據一示範實施例是第18圖之該列印頭之沿著線20--20之一截面圖。
第21圖根據一示範實施例是第5圖之該列印頭之另一實施例之一頂部平面圖。
16．．．列印墨水匣
18．．．液體貯器
23．．．本體
26．．．岬角
27．．．列印頭的側面
28．．．液體包含腔
30．．．黏合劑
32．．．基板
34．．．薄膜層
36．．．阻隔層
38．．．孔口層、孔口板
39．．．電阻器
40．．．溝槽
42．．．發射腔
46．．．供給溝槽、肋條
48．．．開口、噴嘴

Claims (20)

  1. 一種列印頭，其包含：一基板，其包括具有相對的側壁之一液體供給溝槽；及在該基板上的一第一層，其至少部分地形成液體發射腔，該層形成與該等相對的側壁中的每一個側壁相接觸並在該液體供給溝槽內自該等側壁之一第一側壁延伸到該等側壁之一第二側壁之肋條。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該第一層包含一環氧基光阻劑。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之列印頭，其中該第一層包含SU-8光阻劑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其進一步包含：一第二層，其與該等肋條隔開；及桁柱，其等在該等肋條與該第二層間延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該層延伸到該液體供給溝槽內至少大約10μ的一深度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該層延伸到該液體供給溝槽內至少大約20μ的一深度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該層延伸到該液體供給溝槽內至少大約40μ的一深度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該等發射腔中的每一個發射腔接近該等肋條中之一單一肋條。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該等肋條只 穿過且在該供給溝槽內延伸。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該等液體發射腔包括在該液體供給溝槽之一第一側上之一第一組發射腔及在該液體供給溝槽之一第二相對側上之一第二組發射腔，該第二組發射腔以沿著該液體供給溝槽的一方向與該第一組發射腔偏移，其中該等肋條只穿過且在該液體供給溝槽內延伸。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其進一步包含在該等發射腔上之一孔口層，在該等發射腔該孔口層連接到該等肋條並與該等肋條接觸。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之列印頭，其中該第一層及該孔口層係由同一材料形成。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之列印頭，其中該第一層及該孔口層係由一環氧基光阻劑材料形成。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該第一層包含一光阻劑材料且其中該列印頭進一步包含形成電氣地連接到鄰近該等發射腔之電阻器之電晶體的薄膜層。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之列印頭，其中該第一層具有一至少大約2.5μ的厚度且鋪設在該等薄膜層上。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之列印頭，其中該等肋條在該液體供給溝槽內非線性地延伸穿過該液體供給溝槽。
  17. 一種方法，其包含下列步驟：在一基板上形成一第一層，該第一層至少部分地形成該基板上之液體發射腔，及與一液體供給溝槽之相對 的側壁相接觸同時在該液體供給溝槽內自一第一側壁延伸到一第二相對側壁之肋條。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其進一步包含：形成一第一溝道於該基板之一第一側內；在該第一溝道內形成該第一層；及移除在該第一溝道與該基板之一第二相對側間的該基板的部分以形成穿過該基板的一溝槽，其中該第一層之部分形成穿過且在一液體供給溝槽內延伸之該等肋條。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該等肋條成斜對角地穿過該液體供給溝槽而延伸。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該第一層延伸到該液體供給溝槽內至少大約10μ的一深度。
TW98114382A 2008-05-06 2009-04-30 列印頭供給溝槽肋條 TWI468298B (zh)

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