TWI472439B

TWI472439B - 噴墨頭結構

Info

Publication number: TWI472439B
Application number: TW101131044A
Authority: TW
Inventors: Hsien Chung Tai; Jui Yuan Chu
Original assignee: Microjet Technology Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2015-02-11
Also published as: TW201408496A

Description

噴墨頭結構

本案係關於一種噴墨頭結構，尤指一種可阻隔及防止滲墨之噴墨頭結構。

隨著噴墨技術的進步，噴墨技術不再只是應用在傳統列印市場上，近年更應用於平面顯示器以及半導體產業的製程技術中。然而，噴墨技術的廣泛應用與發展，更增添了噴墨列印裝置及其噴墨頭結構的重要性，由以噴墨頭結構而言，如何在噴墨列印作業中使得噴墨列印品質穩定、在不進行噴墨列印時也不會產生漏墨的情形、或是如何延長噴墨頭結構的使用壽命，實為現今噴墨技術所著重的研究課題之一。

一般來說，習知噴墨頭結構主要係由多層結構組合而成，如第1A及1B圖所示，其中，噴墨頭結構1主要由噴墨頭電路板(Printhead IC)10上堆疊墨水流道層(Ink Channel Barrier)11及噴孔板(Nozzle Plate)12而構成；且如第1A圖所示，在其多層堆疊的噴墨頭結構1中，係可構成複數個流道(Channel)15及連通於複數個流道15之狹長之墨水溝槽(Ink Slot)16，以及，噴墨頭10a(如第1B圖所示)係設置於噴墨頭電路板10上，且其與噴孔板12上之對應位置係具有噴孔12a(如第1B圖所示)，藉以由噴孔12a 進行噴墨作業。

當噴墨頭結構1於封裝時，係將噴墨頭電路板10上的訊號傳輸墊片(I/O Pad)13與軟性印刷電路板薄膜(FPC film)18(如第1B圖所示)之內引腳(Inner Lead)14以焊接的方式進行連結，如此使得噴墨列印裝置可透過軟性印刷電路板薄膜18上的電路而與噴墨頭電路板10電連接，藉此以傳遞相關之驅動訊號，進而趨動噴墨頭結構1進行噴墨列印作業。

其中，訊號傳輸墊片13與內引腳14於焊接後通常會使用UV膠或Epoxy膠來進行封膠保護。在此以使用UV膠進行封膠為例進行說明，其封膠過程主要為先將UV膠灌入填充工具(未圖示)，例如：針筒，內再架設於一作業機具(未圖示)，例如：3軸點膠機(CNC)機台，上，經啟動作業後，該作業機具將填充工具依指定路徑行進同時以螺桿或氣壓之方式將該填充工具內的UV膠推出填充工具外以塗佈於適當範圍中，最後，再使用UV燈對該塗膠區域進行照射以固化封膠，使得訊號傳輸墊片13與內引腳14之焊接區域可形成如第1A圖所示之封膠層(UV Seal)17。一般來說，此封膠層17的範圍及高度需符合嚴格的品保規範，因此，包含作業機具的穩定性、點膠位置、路徑或膠量設定、及UV膠特性等條件皆需全盤考量，以符合前述之品保規範。

然而，習知的噴墨頭結構在封膠製程後仍然具有部分問題，舉例來說，如第1B圖所示，其係為第1A圖之A-A’剖面結構示意圖，如圖所示，雖然封膠層17覆蓋內引腳14的範圍看似已經夠大，但該封膠層17與噴孔板12之間的界面偶爾仍會產生空隙，或者是在封膠作業完成後雖沒有產生空隙，但是在上機使用時，卻因噴墨列印裝置之噴墨頭清潔結構(未圖示)，例如：刮板，持續進行清潔噴墨頭10a的動作而破壞封膠層與噴孔板之間的界面而產生空隙。一旦在封膠層17與噴孔板12之間的界面產生空隙，墨水就有機會沿著這個界面滲進內引腳14及訊號傳輸墊片13處，且此墨水滲入的情況會影響噴墨效果，或是造成短路或腐蝕之情形，甚至於導致噴墨頭結構1受損。

再者，如果前述的封膠製程不穩定，除了可能與附著面的接著狀況不佳外，若是膠量過多的話，也可能會產生超出預期位置的情形。另一方面，為了避免漏墨或是墨水蒸發的情況，於另一些習知噴墨頭結構1中，亦會如同第1C圖所示，在使用該噴墨頭結構1之前，以低黏性的藍色膠帶(Blue Tape)19等來貼住所有噴孔12a，藉由將噴墨頭10a的噴孔12a封住的方式，以防止其產生漏墨或是墨水蒸發的問題。然而，當封膠層17太靠近噴孔12a的話，且藍色膠帶19又必須有足夠的延伸量來確保覆蓋噴孔12a時，則藍色膠帶19便會產生如第1C圖所示的爬坡情形，使得藍色膠帶19與噴孔12a之間無法確實密封，因而產生空隙而又會導致漏墨的情形。

因此，如何發展一種噴墨頭結構，以改善習知技術之噴墨頭結構因封膠層與噴孔板之間的界面產生空隙，而會導致漏墨或是墨水蒸發的情形，以及習知噴墨頭結構因藍色膠帶與噴孔之間無法確實密封，因而產生空隙而導致漏墨，進而影響噴墨效果、甚至於可能造成噴墨頭結構受損等問題，實為目前迫切需要解決之課題。

本案之一主要目的在於提供一種噴墨頭結構，係利用在噴孔板上設置複數個墨水阻隔結構，藉以解決習知技術中因封膠層與噴孔板之間的界面產生空隙，而會導致漏墨或是墨水蒸發的情形。

本案之另一目的在於提供一種噴墨頭結構，其利用在噴孔板上設置複數個封膠阻隔結構，藉以解決習知技術中因封膠量過多導致膠帶產生爬坡情形，使得膠帶與與噴孔之間無法確實密封，因而產生空隙而又會導致漏墨的情形。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種噴墨頭結構，包含：噴墨頭電路板，具有至少一噴墨頭及複數個訊號傳輸墊片；噴孔板，設置於噴墨頭電路板上，設有至少一噴孔對應至少一噴墨頭，且具有複數個墨水阻隔結構；以及軟性印刷電路板薄膜，具有連接於噴墨頭電路板之複數個內引腳；其中，複數個訊號傳輸墊片係與複數個內引腳相互焊接，用封膠填充於複數個墨水阻隔結構中，以構成縱向阻隔，並覆蓋於焊接處以構成封膠層，俾阻隔並防止墨水自至少一噴孔滲漏至複數個訊號傳輸墊片及複數個內引腳處。

1、2、3‧‧‧噴墨頭結構

10、20、30‧‧‧噴墨頭電路板

10a、20a、30a‧‧‧噴墨頭

11、21、31‧‧‧墨水流道層

12、22、32‧‧‧噴孔板

12a、22a、32a‧‧‧噴孔

13、23、33‧‧‧訊號傳輸墊片

14、24、34‧‧‧內引腳

15‧‧‧流道

16‧‧‧墨水溝槽

17、27、37‧‧‧封膠層

18、28、38‧‧‧軟性印刷電路板薄膜

19‧‧‧藍色膠帶

25‧‧‧墨水阻隔結構

35‧‧‧第一墨水阻隔結構

38a‧‧‧第二墨水阻隔結構

26、36‧‧‧封膠阻隔結構

29、39‧‧‧膠帶

Wi‧‧‧墨水阻隔結構之寬度

Wu‧‧‧封膠阻隔結構之寬度

第1A圖係為習知噴墨頭結構於封裝後之正面局部俯視圖。

第1B圖係為第1A圖之A-A’剖面示意圖。

第1C圖係為另一習知噴墨頭結構之A-A’剖面示意圖。

第2A圖係為本案第一較佳實施例之噴墨頭結構之正面局部俯視圖。

第2B圖係為第2A圖之B-B'剖面視圖。

第3圖係為本案第一較佳實施例之噴墨頭結構之封膠阻隔結構之封膠阻隔說明圖。

第4A圖係為本案第二較佳實施例之噴墨頭結構之正面局部俯視圖及其C-C'剖面視圖。

第4B圖係為第4A圖之C-C'剖面視圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請同時參閱第2A及2B圖，其分別為本案第一較佳實施例之噴墨頭結構之正面局部俯視圖及其B-B'剖面視圖。本案之噴墨頭結構係適用於一噴墨列印裝置(未圖式)，且如第2A及第2B圖所示，本案之噴墨頭結構2主要包含噴墨頭電路板20、墨水流道層21、複數個訊號傳輸墊片23、噴孔板22以及軟性印刷電路板薄膜28，其中噴墨頭電路板20具有至少一噴墨頭20a，墨水流道層21設置於噴墨頭電路板20之上，複數個訊號傳輸墊片23係與墨水流道層21相連接，且設置於噴墨頭電路板20之上，噴孔板22設置於墨水流道層21上，其與該至少一噴墨頭20a對應之位置係具有至少一噴孔22a，且其鄰近於複數個訊號傳輸墊片23之處係具有複數個墨水阻隔結構25，以及軟性印刷電路板薄膜28具有連接於噴墨頭電路板之複數個內引腳24，其中，複數個訊號傳輸墊片23係與複數個內引腳24相互焊接，且一封膠，例如：UV膠，但不以此為限，填充於該複數個墨水阻隔結構25中，以構成一縱向阻隔，並完整覆蓋於該焊接處以構成封膠層27，俾阻隔並防止墨水自該至少一噴孔22a滲漏至複數個訊號傳輸墊片23及複數個內引腳24處。

請續參閱第2A圖，如圖所示，該複數個墨水阻隔結構25係設置於鄰近於複數個訊號傳輸墊片23之一側，且以本實施例為例，該複數個墨水阻隔結構25係可為但不限為溝槽結構，且於一些實施例中，其寬度Wi(如第2B圖所示)係介於50~100um為較佳，其主要係因UV膠的黏性極高，因而當以UV膠作為封膠填充於該複數個墨水阻隔結構25內時，若溝槽的寬度較大，則可使UV膠盡可能地填滿其溝槽，並與溝槽之底層產生一良好地抓地力。

又如第2A圖所示，以本實施例為例，該複數個墨水阻隔結構25係呈兩列、且彼此交錯之方式排列設置，以此方式之設置係可增加墨水縱向之阻擋功效，當然，於另一些實施例中，該墨水阻隔結構25亦可為一整排連貫之溝槽，並不以此為限，然此實施方式有可能會導致噴孔板22的結構變得較脆弱，故在考慮結構強度或是阻隔墨水之效能等條件下，墨水阻隔結構25的設置方式係可依實際施作情形而任施變化，並不以前述方式為限。甚至於，於另一些實施例中，將該複數個墨水阻隔結構25設置為複數個凸起結構，亦可達到阻隔墨水滲流之目的。

請參閱第2B圖，如圖所示，於本實施例中，該複數個墨水阻隔結構25係完全穿越該噴孔板22而設置，故當封膠層27範圍完全涵蓋該複數個墨水阻隔結構25的溝槽時，封膠便會填進溝槽內部而形成一道縱向的阻隔牆(如第2B圖所示之框起處)，如此一來，若封膠層27與噴孔板22的界面間有縫隙而讓墨水滲入時，便會被此縱向阻隔牆所擋住，使得墨水不易滲流至該複數個訊號傳輸墊片23及內引腳24處。當然，其複數個墨水阻隔結構25的溝槽設置方式並不以此為限，其亦可部分穿越該噴孔板22，或甚至於向下穿越至該墨水流道層21(如第4B圖所示)，其設置方式係可依照實際施作情形而任施變化，並不以此為限。

請同時參閱第2A及第2B圖，於一些實施例中，該噴孔板22更具有複數個封膠阻隔結構26，且該複數個封膠阻隔結構26係設置於該至少一噴孔22a及該複數個墨水阻隔結構25之間，其中該複數個封膠阻隔結構26係可為但不限為複數個溝槽結構，且該複數個溝槽之寬度Wu係介於10~30um為較佳。當然，於另一些實施例中，該複數個封膠阻隔結構26亦可為凸起結構，其型態可依照實際施作情形而任施變化，並不以此為限。

以本實施例為例，該複數個封膠阻隔結構26亦呈兩列、且彼此交錯之方式排列設置，但不以此為限，於另一些實施例中，其亦可僅設置一列，只要能阻擋封膠跨越，其排列方式係可進行調整。此外，與前述之複數個墨水阻隔結構25相仿，封膠阻隔結構26的溝槽係可為完整穿越、部分穿越該噴孔板22，其穿越設置方式亦不以此為限。

以及，於一些實施例中，噴墨頭結構2更可包含一膠帶29(如第2B圖所示)，且該膠帶29係水平貼附於噴孔板22之至少一噴孔22a上，且因封膠層27係因封膠阻隔結構26之阻隔，使得其封膠範圍受到一定的限制，故其封膠範圍不會延長至至膠帶29貼附處，俾可確保膠帶29的完整密封，並使噴墨頭結構2於未使用時，不會產生漏墨或是墨水蒸發之情形。

請參閱第3圖，其係為本案第一較佳實施例之噴墨頭結構之封膠阻隔結構之封膠阻隔說明圖。如圖所示，首先，當時間為t a，封膠在噴孔板22的表面上依箭頭方向流動時，其封膠前端之角度係為θ a、而流動速度為Va，但在時間為t b時，封膠的前端開始碰到封膠阻隔結構26的溝槽邊緣，同時由於該封膠的黏滯性的因素，將使得其前端的接觸角變大成θ b、速度變慢成Vb，等到時間為t c時，其前端之接觸角θ c甚至可以大到超過90°、速度Vc則變得更慢而幾乎停滯。利用這種特性，當封膠於流動過程中碰到噴孔板22表面的溝槽結構時會突然停頓，於此時對其進行固化，則可使封膠前端定型於封膠阻隔結構26的溝槽邊緣，進而以達到阻隔封膠之功效。

請參閱第4A及第4B圖，其分別為本案第二較佳實施例之噴墨頭結構之正面局部俯視圖及其C-C'剖面視圖。如圖所示，本案之噴墨頭結構3主要由噴墨頭電路板30、墨水流道層31、複數個訊號傳輸墊片33、噴孔板32以及軟性印刷電路板薄膜38所構成，其所具有之至少一噴墨頭30a、至少一噴孔32a、複數個第一墨水阻隔結構35、複數個封膠阻隔結構36及複數個內引腳34等結構及設置方式大致上與前述實施例相仿，故不再贅述。惟於本實施例中，在軟性印刷電路板薄膜38上更具有複數個第二墨水阻隔結構38a，該複數個第二墨水阻隔結構38a係與噴孔板32上的第一墨水阻隔結構35結構上大致相同，同樣可為但不限為溝槽結構、或為凸起結構，且複數個第二墨水阻隔結構38a亦呈兩列、且彼此交錯之方式排列設置，但不以此為限。此外，於本實施例中，該軟性印刷電路板薄膜38上的複數個第二墨水阻隔結構38a更環繞於該軟性印刷電路板薄膜38之一端而設置，且其大致上呈ㄇ字型排列設置，其主要原因是避免墨水自軟性印刷電路板薄膜38入侵，尤其因該軟性印刷電路板薄膜38具有可撓性，易因不當拉扯或是折彎動作而使得原本緊黏的封膠脫離，因此，若於封膠三側周圍設置該複數個第二墨水阻隔結構38a，則可進一步有效防止墨水由此側入侵，至於設置在軟性印刷電路板薄膜38上的複數個內引腳34在設置上則需適度繞開該複數個第二墨水阻隔結構38a。

除此之外，此實施例與前述實施例尚具有另一差異處，即如第4B圖所示，即其噴孔板32上的第一墨水阻隔結構35係向下穿越該墨水流道層31，但不以此為限，意即該第一墨水阻隔結構35之底部係接觸於該噴墨頭電路板30，如此一來，當進行封膠作業時，封膠填入第一墨水阻隔結構35內時，將深入抓黏噴墨頭電路板30，藉此以防止噴孔板32與墨水流道層31、或是墨水流道層31與噴墨頭電路板30之間因接著狀況不佳而有墨水內滲情形，進而可更徹底的阻隔墨水滲入。

綜上所述，本發明所提供之噴墨頭結構係利用在噴孔板上設置複數個墨水阻隔結構，藉以解決習知技術易於封膠層及噴孔板之間的界面產生滲墨之情形，此外，更透過在噴孔板上設置複數個封膠阻隔結構，以進一步限制封膠範圍，使得膠帶可完整貼附於噴孔上，更可進一步避免墨水滲漏及蒸發之情形，故本發明之噴墨頭結構僅以結構簡單之墨水阻隔結構及封膠阻隔結構之溝槽設計來增加保護效果，並可將延伸使用於各種界面，以阻止墨水由可能的路徑滲入；此外，這些墨水阻隔結構及封膠阻隔結構之溝槽結構還可以限制封膠範圍，使其產生平整或特殊形狀，保持生產時的均一性，以彌補製造設備或材料特性不穩定的缺點。因此，本案之噴墨頭結構極具產業利用價值，爰依法提出申請。

縱使本發明已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

2‧‧‧噴墨頭結構

20‧‧‧噴墨頭電路板

20a‧‧‧噴墨頭

21‧‧‧墨水流道層

22‧‧‧噴孔板

22a‧‧‧噴孔

23‧‧‧訊號傳輸墊片

24‧‧‧內引腳

25‧‧‧墨水阻隔結構

26‧‧‧封膠阻隔結構

27‧‧‧封膠層

28‧‧‧軟性印刷電路板薄膜

29‧‧‧膠帶

Wi‧‧‧墨水阻隔結構之寬度

Wu‧‧‧封膠阻隔結構之寬度

Claims

一種噴墨頭結構，包含：一噴墨頭電路板，具有至少一噴墨頭及複數個訊號傳輸墊片；一噴孔板，設置於該噴墨頭電路板上，設有至少一噴孔對應該至少一噴墨頭，且具有複數個墨水阻隔結構及複數個封膠阻隔結構，且該複數個封膠阻隔結構係設置於該至少一噴孔及該複數個墨水阻隔結構之間；以及一軟性印刷電路板薄膜，具有連接於該噴墨頭電路板之複數個內引腳；其中，該複數個訊號傳輸墊片與該複數個內引腳相互焊接，以封膠填充於該複數個墨水阻隔結構中，構成一縱向阻隔，並覆蓋於該焊接處以構成一封膠層，使阻隔並防止墨水自該至少一噴孔滲漏至該複數個訊號傳輸墊片及該複數個內引腳處。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨頭結構，其中該複數個墨水阻隔結構係為複數個溝槽結構，且該複數個溝槽之寬度係介於50~100um。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨頭結構，其中該複數個墨水阻隔結構係呈兩列、且彼此交錯之方式排列設置。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨頭結構，其中該複數個墨水阻隔結構係為複數個凸起結構。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨頭結構，其中複數個封膠阻隔結構係為複數個溝槽結構，且該複數個溝槽之寬度係介於10~30um。
如申請專利範圍第5項所述之噴墨頭結構，其中該複數個封膠阻隔結構係呈兩列、且彼此交錯之方式排列設置。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨頭結構，其中該軟性印刷電路板薄膜更具有複數個第二墨水阻隔結構，且該複數個第二墨水阻隔結構係呈兩列、且彼此交錯之方式排列設置。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨頭結構，其中該噴墨頭結構更具有一墨水流道層，其設置於該噴墨頭電路板與該噴孔板之間。