本申请要求对提交于2014年12月22日的意大利专利申请No.TO2014A001089的优先权，该申请的内容通过全文引用而以法律允许的最大范围引入本申请。
技术领域：
本实用新型涉及半导体领域，更具体地，涉及一种集成喷墨打印头。
背景技术：
：在各种应用中，有必要在暴露于液体中的表面上施加拒水和/或拒油涂层。例如，在喷墨打印头的示例中，有必要在打印头喷嘴面板上施加抗浸润涂层(AWC)从而防止墨水在喷墨打印期间或者之后形成残留。事实上，在墨滴所排出的喷嘴的孔口周围的残留累积可能导致液滴方向的改变，由此导致打印图像质量的降级。抗浸润处理必须进一步仅被应用在喷嘴孔口的外侧从而防止打印解析度被影响并且当其置于与例如很多可能会在短期内破坏AWC的水基墨水的酸性或碱性溶液相接触时必须为化学上稳定的。对诸如硅、玻璃、或其他无机或有机衬底的表面的抗浸润处理可以通过利用层压、旋涂或者化学气相沉积(CVD)将抗浸润聚合物层进行沉积而获得。上述的处理可以带来良好的表面特性以及卓越的化学稳定性，但是经常不够稳固并且当被放置为与液体进行接触时可能遭受与衬底的剥离。这种现象是由于将沉积的层和衬底进行键合的物理类型的微弱相互作用力所致。这种物理相互作用力通常由于氢键或范德华力所致。进一步，沉积技术可能导致将抗浸润涂层同时施加到喷嘴的孔口之内，由此导致打印工艺的改变。可代替地，抗浸润处理可以通过借助于较之物理键合而言更强的化学键合的化学类型的涂层来获得。典型地，这种涂层利用诸如烷基硅烷或全氟烃基硅烷、氯硅烷或烷氧基硅烷的分子来获得。例如，在硅表面上，烷基硅烷形成通过Si-O-Si键化学地键合到硅表面的均匀的单层(具有范围从数埃到数百纳米的厚度)。上述的涂层不会遭受剥离并且允许通过对烷基尾的适当选择来获得所希望的表面属性。然而，这种类型的涂层已知为当暴露于液体环境中，例如在许多水基墨水的情况下，其不稳定。特别地，如果pH非中性，则Si-O-Si锚定键合在上面所有的液体环境中均不稳定。技术实现要素：这里所描述的一个目的在于提供一种施加抗浸润涂层的装置，所述涂层免于已知的缺陷，特别地始终不会经受物理以及/或化学降级，包括当其被放置为与酸性或碱性水性溶液相接触时，并且将实现将所描述的抗浸润涂层施加到诸如喷墨打印机的喷嘴面板的限制区域。本文描述了集成喷墨打印头。该集成喷墨打印头可以包括容纳有墨水腔室的半导体材料主体、入口通道、出口通道以及延伸在所述主体上方的喷嘴面板，其中所述喷嘴面板由覆盖有本文所描述的抗浸润涂层的半导体材料支撑体构成。在实施例中，一种集成喷墨打印头包括：容纳墨水腔室的主体；入口通道；出口通道；以及在主体的至少一部分之上延伸的喷嘴面板，其中喷嘴面板具有包括覆盖有抗浸润涂层的半导体材料的表面，抗浸润涂层提供为具有倾斜且有序取向的碳氢化合物单层，碳氢化合物单层包括具有从具有八个到二十个碳原子的一个或多个烯烃和炔烃中选择的主链的不饱和碳氢化合物，该碳氢化合物单层键合到半导体材料，键被化学地固定到半导体材料，提供为稳定的Si-C键，抗浸润涂层限制于喷嘴面板而没有与出口通道或集成到主体的电气连接相干涉。本文还描述了一种方法，包括一种用于将抗浸润涂层施加到半导体材料衬底的方法。在实施例中，一种用于向半导体材料衬底施加抗浸润涂层的方法包括以下步骤：向支撑体施加包括至少一个不饱和键以及可选的至少一个杂原子的碳氢化合物的溶液，用于获得在支撑体上的碳氢化合物层；用酸对半导体材料的衬底的至少一个表面进行处理；将所述碳氢化合物层从支撑体转移到半导体材料的衬底的至少一个表面；并且将碳氢化合物层化学耦合到半导体材料的衬底的至少一个表面，当被化学耦合时该碳氢化合物层形成抗浸润涂层。附图说明下面将参照附图中的图示进行详细描述，其中：图1A-图1F为所描述的方法的一个实施例的示意性描述；图2A-图2C描述了半导体材料衬底和不饱和碳氢化合物之间发生的化学反应；图3A-图3H为所描述的方法的另一个实施例的示意性描述；并且图4示出了贯通着所描述的方法可以应用的喷墨打印头的横截面。具体实施方式接下来的描述包括一种用于将抗浸润涂层施加到半导体材料的衬底的方法，该方法包括以下步骤：向支撑体施加包括至少一个不饱和键以及可选的至少一个杂原子的碳氢化合物的溶液，用于获得碳氢化合物不饱和层；用酸对半导体材料衬底的至少一个表面进行处理；将所述碳氢化合物不饱和层从支撑体转移到半导体材料衬底的表面；并且将碳氢化合物不饱和层化学耦合到半导体材料衬底的表面。本方法基于被称为“硅氢化作用”的工艺，其包括使得不饱和碳氢化合物(例如，1-烯烃或1-炔烃)的分子与硅表面进行反应，暴露氢原子。特别地，通过所描述的方法可以创建碳氢化合物单层，该单层特征在于在单层中的碳原子和半导体衬底表面上的硅原子之间的强Si-C键。由此获得的单层为紧密包装的，具有在相对于衬底表面而倾斜且有序的定向上的碳氢化合物链。该单层防止了衬底的氧化并且对于酸性溶液和碱性溶液来说为稳定的。该单层为抗浸润单层。本方法进一步实现了以受限的方式来施加具有适当的化学稳定性的抗浸润单层。例如，在对喷墨打印头进行施加的示例中，与现有技术中已知的方法不同的是，所提出的方法实现了仅仅在喷嘴的孔口处的抗浸润层施加的受限性，而不会涉及通过其排出墨水的开口。进一步可以仅在半导体衬底的特定部分上施加作为涂层的抗浸润单层，而留下设计用于电气接触的定位的其他部分为原封不动。最终，本方法实现了利用辊-辊(roll-to-roll)技术进行批量制造的简单适应性。例如，半导体材料衬底为硅衬底并且可以呈现根据图案而布置的开口。特别地，半导体材料衬底可以是用于喷墨打印的喷嘴面板，如参照图4所描述的。碳氢化合物包括从包括烯烃和炔烃及其混合物的群组中选择出的至少一个不饱和键。特别地，碳氢化合物可以包含八个碳原子到二十个碳原子。例如，不饱和碳氢化合物可以从包括1-烯烃和1-炔烃及其各种混合物的群组中选择。在一些实施例中，在烯烃溶液或炔烃溶液或者包含烯烃和炔烃的溶液共混中的每个碳氢化合物为相同长度(相同数目的碳原子)。在烯烃溶液或炔烃溶液或者溶液共混(包含烯烃和炔烃)中的碳氢化合物也可以在链长度方面有所不同。碳氢化合物可以提供为单体、二聚体、三聚物或聚合物。作为单体、二聚体、三聚物或聚合物的碳氢化合物通常提供为包含八个碳原子到二十个碳原子的烯烃或炔烃，其中烯烃或炔烃具有相同的碳链长度。碳氢化合物可以进一步功能化为给予其所施加到的表面以希望的化学属性。选择用于给予所述表面属性的功能性群组可以从包括但不限于疏水的功能性群组(提供疏水相互作用的终结，或具有终结化氢的功能性群组)的已知的功能性群组中进行选择。代表性的示例包括烷基组、全氟烷基组。对于功能性群组没有明显的尺寸限制。化学耦合的步骤可以通过加热或UV照射来完成。在其中化学耦合的步骤通过加热来执行的情况下，温度在100℃和200℃之间，特别地在150℃和200℃之间。例如，加热可以在包括于1小时到2小时之间的时间间隔中执行可选地，化学耦合的步骤可以利用在从254nm到300nm的波长处的采用了从200秒到15000秒的照射时间的UV照射来执行。现在参照示出了根据所描述方法的实施例步骤的图1A-图1F来描述所提出的方法。在图1A中，诸如弹性平面支撑体的支撑体1被浸入包含例如1-烯烃溶液的不饱和碳氢化合物溶液3的容器2中达到从10分钟到6小时的时间。支撑体1例如可以是聚二甲硅氧烷(PDMS)、聚四氟乙烯(PTFE)、或诸如那些基于全氟聚醚(PFPE)、四氟乙烯(ETFE)以及PTFE(例如，以美国特拉华州ChemoursCompanyFC名义注册的)的氟化高聚物(其在需要模具对于UV透明时尤为适合)、或丙烯酸酯聚氨酯。通常，支撑体1必须为允许其弹性的材料从而其得以适应任何在执行所提出的方法期间将被放置为相接触的表面上的粗糙度。例如，制成支撑体1的材料为聚合物材料并且具有包括在100kPa和5GPa之间的杨氏模量。此外，该材料必须确保对于碳氢化合物溶液3的充分吸收，保持其结构和其机械、物理以及化学特性不变。其最终可以再利用以进行数次打印。由此获得的支撑体1(图1B)具有必须被转移到衬底4之上的碳氢化合物层3(图1C)。衬底4(图1C)为半导体材料，例如具有之前采用诸如氢氟酸(HF)、氟化铵或其混合物进行处理过的表面5的硅。在图1C中，衬底4为提供有用于容纳液体的腔室7和开口8的主体，开口8根据第一图案而布置并且其在表面5和腔室7之间延伸用于允许液体从腔室7中出去。支撑体1接着被放置为与衬底4的第一表面5相接触，如图1D所示，用于将碳氢化合物层3部分地转移到衬底4的表面5之上。转移步骤可以具有包括在2秒和1分钟之间的持续时间。以这种方式，碳氢化合物层3的转移以这样的方式发生，即绝对受限于支撑体1和衬底4的表面5之间的接触点，而不会涉及开口8或者腔室7。由此获得了图1E的结构，其中在衬底4的表面5上出现的是由碳氢化合物层3的材料所形成的抗浸润层13。接着，如图1F所描述的，例如通过在200℃加热达2小时，抗浸润层13固定(即化学关联)至衬底4的表面5。在图2A-图2C中给出了在衬底4和抗浸润层13之间发生的化学反应。如图2A-图2C所描述的，最初，衬底4具有在表面5上的钝化层6(例如，SiO2)。例如上文参照图1C所描述的利用氢氟酸进行的处理具有去除钝化层6并且形成暴露氢原子的硅层12(参见图2B)的目的。碳氢化合物层3于是被转移到层12上。接下来的加热导致碳氢化合物3通过稳定的Si-C化学键而牢固地固定到衬底4，由此形成抗浸润层13。在另一个实施例中，如图3A-图3H所描述的，模具9用于将碳氢化合物层3从支撑体1转移到衬底4的表面5(图3C)。例如是PDMS或PTFE的模具9具有呈现了根据与衬底4的表面5上的开口8的图案相同的第二图案所布置的腔体10的表面11。腔体10进一步完全相同于出现在衬底4的表面5上的开口8。此处，最初如图3A-图3B所描述的，碳氢化合物层3沉积在支撑体1上，如参照图1A-图1B所描述的。接着，如图3D所描述的，模具9的表面11被放置为与支撑体1上的碳氢化合物层3相接触例如达到从2秒到1分钟的时间，用于将碳氢化合物层3的部分转移到柔软模具9的表面11之上，从而形成具有与碳氢化合物层3相同的材料的转移层23(图3E)。呈现在模具9的表面11上的转移层23接着被放置为与衬底4的表面5相接触，例如到达从2秒到1分钟的时间，以这种方式将开口8与腔体10对准(图3F)。以这种方式，转移层23被精确地并且以受限的方式转移到衬底4的表面5上，而没有任何碳氢化合物3的部分分子穿透进入开口8或进入腔室7的风险。模具9可以进一步还用于将碳氢化合物层3转移到没有开口8的支撑体4上。可选地，没有腔体10的模具9可以用于将碳氢化合物层3转移到没有开口8的支撑体4上以及呈现了这种开口的支撑体上。类似地，参照图1A-图1F所描述的实施例，支撑体1可以被提供有类似于模具9的腔体10的腔体，用于将碳氢化合物3应用在可能同样不具有开口8的衬底4的离散区域中。本方法的应用示例为创建受限在喷墨打印头的喷嘴面板上的化学上稳定的抗浸润层，示意性地示出在图4中。此处，整体由50指代的打印头包括例如为硅或玻璃的主体51，容纳与图1C和图3F中的腔室7类似的腔室52。喷嘴面板55延伸在主体51上方并且具有至少一个类似于图1C和图3F中的开口8的喷嘴56。可选地，喷嘴面板55可以包括多个喷嘴56(未示出)，每个连接到不同的腔室52。腔室52通过入口通道61连接到外部贮液池60并且通过出口通道62与喷嘴56相连接。隔膜65在腔室52的一侧上延伸从而将包含在腔室52中的液体推向喷嘴56。阀门(未示出)实现此处为墨水的液体的所希望的运动。喷嘴面板55的顶部表面具有利用参照图1A-图1F或图3A-图3H所描述的“接触打印”方法获得的抗浸润层68。抗浸润层68以受限的方式被沉积，正如之前所描述的，以这种方式同样防止了对接触的遮盖(对此图4仅仅示出了一个，由66指代)以用于集成在主体61内的电子组件(未示出)和外部环境之间经由接线67的电气连接，以及防止对其中不需要抗浸润涂层的所有这些部分的遮盖。上述的方法可以进一步用于在商业可获得的任何类型的喷墨打印头上沉积抗浸润层。所提出方法的进一步的特征将从下面对于一些仅作为非限制性描述而提供的示例的阐释中涌现。示例1-在半导体材料衬底上制备抗浸润涂层：过程的第一步骤包括制造PDMS支撑体。具体地，制备预聚合混合物，由基体184SILICONEELASTOMERKIT(以美国密歇根DowCorningCorporation名义注册)和交联剂(DowCorning)以10:1的重量百分比构成。接着在真空条件下执行对混合物的除气达到一小时。由此获得的混合物沉积在度量值为3cm×3cm的硅母料上。母料预先涂敷有有机硅烷层用于实现接下来的对PDMS支撑体的脱附。沉积在母料上的混合物接着在烤箱中于90℃处交联达到一小时，并且由此获得的PDMS支撑体从硅母料上脱附。由此获得的PDMS支撑体在氮气流下浸入1-十六碳烯链溶液中达到12小时。接着将PDMS支撑体从1-十六碳烯链溶液中去除并且暴露在氮气流中达到30秒钟从而消除过量的液体。其接着在氮气环境中放置为与硅衬底相接触达到30秒钟从而将烯烃层绝对地转移到硅(silicone)衬底的接触区域。硅衬底通过将其浸入在2％的HF水溶液达2分钟之后用蒸馏水冲洗达到30秒钟而预先制备，从而在其表面上创建氢终结化。在PDMS支撑体和硅衬底之间的接触之后，在氮气中在200℃执行加热达到2小时，在此期间根据硅氢化作用反应而发生Si-C键的形成。PDMS支撑体接着从硅衬底分离，其接着在例如三甲基苯以及类似的适当的有机溶剂中进行洗涤从而去除没有反应的烯烃。示例2-根据示例1的抗浸润衬底的性能对根据示例1所描述的方法而提供的用于喷墨打印的喷嘴面板就其抗浸润能力进行测试。将具有尺寸40mm×12mm的四个相同的面板(样本1-样本4)的每一个引入包含具有在7到9之间的pH的青色颜料和水基墨水的小瓶内。将每个面板表面的三分之二浸入墨水中。小瓶接着关闭从而防止墨水蒸发并且设置在60℃的温度达到7天。接着，将面板从小瓶去除并且利用去矿物质水以及接着利用2-丙醇进行清洁。面板接着被干燥。由此获得的面板的抗浸润性能通过对沉积在其上的水滴的接触角度进行测量而评估。特别地，在根据所描述的方法施加抗浸润层之前的面板上的接触角度值(硅氢化作用之前的接触角度)、在根据所描述的方法施加抗浸润层之后的面板上的接触角度值(硅氢化作用之后的接触角度)、以及在浸入墨水后的面板的接触角度值之间进行比对。获得的结果显示在表格1中。正如注意到的，尽管浸入在特别具有侵蚀性的墨水中，接触角度值保持为非常高(硅氢化作用之后的值的90％)，指示着通过本文描述的方法获得的涂层的良好耐化学性。与现有技术中基于硅烷的涂层的比对：来自示例2的面板(样品1)与具有根据现有技术通过硅烷化获得的涂层的面板进行比对。特别地，提供具有现有技术硅烷涂层的下述样品：样品5：涂敷有FOTS(三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷)的面板；样品6：涂敷有硅烷S10(以美国新泽西SolvaySolexis,Inc.的名义注册)的面板；样品7：涂敷有PTMS(丙烷基三甲氧基甲硅烷)的面板。同样在这个示例中，通过测量沉积在样本上的水滴的接触角对抗浸润能力进行评估。结果显示在表格2中。同样在这个示例中，应当注意到通过本文所描述的方法获得的抗浸润层，即便最初接触角度与根据现有技术的涂层可以相当，其在与墨水接触之后更为稳定。与根据已知技术的浸入方法而施加的涂层进行比较：根据在示例1中所描述的获得的四个样品与具有通过将面板浸入烯烃并且随后进行加热而施加的1-十六碳烯涂层的两个面板(样品8和样品9)进行比较。特别地，该样品8和样品9如下所述地制备。在具有将近100mL容量的圆底烧瓶中，3mL的纯1-十六碳烯设置用于在氮气中进行排气约将近1小时。硅衬底(3cm×1cm)预先浸入2％(v/v)(40％)HF水溶液中达到2分钟并且接着利用蒸馏水冲洗达30秒从而获得具有氢终结的表面。硅衬底浸入具有1-十六碳烯溶液的烧瓶中。该烧瓶浸入油浴中并且保持在温度200℃达2小时，再次处于氮气流中。接着，将硅衬底从溶液中拿出，进行冲洗并且在三甲基苯中进行声处理(sonicated)三次，并且最终利用蒸馏水进行冲洗并且接着利用氮气进行干燥。通过测量沉积在衬底样品上的水滴的接触角度来评估抗浸润能力。结果显示在表格3中。正如注意到的，在通过本方法获得的样品和其中通过浸入施加的涂层之间的接触角度是相当的。然而，所描述的方法实现了以极其受限的方式对涂层进行施加，这与浸入方法有所不同。当前第1页1 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