专利名称：芯片保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种芯片保护装置，特别是涉及一种用来保护制作打印头(printhead)的芯片的保护装置。
在现今信息科技日益发展的时代，使用者对于记录媒体的需求有日益增加的趋势，而喷墨打印机因其打印品质高及价格合理等因素，已被广泛地采用。喷墨打印机包括一打印头(printhead)，当喷墨打印机打印文件时，打印头会从其多个喷嘴(nozzles)喷出墨滴。打印头内包括至少一歧管及多个流体腔(chambers)，歧管与多个流体腔相连通，用来供应墨水至流体腔。每一喷嘴则分别对应于一流体腔，其包括一喷孔及一压力产生装置，此一压力产生装置通常为一加热器，用来加热流体腔内墨水以产生气泡。当加热器产生气泡时，气泡会将流体腔内的墨水从喷孔推挤出去，而形成墨滴。
一般歧管是以贯通打印头内部的方式形成于打印头之内，以供应墨水至每一喷嘴。在早期，当欲于打印头内形成歧管时，大多是采用喷砂技术来进行，但是因喷砂技术所能获得的精确度不高，故在喷砂过程中常会造成歧管位置偏移或是歧管边缘不够平整的问题，而当这些问题发生时，打印头的品质及良率会连带受到影响。因此，为避免于形成歧管时产生上述的问题，目前的歧管制造方式已逐渐以蚀刻单晶矽芯片的方式来达成。然而在以蚀刻方式来形成歧管时，由于需将芯片穿孔以形成歧管，故芯片所需的蚀刻时间必须相当地长，且因所使用之蚀刻液大多为强酸或强硷，在长时间的蚀刻中，芯片的其他部位很容易受到蚀刻液所侵蚀，进而使得芯片易因结构受损而破裂。此外，如果芯片上早已有相关的电路(如加热器)形成的话，当芯片进行蚀刻时，芯片上的电路也会受到蚀刻液所侵蚀而无法正常运作。
为减小蚀刻液对芯片及芯片上的电路所造成的伤害，现有技术(如美国专利US5841452号”Method of fabricating bubblejet print devices usingsemiconductor fabrication techniques”“使用半导体制造技术来制造气喷式打印装置的方法”)在进行长时间的蚀刻时，均会在芯片的正、反面沉积一硬质保护膜，并于形成蚀刻图案后，再置入蚀刻液中进行蚀刻。请参考
图1至图3，
图1至图3是于美国专利US5841452号中所揭露，用来描述保护膜16如何保护一芯片10上的电路不受蚀刻液所侵蚀。如
图1至图3所示，当芯片10受蚀刻液侵蚀而于其内形成一喷孔18及一流体腔20之前，一些电路回路(如加热器12、晶体管14)已形成于芯片10之上，为了避免这些电路于蚀刻时受到侵蚀，故于形成加热器12及晶体管14后，芯片10上会再沉积一层玻璃层16作为保护膜，以防止芯片10上的加热器12及晶体管14受到蚀刻液所侵蚀。然而因形成沉积玻璃层16的步骤较为繁琐，且芯片10的边缘于沉积玻璃层16时通常受限于镀膜均匀性影响，而沉积得不太理想，故芯片10边缘很容易在蚀刻过程中产生微小孔洞，而这些微小孔洞会造成芯片10整体强度的下降，进而严重影响到形成歧管时的良率。此外，当沉积玻璃层16时，因沉积物材质的影响，玻璃层16上有时会有所谓的镀膜空孔产生。若玻璃层16上有镀膜空孔的话，当蚀刻芯片10时，蚀刻液极易经由这些镀膜空孔侵蚀到芯片10上的电路。因此，此一于芯片10上形成保护膜16以保护芯片10上电路的方式并不十分理想。
所以本实用新型的主要目的在于提供一芯片保护装置，用来当一芯片的一第一表面被蚀刻液侵蚀以形成多个歧管(manifolds)时保护该芯片的一第二表面的一特定区域不受该蚀刻液所侵蚀。另一方面，藉由保护装置的设计，可达到保护芯片边缘的功能，使得体蚀刻步骤可于芯片正面电路形成后再进行，以避免因先形成歧管造成芯片强度的降低，而影响到后续正面电路的形成。除此之外，藉由本实用新型的芯片保护装置，于蚀刻芯片时，也可省去事先沉积保护膜的相关步骤。
为实现上述目的，本实用新型提供一种芯片保护装置，用来当一芯片的一第一表面被蚀刻液侵蚀以形成多个歧管(manifolds)时保护该芯片的一第二表面的一特定区域不受该蚀刻液所侵蚀，该芯片保护装置包括一基座，用来放置该芯片，该基座上设有一第一阻隔环，用来阻隔该蚀刻液；以及一固定装置，用来将该芯片固定于该基座上；其中当该固定装置将该芯片固定于该基座上时，该芯片会紧贴该第一阻隔环，而该第一阻隔环会阻挡该蚀刻液流到该特定区域。
本实用新型具有如下优点当一芯片的一第一表面被蚀刻液侵蚀以形成多个歧管(manifolds)时保护该芯片的一第二表面的一特定区域不受该蚀刻液所侵蚀。
通过
以下结合附图对本实用新型优选实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的和特点会更清楚。附图中
图1至图3为现有芯片进行蚀刻时的剖面图；图4为本实用新型芯片保护装置与芯片组装时的示意图；图5为图4芯片保护装置固定芯片后的示意图；图6为图5芯片保护装置沿切线6-6的剖面图；图7为图4芯片经蚀刻而形成歧管与流体腔后的剖面图；图8为本实用新型第二实施例芯片保护装置与芯片组装时的示意图；图9为图8芯片保护装置固定芯片后的示意图；
图10为图8芯片保护装置沿切线10-10的剖面图；
图11为本实用新型第三实施例芯片保护装置固定芯片后的剖面图；
图12为本实用新型第四实施例芯片保护装置固定芯片后的剖面图；
图13为本实用新型第五实施例芯片保护装置固定芯片后的剖面图；
图14为本实用新型第六实施例芯片保护装置与芯片组装时的示意图；
图15为
图14芯片保护装置的剖面图；
图16为本实用新型第七实施例芯片保护装置与芯片组装时的示意图；以及
图17为
图16芯片保护装置沿切线17-17的剖面图。
附图标号说明30、30’ 芯片32、32’ 第一表面34、34’ 第二表面36、36’ 特定区域38 芯片外缘42 歧管44 流体腔50、70、100、120、150、180、200 芯片保护装置52、82、102、122、152、182、202 基座54、84、112、142、162、188、214 第一阻隔环56、78、106、128、158 固定装置72、104、124、126、154、156 乘载片
74、114、144、164 第二阻隔环76、136、138、192、204、206开口132第一面134第二面146、166 第三阻隔环148、168 第四阻隔环184活动环186上盖194内表面196第一螺纹198第二螺纹208支撑部位212空心柱的一端216圆环218蚀刻液请参考图4至图6，图4为本实用新型芯片保护装置50与一芯片30组装时的示意图，图5为图4芯片保护装置50固定芯片30后的示意图，图6为图5芯片保护装置50沿切线6-6的剖面图。保护装置50是用来当芯片30的一第一表面32被蚀刻液侵蚀以形成多个歧管及流体腔时保护芯片30的一第二表面34的一特定区域36不受该蚀刻液所侵蚀。芯片保护装置50包括一基座52用来放置芯片30，以及至少一固定装置56用来将芯片30固定于基座52上。基座52上则设有一第一阻隔环54用来阻隔蚀刻液。第一阻隔环54是由一低硬度的软质密封材料所构成，当固定装置56将芯片30固定于基座52上时，第一阻隔环54会受到压迫而变形，进而使第一阻隔环54紧贴于芯片30的第二表面34上。其中，芯片30是一晶片(wafer)，其以第二表面34朝向基座52的方式设置于基座52上，当固定装置56将芯片30固定于基座52上时，第一阻隔环52即会将特定区域36环绕住，而达到保护特定区域36不受蚀刻液侵蚀的目的。本实施例中，每一固定装置56皆为一夹钳装置，其可用来将芯片30夹置于基座52之上。如图6所示，当夹钳装置56将芯片30固定在基座52上时，芯片30的第二表面34会紧贴第一阻隔环54，而第一阻隔环54即可阻挡蚀刻液流到特定区域36。此外，芯片保护装置50各组成构件皆由具有耐腐蚀特性的材质制造而成，不会受蚀刻液所侵蚀，因此除了可以完整保护芯片30的特定区域36不受蚀刻液侵蚀之外，芯片保护装置50也可重复回收使用。
请参考图7，图7为图4芯片30经蚀刻而形成歧管42与流体腔44后的剖面图。当芯片30的第一表面32经蚀刻液所侵蚀时，芯片30的内部会形成多个歧管42及多个流体腔44。而当芯片30形成歧管42及流体腔44之后，芯片30只需再经过一些处理步骤后即可制作成喷墨打印机的打印头。因此，藉由芯片保护装置50的保护作用，可先于芯片30的第二表面34形成电路后再进行第一表面32的蚀刻步骤，进而可避免因先形成歧管42造成芯片30强度降低，而影响到后续工艺的进行。
请参考图8至
图10，图8为本实用新型第二实施例芯片保护装置70与芯片30组装时的示意图，图9为图8芯片保护装置70固定芯片30后的示意图。
图10为图8芯片保护装置70沿切线10-10的剖面图。芯片保护装置70也包括一基座82用来放置芯片30，以及包含至少一固定装置78用来将芯片30固定于基座82上。当固定装置78将芯片30固定在基座82上时，芯片30的第二表面34会紧贴一第一阻隔环84，而第一阻隔环84会阻挡蚀刻液流到特定区域36。芯片保护装置70与芯片保护装置50主要不同点为芯片保护装置70另包含一乘载片72。乘载片72上设有一第二阻隔环74，第二阻隔环74也由一低硬度的软质密封材料所构成，当固定装置78将乘载片72固定于芯片30的第一表面32上时，第二阻隔环74会受到压迫而变形，进而使第二阻隔环74紧贴于芯片30的第一表面32上。乘载片72是一圆形环，其上有一开口76，蚀刻液可经由开口72流到芯片30的第一表面32上。因此，相比于第一实施例，本实施例中因多了由软质密封材料所构成的第二阻隔环74，因此对于强度不高的芯片30而言，芯片30只会与第一及第二阻隔环84、74接触，这样，即可避免芯片30因施力不当而破裂。
请参考
图11，
图11为本实用新型第三实施例芯片保护装置100固定芯片30后的剖面图。与芯片保护装置70相同的，芯片保护装置100也包含一基座102用来放置芯片30、一乘载片104、至少一固定装置106用来将芯片30固定于基座102上、一第一阻隔环112设置于基座102上，以及一第二阻隔环114设置于乘载片104上。其中，第一及第二阻隔环112、114也由低硬度的软质密封材料所构成，用来阻隔蚀刻液。本实施例中，第一阻隔环112及第二阻隔环114会将芯片30的外缘38覆盖住，而使得当第一表面32受到蚀刻液所侵蚀时，芯片30的外缘38不受蚀刻液所侵蚀。如
图11所示，本实施例中的第一及第二阻隔环112、114的横切面近似方形，因此，当第一及第二阻隔环112、114与芯片30表面接触时，阻隔环112、114可随著芯片30表面的起伏变化贴近芯片30。如此一来，芯片保护装置100能有效地阻绝蚀刻液与外缘38接触，而达到保护芯片30外缘38的功效。
请参考
图12，
图12为本实用新型第四实施例芯片保护装置120固定芯片30、30’后的剖面图。在本实施例中，芯片保护装置120同时保护两芯片30、30’的第二表面34、34’的特定区域36、36’不受蚀刻液所侵蚀。芯片保护装置120也包含一基座122用来放置两芯片30、30’，基座122包括一第一面132及一第二面134，两芯片30、30’均以其第二表面34、34’朝向基座122的方式分别设置于基座122的第一面132及第二面134上。基座122的第一面132上设有一第一阻隔环142，而第二面134上则设有一第三阻隔环146，分别用来阻隔蚀刻液以保护两芯片30、30’的第二表面34、34’上的特定区域36、36’不受蚀刻液所侵蚀。芯片保护装置120另包含一第一乘载片124、一第二乘载片126及至少一固定装置128。第一乘载片124及第二乘载片126上各有一开口136及138，蚀刻液可经由两开口136、138流到两芯片30、30’的第一表面32、32’上。此外，第一乘载片124上设有一第二阻隔环144，第二乘载片126上设有一第四阻隔环148。其中，固定装置128会将第一乘载片124、第二乘载片126、基座122与两芯片30、30’固定在一起。当两芯片30、30’固定于基座122上时，其第一表面32、32’会分别与第二及第四阻隔环144、148紧贴，而其第二表面34、34’会分别与第一及第三阻隔环142、146紧贴。如此一来，芯片保护装置120即可保护两芯片30、30’的特定区域36、36’不受蚀刻液所侵蚀。
请参考
图13，
图13为本实用新型第五实施例芯片保护装置150固定芯片30后的剖面图。芯片保护装置150与芯片保护装置120非常相似，芯片保护装置150也包括一基座152、一第一乘载片154、一第二乘载片156、一第一阻隔环162、一第二阻隔环164、一第三阻隔环166、一第四阻隔环168以及至少一固定装置158。与芯片保护装置120不相同的是，芯片保护装置150的第一及第二阻隔环162、164会将两芯片30中的一芯片30的外缘38覆盖住，而第三及第四阻隔环166、168会将两芯片30中另一芯片30的外缘38覆盖住，如此一来，当两芯片30的第一表面32受到蚀刻液所侵蚀时，两芯片30的外缘38即不受蚀刻液所侵蚀。
请参考
图14及
图15，
图14为本实用新型第六实施例芯片保护装置180与芯片30组装时的示意图，
图15为
图14芯片保护装置180的剖面图。芯片保护装置180包括一基座182、一活动环184以及一上盖186。基座182上设有一凹槽190，用来放置一第一阻隔环188、芯片30、及一活动环184，活动环184则设置于芯片30与上盖186之间。其中，上盖186的一内表面194上设有一第一螺纹196，其可与基座182的一第二螺纹198相咬合，因此上盖186可以以旋转的方式逐渐地压迫活动环184，进而使得活动环184可均匀地施加一外力于芯片30上，并使芯片30与第一阻隔环188紧贴，而将芯片30固定在基座182上。上盖186上有一开口192，蚀刻液可经由开口192流到芯片30的第一表面32上。除此之外，活动环184上可另设置如前面实施例中的第二阻隔环(未显示)。当活动环184施加外力于芯片30上，此第二阻隔环会与芯片30的第一表面32紧贴，进而使得芯片30的外缘38不会受到蚀刻液所侵蚀。
请参考
图16及
图17，
图16为本实用新型第七实施例芯片保护装置200与芯片30组装时的示意图，
图17为
图16芯片保护装置200沿切线17-17的剖面图。芯片保护装置200包括一基座202，用来设置一芯片30。基座202是一空心柱，其有一上开口204及一下开口206。空心柱202包括一支撑部位208环绕于空心柱202的一端212，支撑部位208上设置有一第一阻隔环214，而芯片30则以其第一表面32与第一阻隔环214接触的方式设置于基座202的支撑部位208。芯片保护装置200另包含一固定装置216，用来施加一重力于芯片30以将芯片30固定于基座202之上。固定装置216是一圆环，放置于芯片30的第二表面34上，圆环216的半径与第一阻隔环214的半径相等，因此圆环216可均匀地施力于芯片30上，且芯片30即不会因受力不平均而破裂。当圆环216将芯片30固定于基座202上后，即可将基座202的支撑部位208浸置于蚀刻液218中，以对芯片30的第一表面32进行蚀刻。
相比于现有于芯片上形成保护膜的方式，本实用新型提供一种芯片保护装置，用来当芯片的第一表面被蚀刻液侵蚀以形成多个歧管时保护该芯片的一第二表面的一特定区域不受该蚀刻液所侵蚀。使用者可先于第二表面形成打印头的相关电路后，再藉由本实用新型的芯片保护装置来保护第二表面上的电路免于第一表面经蚀刻而形成歧管时会受蚀刻液所侵蚀。如此一来，即可避免因先形成歧管会造成芯片强度下降的问题，也不需事先在芯片的第二表面上形成保护膜来保护第二表面的电路。此外，该芯片保护装置也可保护芯片的外缘，使芯片的外缘不会因蚀刻而产生微小的孔洞。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，凡依本实用新型权利要求所做的等效变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
权利要求1.一种芯片保护装置，用来当一芯片的一第一表面被蚀刻液侵蚀以形成多个歧管(manifolds)时保护该芯片的一第二表面的一特定区域不受该蚀刻液所侵蚀，其特征在于，该芯片保护装置包括一基座，用来放置该芯片，该基座上设有一第一阻隔环，用来阻隔该蚀刻液；以及一固定装置，用来将该芯片固定于该基座上；其中当该固定装置将该芯片固定于该基座上时，该芯片会紧贴该第一阻隔环，而该第一阻隔环会阻挡该蚀刻液流到该特定区域。
2.如权利要求1所述的芯片保护装置，其特征在于该芯片是以其第二表面朝向该基座的方式设置于该基座上，当固定装置将该芯片固定于该基座上时，该第一阻隔环会将该特定区域环绕住。
3.如权利要求2所述的芯片保护装置，其特征在于该固定装置是一夹钳装置，用来将该芯片夹置于该基座上。
4.如权利要求2所述的芯片保护装置，其特征在于，该装置另包括一第二阻隔环，该固定装置会将该第二阻隔环固定于该芯片的第一表面上，而使该第二阻隔环与该第一表面紧贴，以使该芯片的外缘不受该蚀刻液所侵蚀。
5.如权利要求4所述的芯片保护装置，其特征在于该第一及第二阻隔环会将该芯片的外缘覆盖住，而使得该芯片的外缘不受该蚀刻液所侵蚀。
6.如权利要求4所述的芯片保护装置，其特征在于，该装置另包括一乘载片，该第二阻隔环是设置于该乘载片上，该固定装置会将该乘载片与该该芯片固定，该乘载片上有一开口，该蚀刻液可经由该开口流到该芯片的第一表面上。
7.如权利要求2所述的芯片保护装置，其特征在于该基座包括一第一面及一第二面，该第一阻隔环是设置于该基座的第一面上，该基座的第二面上另设有一第三阻隔环，用来阻隔该蚀刻液以保护另一芯片的一第二表面的一特定区域不受该蚀刻液所侵蚀，该两芯片是以其第二表面朝向该基座的方式分别设置于该基座的第一面及第二面上，而该固定装置会将该两芯片分别固定在该基座的第一面及第二面上。
8.如权利要求7所述的芯片保护装置，其特征在于，该装置另包括一第二阻隔环及一第四阻隔环，该固定装置会将该第二及第四阻隔环分别固定于该两芯片的第一表面上，而使该第二及第四阻隔环分别与该两芯片的第一表面紧贴，以使该两芯片的外缘不受该蚀刻液所侵蚀。
9.如权利要求8所述的芯片保护装置，其特征在于该第一及第二阻隔环会将设于该基座的第一面的芯片的外缘覆盖位，该第三及第四阻隔环会将设于该基座的第二面的芯片的外缘覆盖住，而使得该两芯片的外缘不受该蚀刻液所侵蚀。
10.如权利要求8所述的芯片保护装置，其另包括一第一乘载片及一第二乘载片，该第二阻隔环是设置于该第一乘载片上，该第四阻隔环是设置于该第二乘载片上，该固定装置会将该第一及第二乘载片与该基座固定，该第一乘载片及该第二乘载片上各有一开口，该蚀刻液可经由该两开口流到该两芯片的第一表面上。
11.如权利要求1所述的芯片保护装置，其特征在于该固定装置包括一上盖及一活动环，该基座上设有一凹槽，用来放置该芯片、该第一阻隔环及该活动环，该活动环是设置于该芯片与该上盖之间，该上盖上有一开口，该蚀刻液可经由该开口流到该芯片的第一表面上，而该上盖是用来压迫该活动环以使该活动环施加一外力于该芯片上，进而使该芯片与该第一阻隔环紧贴。
12.如权利要求11所述的芯片保护装置，其特征在于该上盖的一内表面上设有一第一螺纹，其可与该基座的一第二螺纹相咬合，而该上盖可以以旋转的方式逐渐地压迫该活动环。
13.如权利要求11所述的芯片保护装置，其特征在于该活动环上设有一第二阻隔环，当该活动环施加该外力于该芯片上，该第二阻隔环会与该第一表面紧贴，以使该芯片的外缘不受该蚀刻液所侵蚀。
14.如权利要求1所述的芯片保护装置，其特征在于该基座是一空心柱，该固定装置是放置于该芯片的第二表面上，用来施加一重力于该芯片上，该空心柱包括一支撑部位环绕于该空心柱的一端，该第一阻隔环是设置于该支撑部位之上，该芯片则以其第一表面与该第一阻隔环接触的方式设置于该基座上。
15.如权利要求1所述的芯片保护装置，其特征在于当固定装置将该芯片固定于该基座上时，会压迫该第一阻隔环而使该第一阻隔环变形，进而使该第一阻隔环紧贴于该芯片。
16.如权利要求1所述的芯片保护装置，其特征在于该芯片是一晶片(wafer)。
17.如权利要求1所述的芯片保护装置，其特征在于当该芯片的第一表面被该蚀刻液侵蚀时，该芯片上会形成多个流体腔(chambers)，而每一流体腔分别与一对应的歧管相连通。
专利摘要一种芯片保护装置,用来当一芯片的一第一表面被蚀刻液侵蚀以形成多个歧管(manifolds)时保护该芯片的一第二表面的一特定区域不受该蚀刻液所侵蚀。该芯片保护装置包括一基座,用来放置该芯片,以及一固定装置,用来将该芯片固定于该基座上。其中该基座上设有一阻隔环,用来阻隔该蚀刻液。当该固定装置将该芯片固定于该基座上时,该芯片会紧贴该阻隔环,而该阻隔环会阻挡该蚀刻液流到该特定区域。
文档编号B41J2/16GK2486322SQ01221349
公开日2002年4月17日 申请日期2001年6月4日 优先权日2001年6月4日
发明者胡宏盛, 徐聪平, 陈苇霖, 周忠诚, 李英尧 申请人:明碁电通股份有限公司