TWI749609B - 流體裝置、流體噴射裝置及形成流體晶粒的方法 - Google Patents
流體裝置、流體噴射裝置及形成流體晶粒的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI749609B TWI749609B TW109121384A TW109121384A TWI749609B TW I749609 B TWI749609 B TW I749609B TW 109121384 A TW109121384 A TW 109121384A TW 109121384 A TW109121384 A TW 109121384A TW I749609 B TWI749609 B TW I749609B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- fluid
- molded
- channels
- fan
- channel
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 375
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 63
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 33
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 19
- 229920006336 epoxy molding compound Polymers 0.000 claims description 18
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 11
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 34
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- GCKMFJBGXUYNAG-HLXURNFRSA-N Methyltestosterone Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@](C)(O)[C@@]1(C)CC2 GCKMFJBGXUYNAG-HLXURNFRSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003522 acrylic cement Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000031070 response to heat Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229940085503 testred Drugs 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14145—Structure of the manifold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14024—Assembling head parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14072—Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
- B41J2/1603—Production of bubble jet print heads of the front shooter type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1637—Manufacturing processes molding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1637—Manufacturing processes molding
- B41J2/1639—Manufacturing processes molding sacrificial molding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1643—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by plating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/12—Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
一種示範性流體裝置也許包含一流體晶粒、一單一的模製結構以及一流體扇出結構。該單一的模製結構也許包含熱電跡線及流體通道並且也許係耦合至該流體晶粒。該等流體通道之一第一尺寸係介於十微米至二百微米之間,或更小。該流體扇出結構也許亦係與該模製結構耦合。該流體晶粒、該模製結構、以及該流體扇出結構也許係經布置,以使得該等流體通道之一第一流體通道係於一第一末端處與該流體晶粒之一孔口流體連通並在一第二末端處到達該流體扇出結構之一流體扇出流體通道通孔。
Description
本發明係有關於具有通道之模製結構。
有時,裝置,諸如半導體裝置,也許係附裝至模製結構。該模製結構也許具有通孔或通道,流體及氣體(除了別的之外)也許行進通過該等通孔或通道。存在複數之用於產生具有通孔或通道的模製結構的製程。例如,增層製程,諸如在乾膜上的微影術,也許係用以產生具有通孔或通道的模製結構。基材接合及/或焊接也許亦用以產生具有通孔或通道的模製結構。
依據本發明之一具體實施例,係特地提出一種流體裝置,其包含:一流體晶粒;一單一的模製結構,其包含電跡線及流體通道,該模製結構與該流體晶粒耦合,其中該等流體通道之一第一尺寸係介於十微米至二百微米之間,或更小;以及一流體扇出結構,其與該模製結構耦合;該流體晶粒、該模製結構、以及該流體扇出結構係經布置,以使得該等流體通道之一第一流體通道係於一第一末端處與該流體晶粒之一孔口流體連通並在一第二末端處到達該流體扇出結構之一扇出流體通孔。
100,200,300,800:裝置
102,202,302,402,602,802:模製結構
104,204,304,804:流體晶粒
106,306:熱電跡線
108,208,308,408,608,808:通道
110:電接點
112,212,312,312a,312b:孔口
150,250,850:流體扇出結構
152,252,852:扇出流體通孔
216,316,816:噴嘴
254,354,354a,354b,454,854:流體進給槽縫
256,356:黏著劑層
310:熱電接點
315:噴射室
318a,318b,818:再循環通道
320:再循環組件
414:分開結構
500,700:方法
505,510,515,705,710,715,720,725,730,735,740:步驟
622,822:犧牲跡線
624:結構
626,826:模製化合物
628,834:去除部分
830:支持層
832:光阻劑層
836a,836b:表面
A,B,C:再循環路徑
D1-D5:通道尺寸
D6:噴嘴至噴嘴的間距
D7-D8:模製結構尺寸
D9-D10:流體進給槽縫尺寸
θ:角度
以下將參考該等下列圖式說明不同實例。
圖1A及1B係為示範性裝置之圖解,其包含一具有通道之模製結構;圖2係為一示範性裝置的一圖解,其具有具通道之一模製結構;圖3A及3B顯示一示範性裝置,其包含一具有通道之模製結構以及一具有再循環通道之流體晶粒;圖4A-4E顯示一示範性模製結構的複數之透視圖;圖5係為一流程圖,圖解形成具有通道之模製結構的一示範性方法;圖6A-6D顯示一示範性模製結構的橫截面,其圖解於其之製作上的不同階段;圖7係為一流程圖,圖解形成一模製結構的一示範性方法;以及圖8A-8G顯示一示範性模製結構在製作上的不同階段處的橫截面。
於該下列該詳細說明中參考伴隨圖式,其形成詳細說明的一部分,其中相似的代表符號在全文中也許標示相似的部分,其係為相應的及/或類似的。應察知的是該等圖式並不必要地按比例繪製,諸如為了圖解的簡單性及/或清晰性。
就流體裝置而言,諸如列印流體噴射裝置,該等裝置之部分也許係附裝至支持組件。該等支持組件也許提供流體通道,以使列印流體能夠流動至該等流體噴射裝置之流體噴射晶粒。於一些例子中,該等支持組件也許係由模製化合物與結構(於本文中稱為模製裝置或模製結構)組成。
除了從支持組件接收流體之外,該等流體噴射晶粒也許從該等列印流體噴射裝置的其他組件接收電信號。例如,用於控制列印流體之噴射的電信號,諸如為電流脈衝的形式,也許係經由讓該等流體晶粒與該等列印流體噴射裝置之一控制器之間能夠電連接的導線或跡線傳輸至該等流體噴射晶粒。
再者,於一些實作中,諸如熱量形式的熱能也許經由熱傳導組件及/或流體被引導離開該等流體噴射晶粒。例如,該等流體噴射晶粒也許使用將熱量施加到小容積的列印流體上,以產生氣泡並排出受控制的列印流體液滴。熱量之施加,諸如藉由通過電阻元件的電流脈衝,也許,於一些例子中,致使熱能建構在該流體噴射晶粒中。該等熱傳導組件也許因此係用以運載該產生的熱能離開該等流體噴射晶粒。
有時,使電信號及熱能二者能夠傳播的該等組件也許具有相似的特性,諸如係為金屬或準金屬。因此,為了簡單性,本說明將電氣傳導及/或熱傳導組件稱為熱電(thermo-electric或thermo-electrically)傳導跡線。
於一些例子中,除了嵌入的熱電跡線之外,該等模製組件也許包括通道,槽縫及/或通孔。通道係關於一模製組件內的空隙,流體、氣體、電磁輻射(EMR)(例如,可見光)及相似物也許傳播通過該等空隙。通孔係關於通道,其在一模製支持結構的一(或更多)表面處具有獨立的開口,並且流體也許流動通過。槽縫係關於通過的通道其在該模製支持結構的一表面處具有一個開口,但非必然地為二個。例如,一槽縫也許通向一流體通道,該流體通道也許通向另一槽縫及/或一通孔。為了簡單性,根據上下文,本揭示內容在一般意義上使用術語「通道」,其也許亦關於一通孔或一槽縫。
為了圖解如何將該一具有流體通道的示範性模製裝置連同一流體晶粒使用,討論一噴墨列印裝置的實例(例如,用於分配列印流體,諸如顏料或製劑,經由實例),而無限制性。為了清晰,儘管具有通道的模製裝置的概念也許應用於噴墨列印裝置,但應該察知的是其也許與其他的情境有關,諸如與用於生醫應用的微流體裝置,諸如用於感測或傳輸EMR的光學傳播裝置,以及氣體感測裝置,經由實例。
因此,就一示範性噴墨列印裝置而言,一流體噴射裝置(例如,列
印頭)也許係用以將列印流體(例如,墨水、顏料、製劑)分配在一基材上。該流體噴射裝置也許包括具有一流體噴射噴嘴之陣列的一流體晶粒,通過該流體噴射噴嘴陣列的列印流體液滴係被朝向一基材噴射。該流體晶粒也許係附裝至具有通道的一模製裝置(例如,內插物(chiclet)),列印流體也許流動通過該通道,諸如朝向及/或遠離該流體晶粒。就其本身而論,該模製裝置也許連同該流體晶粒操作以使能夠噴射列印流體,諸如藉由將流體輸送至該流體晶粒,使流體再循環(例如,以減少色料積聚),為該流體晶粒提供熱保護(例如,諸如在流體晶粒響應於通過電阻元件的電流脈衝以產生熱量而噴射流體的例子中,將熱量從該流體晶粒帶走),經由實例。
察看另一圖解性實例,在微流體的該空間中,一微流體晶粒(例如,一流體晶粒)也許係附裝至一由模製化合物構成並具有通道的支持組件。於此例子中,該等通道也許係用以將流體及固體(例如,血液、血漿等)引導朝向該微流體晶粒之期望的部分。
於該等與其他的例子中,也許期望減小裝置尺寸。例如,較小的生物醫學裝置也許係為所期望的,因而使多個測試設備能夠內含在一小的晶粒上。較小的裝置也許亦使能夠使用較小的流體體積進行生物醫學測試。並且較小的裝置也許亦降低總體成本,諸如藉由使能夠由一晶圓生產更多數量的晶粒。當然,也許具有複數之其他原因以試圖減小一流體裝置之尺寸。
減小流體裝置尺寸的推動力的一方面也許係減小模製組件內的通道尺寸。例如,儘管也許可能使用半導體製程以實現大約20奈米(以及更小)的節點尺寸,但是使用傳統的增層(build-up)製作及/或機械加工製程在模製化合物內實現相應尺寸的通道也許呈現複雜性與挑戰。事實上,即使在數十或數百微米(μm)的範圍,於模製組件中形成通道也許係為挑戰的及/或昂貴的。例如,目前也許無法在一模製組件內進行機械加工大約五微米至五百微米的通道。
回到噴墨噴射裝置之該實例,也許期望增加流體噴射噴嘴密度。但也許是連接至一流體晶粒的一模製組件內的流體通道尺寸也許限制了可能的噴嘴密度。例如,也許期望在一模製組件內具有大約五微米至五百微米的通道,經由實例。
考慮到前述者,本說明提出了一種能夠產生具有大約數十至數百微米之通道的裝置與組件的製程。
於一實作中,例如,也許藉由使用犧牲材料來實現該等通道尺寸,在犧牲材料上(on)或上方(over)沈積模製材料。接著也許去除該犧牲材料(例如,蝕刻去除)以在該模製結構內留下該等期望的尺寸之通道。於是,例如,也許係於一模製組件內形成大約數十至數百微米的通道。於一些例子中,也許能夠使用一犧牲材料以實現小於十微米的通道。
於一些例子中,此用於在一模製組件內產生通道的作法也許亦容許於該模製組件內產生其他的結構。例如,除了熱電跡線之外,也許使用犧牲材料之內嵌跡線,並且二者也許係囊封在一模製化合物內。也許去除該犧牲材料(例如,蝕刻去除)而同時留下該等熱電跡線(例如,在去除該犧牲材料時,藉由使用一光阻劑層保護該等熱電跡線)。於是,該所得的模製裝置也許係適合用於流體(經由通道)以及熱能及/或電信號(經由該等電跡線;於一些例子中,該熱能也許亦經由通道傳播)之傳播。
應為顯而易見的是,該一作法對於產生具有期望的尺寸之通道的模製組件也許係為所期望的。
圖1A圖解一示範性裝置100,其也許包括一模製結構102,該模製結構具有介於十微米與兩百微米之間或更小的通道108,經由實例。用於產生該尺寸之通道的製程將於下文中進一步討論,並且將為顯而易見的是本說明及專利範圍(除非明確地放棄)考量了其他尺寸(例如,小於十微米,大於兩百微米等)
的模製裝置。
圖1A亦圖解附裝至該模製結構102的一示範性流體晶粒104。於一實例中,模製結構102藉經由通道108及孔口112將列印流體運載至流體晶粒104及/或從流體晶粒104運載列印流體,以使能夠噴射列印流體。例如,孔口也許與流體進給槽縫相對應,其將流體朝向該流體晶粒之噴射室運載及/或從之運載離開。再者,於一些例子中,該模製內插物也許亦運載熱電信號(例如,經由電跡線106及電接點110及/或經由通道108),因而使能夠啟動噴射裝置(例如,在熱噴墨裝置的例子中的電阻器,或在壓電噴墨裝置的例子中的壓電薄膜,等等)及/或將熱能運載離開該流體晶粒之該噴射室。藉由使用通道108以散逸熱能的圖解,流體也許流動過通道108,該等流體也許將熱能從流體晶粒之一部分引拉離開而至該流體晶粒之一第二部分。
就生物醫學微流體裝置而言,流體晶粒104也許對應於一微流體晶粒,並且模製結構102也許對應於一模製支持組件,流體也許流動通過該支持組件流至該微流體晶粒及/或自該微流體晶粒流出。與用於噴射列印流體的該流體晶粒的例子相似,此實例中的該模製裝置也許部分地由於模製結構102內的該等通道(例如,通道108)而能夠操作該生物醫學微流體晶粒。應察知的是該等流體晶粒也許係用於複數之其他的例子中,諸如具發光二極體(LED)並且電信號及/或EMR也許傳播通過的模製裝置支持晶片(chip);模製裝置支持感測器裝置,電信號、氣體及/或液體也許傳播通過該感測器裝置以供藉由該等感測器裝置感測,等等。
模製結構102也許係由具有一低熱膨脹係數(低CTE)的材料組成。示範性材料包括(但不限於)環氧模製化合物(EMC)及熱塑性材料(例如,聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碸(PSU)、液晶聚合物(LCP),等等)。於一實作中,模製結構102也許包含一具有低CTE,諸如位於20ppm/C或
更低的範圍內的材料(諸如前述之一材料)。例如,於一例子中,也許選擇具有一低CTE,諸如12ppm/C或更低的CTE的一材料(諸如前述之一材料)。
如將於下文中進一步詳細地討論,模製結構102的材料也許被施加在具有犧牲材料及/或熱電跡線的一結構上或上方。例如,犧牲材料也許係為一期望材料(例如,銅(Cu)、鎳(Ni)等)之跡線的形式。於一例子中,例如,犧牲結構也許係施加至一支持結構。於另一例子中,也許使用具有具犧牲材料的部分的導線架結構。一模製化合物也許接著施加在該結構上或上方。
模製結構102在形式上也許係為單一的。如本文中所使用的,一單一的結構係關於在不破壞黏合劑結合,切割材料或以其他方式破壞該組件的情況下無法被分裂成部件的一組件。例如,作為一模製製程的一部分,一EMC也許係用以形成一單一的模製結構102,其具有於其中形成的熱電跡線106及通道108。
回到圖1A,如所圖解,示範性模製結構102也許連接至示範性流體晶粒104。例如,模製結構102也許包括與流體晶粒104的接點110(例如,電接點)連通的熱電跡線106(如以虛線所圖解)。相似地,通道108也許係與流體晶粒之孔口112連通(如以虛線所圖解)。
如所提及者,於一實作中,熱電跡線106與通道108二者也許被嵌入於模製結構102內。然而,於其他的例子中,通道108也許被嵌入於模製結構102內,而熱電接點110也許係與模製結構102外部的熱電跡線連通(未顯示)。
再者,如以上所提及者,於一些實作中,熱電跡線106也許對應於導電及/或導熱跡線,其也許用於將信號運載至熱電接點110以外的目的。例如,跡線106也許能夠將熱能從流體晶粒104散逸而出。
因為也許使用隨後被去除的犧牲材料在模製結構102內形成通道108,所以通道108在一維尺寸上也許係介於十微米與二百微米之間或更小。
考量以上所述,無論模製結構102係連同一流體晶粒用於噴射列印流體或是其他者,如以上所提及者,也許期望具有尺寸介於十微米與二百微米之間或更小的通道。該等通道尺寸也許係為有益的,諸如藉由容許流體晶粒104之孔口112,諸如相對於其他方式的例子,更緊密地布置在流體晶粒104內。
因此,一示範性裝置(例如,裝置100)也許包含一連接至一流體晶粒(例如,流體晶粒104)的模製結構(例如,模製結構102)。該模製結構也許包含熱電跡線(例如,熱電跡線106)及通道(例如,通道108)。該等通道的一維尺寸係介於十微米與二百微米之間或更小。該流體晶粒也許包含與該等通道相對應的孔口(例如,孔口112),流體、電磁輻射或其之一結合者係行進通過該等孔口。該流體晶粒也許亦包含對應於該模製結構之該等熱電跡線的接點(例如,電接點110)。如以上所提及者,該流體晶粒也許包括一流體噴射晶粒,因而經由噴射噴嘴噴射列印流體。
圖1B圖解另一示範性裝置100,此次具有一附裝至模製結構102的流體扇出(fan-out)結構150。流體扇出結構150也許包括扇出流體通孔152。扇出流體通孔152也許能夠運載流體至模製結構102及/或從模製結構102運載流體,其也許將該等流體送到流體晶粒104上。
為了以一列印流體噴射裝置之實例進行圖解,也許引致列印流體流動通過流體扇出結構150之流體通孔152、模製結構102之通道108,以及通過流體晶粒之孔口112而朝向流體晶粒104(用於噴射到一基材上)。於一些例子中,列印流體也許流動通過孔口112、通道108,並退出流體通孔152而離開流體晶粒104(因而讓該列印流體再循環以保持列印流體的顏料混合)。
如以上所提及者,示範性裝置100也許亦用於熱量控制與散逸。例如,流體晶粒104也許包含一半導體裝置,其也許通過正常操作(例如,當電流行進通過該半導體裝置之跡線與組件時)產生熱能(例如,熱量)。流體晶粒104也許
在其之結構內具有微流體通道,流體也許流動通過該微流體通道,為了將熱能從該裝置去除。該熱能散逸的流體也許經由孔口112進入及離開流體晶粒104。例如,冷卻流體也許行進通過流體通孔152、通道108並進入孔口112。該冷卻流體也許從流體晶粒104抽出熱能,並且也許通過孔口112、通道108、以及流體通孔152運載該抽出的熱能。
考量以上所述,一示範性流體裝置(例如,於圖1B中的裝置100)也許包括一流體晶粒(例如,流體晶粒104)、一單一的模製結構(例如,模製結構102)以及一流體扇出結構(例如,流體扇出結構150)。該單一的模製結構也許包含熱電跡線(例如,跡線106)及流體通道(例如,通道108)。該單一的模製結構也許耦合至該流體晶粒。該等流體通道的第一尺寸也許係介於十微米至二百微米之間,或更小。該流體扇出結構也許亦係耦合至該單一的模製結構。該流體晶粒、該模製結構及該流體扇出結構也許係經布置,以使得該等流體通道之一第一流體通道係於一第一末端處與該流體晶粒之一孔口(例如,孔口112)流體連通,並在一第二末端處(例如,如於圖1B中所圖解)到達該流體扇出結構之一流體通孔(例如,流體通孔152)。
轉向圖2,圖解一示範性裝置200,於此例子中為一流體噴射裝置。就此點而言,應注意的是本揭示內容採用指示相似的元件及/或組件的元件編號(例如,X00:100、200、300,等等也許係於結構及/或操作上相似;X02:102、202,302等等也許係於結構及/或操作上等等相似)。例如,於圖2中的模製結構202也許係與圖1中模製結構102相似。當然,於一些例子中,儘管涵蓋的圖解實作中相似的元件及/或組件的結構及/或操作也許係為相似的,但仍然存有差異。就其本身而論,除非明確地陳述,否則並不意欲在限制的觀念上作相似元件及/或組件的指示(例如,將接續的圖式中的結構及/或組件限制為先前元件的該結構及/或組件,反之亦然)。例如,如關於圖2所論及的通道208的結構(例如,特定的
布置、形狀、材料等等)並不意欲限制其他圖式中所圖解的通道之結構。相似地,如關於圖2所論及的通道208的操作亦不意欲限制其他圖式中所圖解的通道之操作。例如,儘管圖2中的通道208之該等尺寸也許應用於另一圖式(例如,圖3A及3B)中所圖解的一裝置之實作,但是於其他圖式中的該等相似元件也許亦支持尺寸也許不同的其他實作。
圖2之流體噴射裝置200顯示一流體晶粒204,其在一第一表面(例如,與孔口212相對應的該表面)處與該一模製結構202耦合。一流體扇出結構250亦係耦合至模製結構202,但係於一第二表面(例如,與該第一表面相較的一不同的表面)處。黏著劑層也許係用以將流體晶粒204、模製結構202及流體扇出結構250耦合在一起。例如,一示範性黏著劑層256係經顯示介於流體晶粒204與流體扇出結構250之間。黏著劑層256也許包含適合用於對裝置200之個別組件提供支持的任何黏著劑物質(例如,膠帶、傳導性黏著劑化合物、環氧樹脂、矽樹脂、壓克力黏著劑等)。於一些例子中,也許期望選擇一種能夠耐受暴露至不同pH值之流體的黏著劑化合物。例如,一些列印流體也許具有其也許侵蝕及/或削弱黏著劑的特性。也許期望,諸如實現一期望的較小尺寸的裝置200,黏著劑層256相對為薄,諸如係小於或等於50微米。
如應為顯而易見的,流體晶粒204、模製結構202及流體扇出結構250也許係經布置以使得一扇出流體通孔252係與通道208的一末端(例如,模製流體進給槽縫254之該下虛線部分)流體連通,並且進一步地一孔口212係與通道208的另一末端(例如,孔口212之該卵圓內之模製流體進給槽縫254的該上部分)流體連通。
在操作上,一流體,諸如一列印流體,也許係通過一扇出流體通孔252(例如,圖2中的左邊通孔252)而傳輸,諸如來自於一流體源。於一實作中,裝置200係布置於其中的一設備也許使用泵及/或閥件以致使流體移動進入通孔
252。該流體也許經由模製流體進給槽縫254行進進入模製結構202之通道208。該流體也許持續地通過流體晶粒204之一孔口212(例如,該左邊孔口212)。該流體之一部分也許接著通過噴嘴216被噴射。
殘留的流體也許藉由通過另一孔口212(例如,該右邊孔口212)、另一模製流體進給槽縫254(例如,該右邊流體進給槽縫254)以及另一流體通孔252(例如,該右邊通孔252)離開流體晶粒204而通過系統再循環並位在該設備的其他組件上。
於接下來的圖式中,圖3A及3B,將討論流體噴射裝置之一特定的示範性情境,為了圖解專利範圍也許係關注如何克服當流體噴射裝置的尺寸減小及/或流體噴射噴嘴之密度增加時所遇到的挑戰與複雜性。當然,應理解的是提供此說明係為了圖解專利範圍的潛在益處,而不是採取限制性的觀念。
圖3A及3B圖解一示範性流體裝置300,其包含一模製結構302及一流體晶粒304。圖3A係為一分解視圖,顯示與模製結構302分開的流體晶粒304,而圖3B顯示與模製結構302耦合的流體晶粒304,諸如使用一黏著劑層356。於一些例子中,黏著劑層356也許包含一傳導性黏著劑層。如所圖解,模製結構302包括複數之通道308,與以上說明者相似。例如,通道308也許包含流體進給槽縫354a和354b,以及一再循環通道318b。流體也許進入通道308之流體進給槽縫354a及/或354b(例如,從一流體源)並朝向孔口312a及312b,如將在下文中討論者。
如於圖3A中所顯示,模製結構302亦包括模製熱電跡線306。如以上所提及者,使用本文所說明的作法,也許於一單一的結構,模製結構302中模製二熱電跡線以及形成通道308(例如,流體通道)係為可行的。如此也許係令人關注的,因而減少對流體晶粒304與模製結構302外側的外部熱電連接(例如,跡線或導線)的依賴。應注意的是圖3B並未圖解熱電跡線306或熱電接點310,為了將重點放在該裝置之其他方面上,然而,如此並非為限制性觀念。
流體晶粒304包括複數之元件,其係與已經關於圖1及2所討論者相似。例如,流體晶粒304包括熱電接點310及孔口312。熱電接點310也許使能夠操作流體晶粒304,諸如將電流脈衝傳輸至噴射裝置(例如,電阻器、壓電元件等等)以致使噴射列印流體。熱電接點310也許亦使能夠散逸熱能,諸如經由熱電跡線306。並且孔口312也許提供朝向噴嘴316的流體連通。例如,列印流體也許通過孔口312進入流體晶粒304之噴射室315。該列印流體也許係經由噴嘴316從噴射室315噴射,諸如響應於在一電阻元件處產生的熱量。於一些例子中,流體晶粒304也許包括再循環通道318a及318b,用以將列印流體從噴射室315傳輸離開。於一些實作中,也許藉由泵或其他的流體流動感應組件致使列印流體循環。例如,再循環組件320圖解示範性元件,其也許致使流體從噴射室315行進通過再循環通道318a並朝向再循環通道318b及模製流體進給槽縫354。
轉到,例如,圖3B,一箭頭「A」顯示一流體再循環路徑,其中流體進入模製流體進給槽縫354a,行進通過再循環通道318b,並通過模製流體進給槽縫354b離開。於一些實作中,也許具有如藉由箭頭「B」所顯示的另一(或可交替的)再循環路徑。如以上所說明,流體也許經由一孔口312a進入噴射室315並且也許再循環,諸如響應於再循環組件320之作動並通過孔口312b離開。通過以箭頭A所圖解之該路徑而循環的一部分流體也許被引拉進入由箭頭B所圖解的路徑,諸如響應於由於噴射元件之致動所引起的流體壓力,諸如熱噴射裝置之例子中的電阻元件,或諸如壓電噴墨裝置之例子中的壓電元件。應注意的是儘管於圖3A及3B中顯示一單一循環路徑(及其之組件),但是這樣做僅僅是為了簡化該討論。實際上,相似的流體循環路徑及流體噴射組件也許係布置在流體噴射室之一陣列的其他位置處,等等。
圖3A亦圖解流體晶粒304之噴嘴316,列印流體也許係經由噴嘴而噴射。D6係經顯示為噴嘴至噴嘴的一間距,同時視為噴嘴至噴嘴的一節距。於一
些實作中,經由實例,D6也許係約為九十微米與五百微米的等級或更小。於下文中將參考圖4A-4E更為詳細地討論進一步的尺寸。
考量前述內容,應為顯而易見的是於一實作中,一示範性流體噴射裝置(例如,裝置300)也許為如此該流體晶粒(例如,流體晶粒304)包含噴射室(例如,噴射室315),其與該模製結構(例如,模製結構302)之流體通道(例如,通道308)以及該流體晶粒之噴射噴嘴(例如,噴嘴316)流體連通。該流體晶粒、該模製結構及流體扇出結構(例如,圖2之流體扇出結構250)也許係經布置以使流體能夠通過噴射室、該流體晶粒之孔口、該模製結構之流體通道以及該流體扇出結構之流體扇出通孔而再循環。
於另一實作中,一示範性流體噴射裝置(例如,裝置300)也許包含附裝至一環氧模製化合物(EMC)流體的與電氣的內插物(例如,模製結構302)的一流體晶粒(例如,流體晶粒304)。通過EMC流體與電氣的內插物之微流體通道(例如,通道308)及該流體晶粒之孔口限定的一流體循環路徑(例如,由箭頭A限定的流體循環路徑)。該裝置也許亦在該流體晶粒與該EMC流體與電氣的內插物之間包含一薄的黏著劑化合物層(例如,黏著劑層356)。在該流體晶粒之電接點(熱電接點310)與該EMC流體與電氣的內插物之電跡線(例如,熱電跡線306)之間也許亦限定一電連通路徑。該微流體通道也許具有一介於十微米與五十微米之間的寬度,以及介於一百微米與四百微米之間的一高度。
轉向圖4A-4E,諸如從不同的透視圖圖解一模製結構402的不同方面。圖4A-4E係針對模製結構402的一實作,其中流體通道408係以一人字形陣列方式布置。圖4B係為模製結構402的一側視圖,圖解其之該等部分的不同尺寸。圖4C係從該透視圖方式圖解模製結構402之一「底部」部分,僅該等模製流體進給槽縫454係為可見到的(但流體通道408的其他部分未能見到)。圖4D及4E係為從由圖4A中所畫的線4D-4D及4E-4E圖解以透視圖方式所得的橫截面視圖。該
4D-4D橫截面視圖橫切了也許係用於流體循環的流體通道408的該等部分(例如,圖3B之再循環通道318b)。
從圖4D開始,以一近視圖圖解複數之通道408。而於圖4E中,由線4E-4E切割通過模製流體進給槽縫454的該透視圖,圖解模製結構402之一稍微不同的橫截面透視圖。
通道408也許係藉由複數之分開結構414分開。通道408也許係布置在模製結構402內,以與一流體晶粒之孔口(例如,流體晶粒104之孔口112)對應(例如,與之流體連通)。
圖4D圖解複數之示範性通道尺寸,D1-D5。應注意的是圖4D圖解通道之一特定的形式,但亦考量其他的實作,諸如其中通道408係為圓柱形的。熟知此技藝之人士將察知的是在通道408係為圓柱的一實作中,不是說明一側邊的該寬度、長度及/或深度,而是該寬度與長度也許替代地代表直徑,等等。回到圖4D,通道408的寬度係被圖解為D1。於一實例中,D1也許相當於大約五到十微米。如以上所提及者,傳統的製造及機械加工技術也許無法實現如此小的尺寸的通道寬度。於另一實例中,D1也許係為大約為十五至二十微米的寬度。當然,該等技術能夠製造更寬的通道,諸如大約一百、二百、三百、四百、五百或更大微米。因此,於一些例子中,諸如於一些請求項中,在一維尺寸上十至二百微米的一範圍也許係使用作為針對一些情境所關注的通道尺寸。例如,就流體噴射裝置(例如,一列印裝置)而言,寬度為十至二百微米的範圍也許係為所關注的。當然,於其他的情境中,該等範圍也許係為較小或更大。例如,就用於測試紅血球細胞的生物醫學裝置而言,其直徑可能為六到八微米,也許期望通道尺寸為約十到二十微米。再者,也許具有其通道(例如,通道208)的尺寸為可變化的實作。此外,就生物醫學診斷裝置而言,通道的第一子集也許具有對應於第一流體或測試的一第一寬度,以及通道的第二子集也許具有對應於第二流體或測試的一第二
寬度,等等。
於一些例子中,通道408之寬度(例如,D1)與通道408之高度(例如,D3;亦見,圖4B)之間也許具有對應關係。例如,於一例子中,D1也許係約為二十微米以及D3也許係約為一百微米。於另一例子中,D1也許係約為三十微米以及D3也許係約為二百微米,等等。尺寸之間的該等不同對應關係也許係基於所選的材料(例如,一些材料也許對於結構的堅固性需要額外的厚度),使用例子(例如,如以上提及的紅血球細胞之該實例,一些尺寸也許係由所使用之裝置的情境所指定),製造限制條件(例如,隨著犧牲材料的寬度減小,維持犧牲材料的高度也許係更具挑戰性等等)等等。
通道的另一尺寸也許係為分開結構414的一寬度,表示為D2。與該等尺寸D1及D3相似,分開結構414之該寬度也許取決於使用模製結構402的情境、用於形成模製結構402的材料,等等。於一實例中,D2也許介於五十與一百微米之間。例如,就一流體噴射裝置而言,也許期望提供流體噴射噴嘴之一更密集的布置。於是,也許於一例子中所關注的是實現大約九十微米的一寬度D2。於其他的實例中,也許關注針對D2的不同尺寸,諸如大於或小於90微米。例如,一不同的模製結構402也許具有大約三十微米的D2。
然後,D4表示通道至通道的尺寸,並且於一實作中,其也許係介於一百微米與五百微米之間。當然,D4將取決於尺寸D1與D2。實際上,於一些例子中,D4將為D1與D2之和。因此,在D1係約為20微米以及D2係約為90微米的一實作中,D4將係約為110微米。
就一示範性流體噴射裝置而言,D4也許對應於噴嘴至噴嘴的間隔。當然,D4與噴嘴至噴嘴的間距之間也許具有差異,例如,其係基於噴嘴相關於發射室的配置、一特定的噴嘴架構(例如,於一些例子中,噴嘴也許相對於相鄰噴嘴係為偏置的),等等。例如,如關於圖3B所說明的,其說明具有一再循環路徑
的一流體晶粒,一噴嘴也許未與每一通道408流體連通。例如,第一通道408也許對應於用於向一流體晶粒傳輸流體的一流體路徑,以及一相鄰通道408也許對應於用於將流體傳輸離開該流體晶粒的一流體路徑。
D5係為示範性模製結構402的又一尺寸,其係顯示於圖4B及4D二者中。再者,D5的尺寸也許取決於模製結構402的意欲用途以及構成模製結構402的材料。於一些使用中,例如,也許期望D5較D3為厚,為了對模製結構402提供結構性支撐。然而,於其他的例子中,模製結構402也許係安裝在也許提供結構性支撐的其他組件上,並且就其本身而論,該D5可能較D3為薄。例如,在D3係約為一百微米的一流體噴射裝置的例子中,D5也許係約為五十微米。
如應為顯而易見的是,模製結構402之不同部分的該等不同尺寸也許根據不同需要而變化。然而,如已經論及者,在一模製結構內實現小尺寸-特別是D1,D2和D4的製程也許存在著傳統製造與機械加工方法也許無法克服的挑戰與複雜性。因此,本文所說明的該等作法與方法-諸如使用從模製結構中去除的犧牲跡線-也許在各種不同的情境下係為令人關注的。
回到圖4A-4C以討論尺寸D7-D10,於一實作中,模製結構402之D7也許位在五公厘至二十五公厘的範圍內或更小。並且D8也許位在一至三公厘的範圍內或更小。再者,本文所說明的作法支持小於及大於該等示範性尺寸的大小。以及D9及D10圖解出模製流體進給槽縫454之示範性尺寸。於一實作中,D9也許對應於D1(例如,模製流體進給槽縫454的寬度也許與流體通道408的寬度大約相同)。例如,D9也許係介於五與二百微米之間。根據使用模製結構402的一特定情境,D10也許係大於或小於D9。例如,就列印流體噴射裝置而言,D10也許足夠大以容許足夠的列印流體流動至一噴射室(例如,因而不使列印流體之該室匱乏)。但就生物醫學流體晶粒而言,也許期望約束D10以容許期望的微粒及/或一確定容積的流體行進進入該流體晶粒。於一實作中,D10也許係為十與四百微米。
而該角度θ也許對應於大約70度,諸如於一實例中為71.6度。
圖5圖解形成一模製結構(例如,圖3B中的模製結構302)的一示範性方法500。將參考圖6A-6D,同時說明方法500。
於步驟505,在具有犧牲跡線的一結構上或上方施加一模製化合物。該所得結構也許相當於一模製封裝。圖6A圖解包括示範性犧牲跡線622的一結構624。於一實作中,結構624也許係為一導線架結構。於另一實作中,結構624也許包含一支持層,在其上佈置有犧牲跡線(例如,金屬增層)。作為非限制性實例,犧牲跡線也許包括銅(Cu)或鎳(Ni)。犧牲跡線622在一維尺寸上也許係位在大約十微米至大約二百微米的一範圍內或更小。以及圖6B圖解布置在圖6A的結構624上或上方的一模製化合物626,形成一模製結構602。如以上所提及者,模製化合物626也許具有複數之形式,例如,一低CTE材料,諸如EMC。
回到方法500,於步驟510,去除一部分之模製化合物。圖6C圖解模製化合物626之一去除部分628(源自圖6B)。一部分模製化合物的去除也許暴露出一部分的犧牲跡線622。於一實作中,該部分模製化合物的去除也許藉由表面研磨而完成。
於方法500之步驟515,讓犧牲跡線暴露,也許從模製化合物範圍內去除犧牲跡線。例如,也許使用一蝕刻製程,諸如使用化學蝕刻以去除該等犧牲跡線622。圖6D圖解將犧牲跡線622去除以產生通道608之後的模製結構602。
因此,於一實作中,形成一流體裝置的一示範性方法(例如,方法500)也許包含在包含犧牲跡線(例如,犧牲跡線622)的一結構(例如,結構624)上施加一模製化合物(例如,模製化合物626)以形成一模製封裝。如所提及者,於一些例子中,該等犧牲跡線也許包含銅(Cu)。該方法也許亦包含去除該模製封裝的一部分(例如,部分628)。有時,該模製封裝的該部分的該去除作業也許包含表面研磨該模製封裝的一表面。並且該方法也許亦包含該等犧牲跡線的該去除作業
以在該模製封裝內形成嵌入的流體通道(例如,流體通道608)。於一些實作中,去除犧牲跡線也許包含蝕刻該等銅基犧牲跡線。
轉換到圖7,圖解用於形成具有藉由去除犧牲跡線而形成的通道的一模製結構(例如,模製結構302)的一示範性方法700。於此實例中,犧牲跡線係經增層在一支持組件上或上方(例如,與使用導線架相反)。
於步驟705,將包含犧牲跡線(例如,圖8A中的犧牲跡線822)的一結構沈積在一支持層(例如,圖8A中的支持層830)上或上方。支持層830的實例也許包括金屬與準金屬(例如,鍍銅鋼板)。也許藉由在鍍銅鋼板上方進行乾膜疊層、雷射直寫技術以定義犧牲跡線圖案、電鍍以沈積犧牲金屬,然後剝離乾膜光阻劑來增層犧牲跡線822。當然,如所提及者,於其他實作中,除了讓犧牲跡線增層之外,如關於步驟705中所論及者,包含犧牲跡線的該結構(例如,圖6A中的結構624)也許包含使用其上也許施加該模製化合物的一導線架結構。
於步驟710,將一模製化合物(例如,圖8B中的模製化合物826)施加在源自於步驟705的支持層及犧牲跡線上或上方。圖8B圖解布置在支持層830及犧牲跡線822之頂部上或上方的模製化合物826。當然,專利範圍考量其他的模製布置。如以上所說明,模製化合物826也許包含一低CTE材料,諸如EMC。
於步驟715,去除一部分之模製化合物。在圖8A-8G圖中並未顯示一部分的模製化合物之去除,但也許藉由參考圖6B及6C與相關聯的說明而瞭解。圖8B顯示犧牲跡線822的一上表面與模製化合物826的一上表面共平面。如以上所提及,也許以表面研磨方式進行模製化合物826之去除。
於步驟720,將光阻劑(例如,圖8C中的光阻劑層832)施加至晶片(chip)封裝。如圖8C中所顯示,光阻劑層832也許未完全地覆蓋該晶片封裝。實際上,支持層830的一部分也許依然未被覆蓋或暴露,因而支持層之一部分可能被去除。光阻劑層832也許保護熱電跡線及其他組件,諸如於步驟725,期望受保護
而不被去除者。
於步驟725,蝕刻該支持層的一部分。圖8D圖解支持層830的一去除部分834。例如,就一流體噴射裝置而言,一流體晶粒(例如,圖3之流體晶粒304)也許係附裝至模製結構802,位於去除了支持層830之一部分834的該空間內。
於步驟730,從該模製化合物中去除該等犧牲跡線。該光阻劑層832也許亦經去除,留下一完成的模製結構802,如圖8E中所圖解。圖8E圖解通道808,包括一布置位在模製化合物826內的一模製流體進給槽縫854。該去除犧牲跡線822的製程也許包括使用經選定用以去除犧牲材料但是留下模製化合物826的一化學蝕刻。該剩餘的模製化合物826、通道808及支持層830也許被稱為一晶片封裝(例如,EMC晶片封裝)。
於步驟735,也許將一流體晶粒(例如,流體晶粒804)附裝至該模製封裝,如於圖8F中所圖解。該流體晶粒也許具有結構並且也許相似於以上論及的該等實例(例如,流體模具304)般操作,諸如通道808、模製流體進給槽縫854以及再循環通道818。如以上所論及,該流體晶粒也許係附裝至該模製封裝之一第一表面(例如,表面836b),諸如使用一薄的黏著劑層。
於步驟740,一流體扇出結構(例如,流體扇出結構850)也許係附接至該模製封裝,如圖8G中所圖解。該流體扇出結構也許具有一與模製通道808流體連通的扇出流體通孔852,並且也許形成一裝置800。
考量到前述者,另一示範性方法也許包括以上所論及的部分之示範性方法。此外,其也許包括在該模製封裝上施加一光阻劑層(例如,光阻劑層832),並在關於該支持層的該光阻劑層中留下一光阻劑窗口。隨後,也許將該支持層對應於該光阻劑窗口的一部分蝕刻去除。該示範性方法也許亦包括使用一薄的黏著劑化合物層將一流體晶粒(例如,具有一示範性噴嘴816的流體晶粒804)附裝至該模製封裝之一第一表面836b,以使得該流體晶粒之孔口對應於該模製
封裝之嵌入的流體通道。該方法也許亦包括將一流體扇出結構(例如,流體扇出結構850)附裝至該模製封裝的一第二表面(例如,表面836a),以使得該流體扇出結構之流體扇出通孔(例如,扇出流體通孔)對應於該模製封裝之嵌入的流體通道,並且進一步使得流體路徑被限定通過該等扇出流體通孔、嵌入的流體通道及孔口。
如所提及者,於一些例子中,將該模製化合物施加在包含犧牲跡線的該結構上的該示範性方法也許亦包含將該模製化合物施加在包含電跡線的一結構上。並且其也許亦包括在去除該等犧牲跡線的同時施加光阻劑層以保護該等電跡線。
由以上者應為顯而易見的是,本說明提供一種使用犧牲材料在一模製結構內形成通道的作法,因而使流體能夠在一流體晶粒與該模製結構之通道之間再循環。
於本說明中,在一特定的使用之情境下,諸如討論實體組件(及/或相似地,實體材料)的情況下,在「位在..上」與「位在..上方」之間存有區別。就一實例而言,物質沈積在一基材「上」係關於涉及直接的物理與實體接觸的沈積而無媒介物,諸如媒介物質(例如,在一介入製程操作期間形成的一媒介物質),介於該沉積的物質與於此後面實例中的基材之間;然而,沈積在一基材「上方」,儘管理解為潛在地包括沈積在一基材「上」(由於「位在..上」也許亦準確地說明為「位在..上方」),係理解為包括諸如在該沈積的物質與該基材之間存在媒介物質的媒介物情況,因此該沈積的物質並不必需與該基材直接地物理及實體接觸。
在一適合的特別使用之情境中,諸如於其中論及實體材料及/或實體組件,在「在..下(beneath)」和「在..下方(under)」之間有相似的區別。儘管在該一特定的使用情境中,「在..下(beneath)」係意欲必然地意味著物理與實體的接觸(相似於剛剛說明的「在...上(on)」),「在..下方(under)」潛在地包括一情況
中具有直接的物理與實體的接觸,但未必然地意味著直接的物理與實體的接觸,諸如若有媒介物存在,諸如媒介物質。因此,「在..上(on)」係理解為意指「緊鄰上方(immediately over)」,而「在..下(beneath)」係理解為意指「緊鄰下方(immediately under)」。
同樣地應察知的是,如先前所提到,諸如「在..上方(over)」及「在..下方(under)」的術語係以一相似的方式被理解。該等術語也許係用於幫助討論,但不意欲必然地限制專利範圍之範疇。例如,該術語「在..上方(over)」,作為一實例,並不意指建議權利項範疇係限於一實作係為面朝上的情況,例如,諸如與實作係為顛倒的情況作比較。一實例包括一模製結構(例如,圖2中的模製結構202),就一圖解而言,其中,例如,在不同時間(例如,在製造期間)的定向也許未必然地與一最終產品的定向相對應。因此,假若一物件,就一實例而言,係在可適用的權利項範疇之內處於一特定的定向上,諸如顛倒,就一實例而言,同樣地,所意欲的是該後者亦詮釋為包括在可適用的權利項範疇之內處於另一定向上,諸如,面向上,再次,就一實例而言,並且反之亦然,即使適用的文字上權利項語言具有被以其他方式詮釋的潛在性。當然,再者,如往常於專利申請案之該說明書中的例子,說明及/或使用的特定情境提供了關於要得出的合理推論之有幫助的指導。
除非另有指示,就本揭示內容而言,該術語「或(or)」如果用於聯合成一列表,諸如A、B或C,係意欲以意指A、B及C,於此以包括性觀念使用,以及A、B或C,於此以排他性觀念使用。利用此理解,「及(and)」係以包括性觀念使用並意欲以意指A、B及C;然而「及/或(and/or)」可能在出於謹慎下使用而使所意欲前述意義變得清楚,儘管不需要使用「及/或」。此外,該等術語「第一」、「第二」、「第三」等等係用於區分不同的方面,諸如不同的組件,就一實例而言,而不是提供數值限制或建議一特定的順序,除非另有明確指示。同樣
地,該術語「基於(based on)」及/或相似術語係應理解為非必然地意欲傳達窮舉的因素之列表,而是容許存在非必然明確地說明的其他因素。
在先前的說明中,已說明專利範圍的各個方面。為了解釋的目的,舉例說明了諸如數量、系統及/或構態的細節。在其他事例中,省略及/或簡化了眾所周知的特徵,俾以不致模糊專利範圍。儘管本文已經圖解及/或說明了某些特徵,但是熟知此技藝之人士現將想到複數的修改、替換、改變及/或等同物。因此,應理解的是該等附加的請求項係意欲涵蓋包含在專利範圍內所有的修改及/或改變。
300:裝置
302:模製結構
304:流體晶粒
308:通道
318b:再循環通道
354a,354b:流體進給槽縫
356:黏著劑層
A,B,C:再循環路徑
Claims (15)
- 一種流體裝置,其包含: 一流體晶粒; 一單一的模製結構,其包含電跡線及流體通道,該模製結構與該流體晶粒耦合,其中該等流體通道之一第一尺寸係介於十微米至二百微米之間,或更小;以及 一流體扇出結構,其與該模製結構耦合; 該流體晶粒、該模製結構、以及該流體扇出結構係經布置,以使得該等流體通道之一第一流體通道係於一第一末端處與該流體晶粒之一孔口流體連通且於一第二末端處流體連通至該流體扇出結構之一扇出流體通孔。
- 如請求項1所述的流體裝置,其中該模製結構包含一低熱膨脹係數(CTE)的材料。
- 如請求項2所述的流體裝置,其中該低CTE材料包含一環氧模製化合物(EMC)。
- 如請求項1所述的流體裝置,其中該流體晶粒包含噴射室其與該模製結構之該等流體通道及該流體晶粒之噴射噴嘴流體連通,並且進一步其中該流體晶粒、該模製結構及該流體扇出結構係經布置以使得流體能夠再循環通過該等噴射室、該流體晶粒之孔口、該模製結構之流體通道以及該流體扇出結構之流體扇出通孔。
- 如請求項1所述的流體裝置,其中該模製結構之該等流體通道具有與流體通道高度相對應的一第二尺寸、與一流體通道寬度相對應的該第一尺寸,並且進一步地其中該第二尺寸係介於一百微米與五百微米之間。
- 如請求項5所述的流體裝置,其中一通道至通道之距離係介於十微米與二百微米之間。
- 請求項1所述的流體裝置,其中該流體晶粒係使用一薄的黏著劑化合物層直接地附裝至該模製結構。
- 請求項7所述的流體裝置,其中該薄的黏著劑化合物層係小於或等於50微米。
- 一種形成流體晶粒的方法,該方法包含: 將一模製化合物施加在包含犧牲跡線的一結構上以形成一模製封裝; 去除該模製封裝的一部分;以及 去除該等犧牲跡線以在該模製封裝內形成嵌入的流體通道。
- 如請求項9所述的方法,其包含: 將該等犧牲跡線施加至一支持層,該等犧牲跡線包含銅(Cu); 其中去除該模製封裝之該部分係包含表面研磨該模製封裝的一表面; 並且進一步地其中去除該等犧牲跡線係包含蝕刻該等以銅為主的犧牲跡線。
- 如請求項10所述的方法,其包含: 將一光阻劑層施加在該模製封裝上以及在該光阻劑層中留下與該支持層相關聯的一光阻劑窗口;以及 蝕刻去除該支持層中與該光阻劑窗口相對應的一個部分。
- 如請求項9所述的方法,其包含: 使用一薄的黏著劑化合物層將一流體晶粒附接至該模製封裝的一第一表面,該流體晶粒之孔口與該模製封裝之該等嵌入的流體通道相對應;以及 將一流體扇出結構附接至該模製封裝的一第二表面,該流體扇出結構之扇出流體通孔與該模製封裝之該等嵌入的流體通道相對應,流體路徑係被界定為通過該等扇出流體通孔、嵌入的流體通道以及孔口。
- 如請求項9所述的方法,其中將該模製化合物施加在包含犧牲跡線的該結構上係包含將該模製化合物施加在一導線架結構上。
- 如請求項9所述的方法,其中將該模製化合物施加在包含犧牲跡線的該結構上係包含將該模製化合物施加在包含熱電跡線的一結構上,該方法進一步包含: 施加一光阻劑層以在去除該等犧牲跡線時保護該等熱電跡線。
- 一種流體噴射裝置,其包含附接至一環氧模製化合物(EMC)流體與電氣內插物(chiclet)的流體晶粒,該流體噴射裝置包含: 一流體循環路徑,其係被界定為通過該EMC流體與電氣內插物的微流體通道以及該流體晶粒之孔口; 一薄的黏著劑化合物層,介於該流體晶粒與該EMC流體與電氣內插物之間;以及 一電連通路徑,其係被界定於該流體晶粒之電接點與該EMC流體與電氣內插物之電跡線之間; 其中該微流體通道具有一介於十微米與五十微米之間的一寬度,以及介於一百微米與四百微米之間的一高度。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2019/039078 WO2020263236A1 (en) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Molded structures with channels |
WOPCT/US19/39078 | 2019-06-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202118641A TW202118641A (zh) | 2021-05-16 |
TWI749609B true TWI749609B (zh) | 2021-12-11 |
Family
ID=74062063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109121384A TWI749609B (zh) | 2019-06-25 | 2020-06-23 | 流體裝置、流體噴射裝置及形成流體晶粒的方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220126577A1 (zh) |
EP (1) | EP3990286A4 (zh) |
CN (1) | CN113993708A (zh) |
TW (1) | TWI749609B (zh) |
WO (1) | WO2020263236A1 (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60121742A (ja) * | 1984-07-25 | 1985-06-29 | Hitachi Ltd | レジンモ−ルド品におけるマ−キング方法 |
TW201532848A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-09-01 | Hewlett Packard Development Co | 具有由阻障所環繞的連結墊之列印頭 |
CN105121171A (zh) * | 2013-02-28 | 2015-12-02 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 模制打印棒 |
CN105189122A (zh) * | 2013-03-20 | 2015-12-23 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 具有暴露的前表面和后表面的模制芯片条 |
WO2017078716A1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Three-dimensional features formed in molded panel |
CN107949481A (zh) * | 2015-10-12 | 2018-04-20 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 打印头 |
WO2019094022A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluidic cartridges |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AUPR399601A0 (en) * | 2001-03-27 | 2001-04-26 | Silverbrook Research Pty. Ltd. | An apparatus and method(ART108) |
CN105142916B (zh) * | 2013-02-28 | 2017-09-12 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 模制流体流动结构 |
KR102078047B1 (ko) * | 2013-02-28 | 2020-02-17 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 성형된 유체 유동 구조체 |
TWI572494B (zh) * | 2013-07-29 | 2017-03-01 | 惠普發展公司有限責任合夥企業 | 流體流動結構及製造流體流動結構中之流體通道之方法 |
CN109641462B (zh) * | 2016-11-01 | 2021-06-15 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 流体喷射装置 |
WO2019027430A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | FLUIDIC EJECTION MATRICES WITH TRANSVERSE CHANNELS ENSERREÉS |
EP3609712B1 (en) * | 2017-07-31 | 2023-11-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluidic ejection devices with enclosed cross-channels |
-
2019
- 2019-06-25 US US17/312,743 patent/US20220126577A1/en not_active Abandoned
- 2019-06-25 WO PCT/US2019/039078 patent/WO2020263236A1/en unknown
- 2019-06-25 EP EP19935412.7A patent/EP3990286A4/en not_active Withdrawn
- 2019-06-25 CN CN201980097864.0A patent/CN113993708A/zh active Pending
-
2020
- 2020-06-23 TW TW109121384A patent/TWI749609B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60121742A (ja) * | 1984-07-25 | 1985-06-29 | Hitachi Ltd | レジンモ−ルド品におけるマ−キング方法 |
CN105121171A (zh) * | 2013-02-28 | 2015-12-02 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 模制打印棒 |
CN107901609A (zh) * | 2013-02-28 | 2018-04-13 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 流体流动结构和打印头 |
CN105189122A (zh) * | 2013-03-20 | 2015-12-23 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 具有暴露的前表面和后表面的模制芯片条 |
TW201532848A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-09-01 | Hewlett Packard Development Co | 具有由阻障所環繞的連結墊之列印頭 |
CN107949481A (zh) * | 2015-10-12 | 2018-04-20 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 打印头 |
WO2017078716A1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Three-dimensional features formed in molded panel |
WO2019094022A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluidic cartridges |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3990286A4 (en) | 2023-04-26 |
TW202118641A (zh) | 2021-05-16 |
WO2020263236A1 (en) | 2020-12-30 |
EP3990286A1 (en) | 2022-05-04 |
US20220126577A1 (en) | 2022-04-28 |
CN113993708A (zh) | 2022-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10232619B2 (en) | Printhead with bond pad surrounded by dam | |
CN107901609B (zh) | 流体流动结构和打印头 | |
CN108263098B (zh) | 流体流动结构、打印头结构和制造流体流动结构的方法 | |
JP6068684B2 (ja) | 流体流れ構造の成形 | |
CN105555539B (zh) | 打印杆以及形成打印杆的方法 | |
TWI564164B (zh) | 流體流動結構、製作列印頭流體流動結構中之流體通道的方法及製作列印頭結構之方法 | |
KR20190049935A (ko) | 유체 공급 구멍을 갖춘 유체 방출 장치 | |
US20130083126A1 (en) | Liquid ejection device with planarized nozzle plate | |
TWI749609B (zh) | 流體裝置、流體噴射裝置及形成流體晶粒的方法 | |
US11186090B2 (en) | Fluid ejection device | |
CN114007867B (zh) | 具有通道的模制结构 | |
JP6749879B2 (ja) | 成形式プリントバー | |
JP4606772B2 (ja) | 側方射出型液滴エゼクタ及び側方射出型液滴エゼクタを製造する方法 | |
US8567912B2 (en) | Inkjet printing device with composite substrate | |
US20210323315A1 (en) | Fluid feed hole port dimensions | |
US20130082028A1 (en) | Forming a planar film over microfluidic device openings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |