微型射流结构的制作方法

专利名称：微型射流结构的制作方法
技术领域：
本申请公开的内容一般涉及射流元件结构，特别是涉及微型射流结构及其制造方法。
背景技术：
射流结构，例如用于液体喷射装置中的，利用腔室和多个喷嘴或开口排出液体。用于形成腔室和喷嘴的微型射流结构可包括半导体基材或其上具有多个电器部件的薄片(例如，喷墨设备可包括电阻，所述电阻用于加热腔室中的油墨，使得油墨中形成气泡，气泡迫使油墨从喷嘴中排出)。
腔室和喷嘴可由层叠的聚合材料形成。使用聚合材料形成喷嘴和腔室的一个潜在困难在于，当用于特殊液体(例如，具有相对高溶剂含量的油墨等)时，该材料受到损坏或变劣。使用聚合材料的另一个困难在于，当聚合材料经受一定温度环境时，该温度是指在使用上述结构的设备的操作过程中可达到的温度，该材料也会受到损坏或变劣。
腔室和喷嘴也可由金属形成。某些金属可能具有理想的材料性能，然而，这些金属也可能会增加微型射流结构的制造成本。
更进一步，用于形成并镀膜结构的工序通常是非选择性工序。因而，基本上整个结构由同一材料形成以获得期望的表面性能。进一步，如果要求在结构上镀膜，则通常应使用与工序中被镀设备和/或元件相适应的镀膜。
因而，希望提供一种可被有选择地镀膜且制造成本相对低廉的微型射流结构。

发明内容
此处公开了一种微型射流结构。该微型射流结构包括具有边缘的基材和设置在邻接该边缘的至少部分基材上的层叠薄膜。层叠薄膜包括绝缘材料层和来源层，来源层位于暴露出部分绝缘层的位置。腔室层设置在至少部分来源层上。绝缘材料层、来源层以及腔室层限定了微型射流腔室。具有预定表面性能的层被电镀到腔室层、来源层的另一部位的至少一部分、以及绝缘层的暴露部分上。


通过参考下文的详细描述和附图，本发明的实施方案所公开的目的、特征及优点将变得明显，其中，相同的附图标记对应相似元件，尽管它们不一定是相同的元件。为了简明，已描述过功能的附图标记，若在后续的附图中再次出现，则不再进行相关的描述。。
图1A到1M是部分示意性剖视图，示出了微型射流结构的可选实施方案的可选制造方法；图2A到2K是部分示意性剖视图，示出了微型射流结构的制造方法实施方案的另一个可选实施方案；图3A到3D是部分示意性剖视图，示出了由图1A-1M和图2A-2I描述的工序制造的微型射流结构的可选实施方案；图4是依据具体实施方案的部分打印头的部分示意性剖视图；图5A-5G是部分打印头的部分示意性剖视图，该打印头与图4所示打印头相似，示出了依据具体实施方案的制造过程的步骤；图6A-6E是部分打印头的部分示意性剖视图，该打印头与图4所示打印头相似，示出了依据另一具体实施方案的制造过程的步骤；图7A-7D是部分打印头的部分示意性剖视图，该打印头与图4所示打印头相似，示出了依据再一个具体实施方案的制造过程的步骤；图8是扫描电子显微照片，示出了由依据具体实施方案的正性光致抗蚀剂形成的牺牲层；图9是扫描电子显微照片，示出了由依据具体实施方案的负性光致抗蚀剂形成的牺牲层；图10是扫描电子显微照片，示出了移除如图8所示的正性光致抗蚀剂后的多个喷墨头腔室；图11是扫描电子显微照片，示出了移除如图9所示的负性光致抗蚀剂后的多个喷墨头腔室；以及图12是扫描电子显微照片，示出了其上具有预定表面性能的层的微型射流结构的实施方案。
具体实施例方式
这里描述的微型射流结构的实施方案适用于多种设备。具体地，微型射流结构可适用于，例如，喷墨打印头或托架，燃料喷射器，微型射流生物设备，药物散布设备(pharmaceutical dispensing devices)，和/或类似设备。进一步，用于制造该结构的方法的实施方案考虑到了多种元件的选择性设置，从而允许使用多种材料来制造该结构。
现在参考图1A到1M，概括地描述制造微型射流结构10的实施方案的两个可选实施方案。两个方法实施方案均包括在基材12上设置层叠薄膜30。基材12可由任意适合的材料制造。在实施方案中，基材12可选择地至少部分地依赖于所述设备中结构10被有效地设置上。基材材料的非限定的实施例包括半导体材料、硅片、石英片、玻璃片、聚合物、金属等等。应当明白，聚合物基材上通常覆盖有可以充任阴极的来源层。进一步，基材12还可包括逻辑和/或驱动/激励电子线路；或者基材可以包括电阻，所述电阻可以连接到截止模冲激励(off die power)和逻辑电路上。
层叠薄膜30包括绝缘层37和来源层38。如图1A所示，绝缘层37通常是设置在基材12上的覆盖层，来源层38通常是设置在绝缘层37上的覆盖层。层叠薄膜30可采用多种适合的技术设置，该技术包括但并不局限于物理汽相淀积(PVD)、汽化沉淀、化学气相淀积(CVD)、等离子增强物理汽相淀积、等离子增强化学气相淀积、适当的初级粒子混合物(appropriate precursormixtures)的旋涂和烘焙(即在玻璃上旋转(spin on glass))，或非电解淀积(即自催化喷镀(autocatalytic plating))等等。
绝缘层37可由任何适当的绝缘材料形成。绝缘材料的非限定实施例为绝缘材料。应当明白该绝缘材料可以是有机绝缘材料、无机绝缘材料和/或有机和无机绝缘材料的杂化混合物。有机绝缘材料的非限定实施例是聚乙烯(乙烯基苯酚)(PVP)，无机绝缘材料的非限定实施例是四氮化三硅和二氧化硅。适于制造绝缘层37的材料的其它实施例包括，但并不局限于，正硅酸乙酯(TEOS)、硼磷硅酸盐(borophosphosilicate)玻璃、硅酸硼玻璃、磷硅酸盐玻璃、氧化铝、金刚砂、四氮化三硅、和/或它们的混合物、和/或类似物。应当明白，这些化合物的非化学计量形式也可被使用。
来源层38可以包括一层或多层，至少其中一层充任阴极。依据具体实施方案，来源层38包括一种或多种金属、比如金、钽、它们的合金，或它们的混合物。在图1A描述的实施方案中，来源层38包括设置在钽层上的金层。依据其它实施方案，来源层可以包括其它任意多种的金属或金属合金，比如镍、镍铬合金、铜、钛和金层、钛钨合金、钛、钯、铬、铑、它们的合金、和/或它们的混合物。依据具体实施方案，来源层38具有大约500埃到大约1,000埃的厚度。依据其它具体实施方案，来源层38的厚度为大约500埃到10,000埃。
如图1B所示，制造方法进一步包括有选择地蚀刻层叠薄膜30，从而使基材12的一部分和绝缘层37的一部分暴露出来。应当理解，可在蚀刻绝缘层37之前先蚀刻来源层38。任何适当的蚀刻工艺均可用于蚀刻来源层38。通常利用抗蚀图形蚀刻绝缘层37，该抗蚀图形在暴露绝缘层37待蚀刻区域的同时，保护来源层38不被蚀刻。在实施方案中，蚀刻可以通过等离子腐蚀(例如活性离子刻蚀或溅射腐蚀)或湿的化学浸蚀来完成。在彻底蚀刻后，在非限定的实施例中，层叠薄膜30设置在邻接基材12的边缘(一条或多条边缘)的位置上。
图1C到1G描述了制造微型射流结构10的一个实施方案，和图1H到1M描述了制造微型射流结构10的另一个实施方案。
现在参考图1C，制造方法的实施方案包括在基材12和绝缘层37的暴露部分上设置牺牲层172(即牺牲结构)。应当明白，可使用任何适合的牺牲材料172。适合的牺牲材料的非限定实施例包括光致抗蚀剂、正硅酸乙酯(TEOS)、旋压玻璃(spin-on glass)、多晶硅、和/或它们的混合物。
如果，例如牺牲层172是抗蚀剂，该牺牲层172可通过喷涂、旋涂、层压工艺进行设置。在另一个实施方案中，牺牲层172可通过化学气相淀积或物理汽相淀积、和/或类似方式进行设置。
应当明白牺牲材料172可被形成或制造成任何适合于随后设置的腔室层50的图案。腔室层50如此设置，从而基本上覆盖了未被牺牲层172覆盖的层叠薄膜30的区域，例如来源层38。因而牺牲材料172充任心轴或模子，环绕牺牲材料172可设置腔室层50。牺牲材料172还充任其上具有腔室层50的底层元件(例如基材12和绝缘层37)的屏蔽部分。当所示出的腔室层50设置成其顶面同牺牲材料172的顶面基本上处于同一平面时，该腔室层50可设置成其顶面比牺牲结构172的顶面高，然后磨光或蚀刻该腔室层50，从而使其顶面与牺牲结构172的顶面处于同一平面。
依据具体实施方案，腔室层50由镍或镍合金形成。依据其它不同的具体实施方案，腔室层50可以包括其它金属或金属合金，比如镍、铁、钴、铜、铬、锌、钯、金、铂、铑、银、及其合金(非限定的实施中包括铁钴(Fe-Co)合金、钯镍(Pd_Ni)合金、金锡(AuSn)合金、金铜(AuCu)合金、镍钨(NiW)合金、镍硼(NiB)合金、镍磷(NiP)合金、镍钴(NiCo)合金、镍铬(NiCr)合金、银铜(AgCu)合金、钯钴(PdCo)合金等)、和/或它们的混合物中的一种或多种。在非限定实施例中，用于形成腔室层50的金属或金属合金通过电镀或非电解淀积工艺设置腔室层50。应当明白，该腔室层50也可能通过PVD或CVD工艺进行设置。
在实施方案中，腔室层50具有大约20微米到大约100微米的厚度。依据其它具体实施方案，腔室层50具有大约1微米到大约50微米的厚度。
现在参考图1D，在设置腔室层50之后去除牺牲层172。可通过任何适合的技术除去牺牲层172。应当明白，去除方法的选择部分取决于所使用的牺牲材料172。在实施方案中，牺牲材料172被通过溶剂反萃取工艺、酸性溶液(其非限定实施例包括硫酸、盐酸等)、基本溶剂(其非限定的实施例包括氢氧化四甲基铵、氢氧化钾等)、或它们的混合物去除。应当明白，氧化等离子腐蚀可用于去除聚合牺牲材料。
如图1D所示，微型射流腔室70形成在除去牺牲材料172后的位置上。在实施方案中，腔室70由基材12、层叠薄膜30和腔室层50确定。腔室70可容纳、但是并不局限于容纳生物液体、油墨、燃料、药物液体等等。应当明白，结构10还可用于容纳从腔室70供给和排出这些液体的元件，然而为了清楚起见，这里对此不作描述。
图1D还描述了在腔室层50上设置具有预定表面性能的层54。应当明白，可以有选择地电镀层54，以使其除邻接暴露于腔室70的腔室层50和来源层38的部分外，还邻接腔室层50的顶面。应当理解，有选择地电镀有利于在不与基材12相接触的情况下，将层54设置到绝缘层37上。
可选择具有预定表面性能的层54，以使腔室层50和来源层38提供抗蚀性能。层54可提供的其它性能包括但并不局限于此，表面硬度、吸湿性、表面粗糙度、亮度、预定密度、预定表面光洁度(例如基本上无裂缝)、预定孔隙度、和/或这些性能的组合。
在表面表现具有相对光泽沉淀(shiny deposits)的实施方案中，表面平均粗糙度在大约2纳米到大约20纳米的范围内。在表面表现具有相对粗糙的镀层或具有无光泽外观的可选实施方案中，表面平均糙度大于大约0.5μm。在要求具有软表面的位置，层54可具有大约80VHN(维克斯硬度)到大约120VHN的硬度，且在要求具有硬的位置，层54可具有大于大约600VHN的硬度。关于层54的吸湿度，接触角(当用水测量时)可大于大约50°，在可选实施方案中，该接触角可大于大约90°。应当理解，在要求高湿润表面的时候，该接触角可小于大约10°。
在实施方案中，层54是钯、镍、钴、金、铂、铑、及其合金、和/或它们的混合物。不受任何理论的束缚，人们普遍相信由于有选择地电镀独立于结构10的其余元件的层54，因此有多种材料可供选择(例如镍腔室层50和钯层54)，从而在保证结构10的表面完整性的同时，可制造出成本相对低廉的结构10。
层54通常是薄层。在实施方案中，层54的厚度为大约0.05μm到大约4μm。在非限定实施例中，层54的厚度大约是1μm。
在一个实施方案中，在层54沉淀之前，可在腔室层50上设置第二来源层(即薄的粘附层)52(参考图2D到2K，在下文进一步描述)。
现在参考图1E，在腔室70中设置有预定图案的另一个牺牲层172′。牺牲层172′通常如此图案化，以使随后设置的喷嘴层60具有限定于其中的开口。应当理解，牺牲层172′基本上覆盖了腔室70，使喷嘴层不能渗入到腔室70。
图1F描述了喷嘴层60的设置。在实施方案中，有选择地电镀喷嘴层60，以使其基本覆盖未被牺牲层172′覆盖的层54的区域，例如直接电镀到腔室层50上。因而，牺牲材料172′充任心轴或模子，可在其上和/或环绕该牺牲材料172′设置喷嘴层60。
依据具体实施方案，喷嘴层60包含与用于制造腔室层50的材料相同的材料。依据其它具体实施方案，腔室层50和喷嘴层60可由不同材料形成。
现在参考图1G，采用前述方法去除第二牺牲层172′。在除去牺牲层172′的位置上，形成其内具有开口62(例如，在喷嘴层60上设置孔或洞以定义该开口62)的喷嘴层60，并暴露出腔室70。应当理解，喷嘴层60可进一步图案化以确定开口62。依据具体实施方案，开口62形成通过喷嘴层60的基本基本圆柱形的孔，且可具有大约1微米到大约20微米的直径。依据其它具体实施方案，开口62的直径为大约4到45微米。应当可以理解，开口62可允许液体进入微型射流腔室70和/或从微型射流腔室70中排出。
应当可以理解，图1G也描述了微型射流结构10的一个实施方案。
现在参考图1H到1M，描述制造微型射流结构10的另一个实施方案。在蚀刻层叠薄膜30后(如图1B所示)，牺牲层172设置在部分来源层38、绝缘层37的暴露部分、基材12的暴露部分之上。图1H还描述了电镀的腔室层50。在这个实施方案中，腔室层50设置在部分来源层38上，且来源屋38的另一部分由牺牲层172覆盖。
图1I描述了牺牲层172的去除，从而形成来源层38、绝缘层37、和基材12的暴露部分。除去牺牲层172形成由层叠薄膜30、腔室层50和基材12确定的腔室70。
图1J描述了有选择地电镀具有预定表面性能的层54。如上所述，在该实施方案中，层54除覆盖了邻接腔室70的腔室层50和来源层38的部分区域外，还覆盖了腔室层50的顶面。可以理解，在这个实施方案中，层54的一部份除可邻接绝缘层37外，或替代邻接绝缘层37，还可邻接来源层38。
同时，图1K到1M描述了喷嘴层60的形成和最终的微型射流结构10。图1K描述了具有预定图案的第二牺牲层172′的设置，图1L描述了电镀的喷嘴层60，以及图1M描述了除去第二牺牲层172′后的微型射流结构10，除去第二牺牲层172′使得腔室70被打开，并使喷嘴层60具有限定于其内的孔62，该孔62可通向腔室70。
现在参考图2A到2K，描述制造微型射流结构10的另一实施方案。图2A和2B相似于图1A和1B。在设置绝缘层37和来源层38之后，蚀刻它们以使部分基材12和部分绝缘层37暴露。
图2C描述了腔室层50和牺牲层172的添加。如上文所述，当图2D描述的腔室层50设置在部分来源层38上时，腔室层50也可设置在整个来源层38上。
现在参考图2D，在腔室层50和牺牲层172上设置第二来源层52。采用或配置第二来源层52以促使上覆的喷嘴层60和腔室层50的粘附。依据具体实施方案，来源层52包括镍或镍合金。依据其它实施方案，相对于腔室层50而言，来源层52可包括如上所述的任何金属或金属合金。依据具体实施方案，来源层52具有大约500到1,000埃的厚度，以及依据多个其它实施方案，其具有大约500到3,600埃(或大于3,600埃)的厚度。
虽然图2D所示来源层52由单层材料形成，但是依据其它具体实施方案，该来源层52可包括多层材料。例如来源层52可由第一层为包含钽的底层和其上为包含金的第二层形成。依据此实施方案，可利用钽促使金层与下层腔室层(例如腔室层50)的粘附。
现在参考图2E，利用例如光刻掩膜和沉淀的方法，将第二牺牲层/结构164设置在第二来源层52的预定部分。应当可以理解，牺牲层164可基本上覆盖第二来源层52并图案化以形成牺牲结构或图案164。牺牲结构164可包括光致抗蚀剂，例如正性或负性光致抗蚀剂，并且可依据任何合适的方法(例如层叠、自旋等)形成。依据其它具体实施方案，其它牺牲材料可也用于牺牲层，例如正硅酸乙酯(TEOS)、旋压玻璃和多晶硅。
牺牲层164可采用与形成牺牲层172、172′的材料相同的材料，也可采用与之不同的材料。牺牲层164通常如此图案化，以使随后设置的喷嘴层60具有限定于其内的开口62。
图2F描述了喷嘴层60的设置。在实施方案中，有选择地电镀喷嘴层60，以使其基本覆盖未被牺牲层164覆盖的第二来源层52的区域，例如直接电镀到腔室层50上。因而，牺牲材料164充任心轴或模子，可在所述牺牲材料164上和/或环绕该牺牲材料164设置喷嘴层60。
现在参考图2G和2H，形成喷嘴口62和腔室70。如图2G所示，可从喷嘴层60的孔62中去除牺牲层164。可采用任何适当的方法去除牺牲层164，所述方法包括但并不局限于溶剂显影工艺、氧化等离子、酸浸蚀、等等。
再如图2G所示，去除孔62下层的第二来源层52的预定部分，以暴露出牺牲层172的上面或顶面。可利用湿的或干的蚀刻或其它的工艺去除来源层52的预定部分。在非限定实施方案中，来源层52是镍，可利用稀硝酸蚀刻工艺去除该预定部分。在另一个非限定实施方案中，来源层52可是金，可利用碘化钾蚀刻工艺去除该预定部分。任何适合除去第二来源层52的上述部分的蚀刻剂均可被采用(例如蚀刻剂的选择取决于，或至少部分取决于层52的成分等)。
如图2H所示，在暴露牺牲层172的顶面或上表面后(如图2G所示)，去除牺牲层172。可利用如上所述的相似方法去除牺牲层172。如图2H所示，去除牺牲层164、172从而形成腔室70和喷嘴孔62。
现在参考图2I，具有预定表面性能的层54被设置在喷嘴层60上、以及第二来源层52、腔室层50和来源层38暴露于腔室70的部分上。
可通过孔62在腔室70的内部有选择地电镀层54。应当可以理解，电镀工艺可如此实施以使层54不接触基材12且邻接于绝缘层37。
在图2J和2K所示的可选的实施方案中，在设置层54之前，可在基材12内形成一条或多条流入通道15。流入通道15可从基材12的外部伸入腔室70。应当可以理解，除孔62之外，还可使用流入通道15，在邻接腔室70的区域有选择地电镀层54。不受任何理论的束缚，人们普遍相信，在电镀过程中，孔62和流入通道15相接合基本上可更大量地输送层54。
还应进一步理解，孔62和流入通道15可用作液体进出腔室70的入口和出口。
现在参考图3A到3D，描述该微型射流结构10的四个可选实施方案(以上述方法形成)。每个实施方案通常包括基材12、层叠薄膜30、腔室层50、具有预定表面性能的层54、喷嘴层60，和喷嘴孔62。应当可以理解，在实施方案中，该腔室70和/或喷嘴孔62适合于在其内容纳液体。
图3A描述的实施方案示出了腔室层50设置在大致整个来源层38上，使层54邻接腔室层50的顶面以及腔室层50和来源层38暴露于腔室70的部分。在该实施方案中，层54可邻接于绝缘层37上，且没有暴露于基材12上。
图3B描述的实施方案示出了腔室层50设置在部分来源层38上，使得层54邻接腔室层50的顶面并邻接腔室层50和来源层38暴露于腔室70的部分。但是，在该实施方案中，层54除可邻接绝缘层37外，还可邻近来源层38，或该层54可邻接来源层38而不靠近绝缘层37。可以理解，层54没有暴露于基材12上。(P14)图3C描述的实施方案示出了在腔室层50和喷嘴层60之间设置第二来源层52。如此电镀层54以使其邻接喷嘴层60的顶面以及第二来源层52、腔室层50和来源层38暴露于腔室70的部分。在该实施方案中，层54除邻接绝缘层37外，还可邻接到来源层38上。应当理解，层54没有暴露于基材12上。
图3D描述的实施方案示出了在腔室层50和喷嘴层60之间设置第二来源层52。如此电镀层54以使其邻接喷嘴层60的顶面以及第二来源层52、腔室层50和来源层38暴露于腔室70的部分。在这个实施方案中，腔室层50设置在整个来源层38上，从而使层54邻接绝缘层37。该层54没有暴露于基材12上。
可以理解，绝缘层37将来源层38与底层的基材12或薄膜电隔离。不受任何理论的束缚，人们普遍相信，来源层38和腔室层50的隔离基本上避免了层54喷镀到基材12的暴露表面的可能。
图3A到3D描述的微型射流结构10可被有效配置到多种设备11中，所述设备11包括电子设备(非限定性实施例包括燃料喷射器(可用于许多设备，包括而不是限于内燃引擎)、喷墨打印头、微型射流生物学的设备、药物设备、和/或类似物)。
依据具体实施方案，用于生产或制造打印头(例如热喷墨打印头)的方法或工艺包括利用牺牲结构充任模子或心轴，在其上放置金属或金属合金，之后去除该牺牲结构。牺牲结构确定了用于存贮油墨的腔室和歧管，并以孔或开口(例如管口)的形式确定了喷嘴，穿过该喷嘴油墨从打印头中排出。依据具体实施方案，利用金属淀积方法形成金属或金属合金，金属淀积方法的非独占性的或非限定性的实施例包括电沉积工艺、非电解淀积工艺、物理淀积方法(例如溅射)、和化学气相淀积工艺。
利用金属形成打印头的喷嘴层和腔室层的有利之处在于，金属具有相对地耐油墨(例如高溶剂含量的油墨)侵蚀，所述油墨可降解或损害传统的由聚合材料等材料形成的结构。另一个有利之处在于，利用金属或金属合金层可比传统打印头经受更高的操作温度。例如传统打印头所用聚合材料可能在70℃和80℃之间开始降解，相反，金属部件在非常高的温度环境中也保持完整。
图4是部分微型射流结构10的部分示意性剖视图，特别是依据具体实施方案的热喷墨打印头10′的部分示意性剖视图。打印头10′包括腔室70，腔室70容纳来自于流入通道15的油墨。当使用打印头10’时，油墨穿过开口62从腔室70中排出到打印介质或记录介质上，所述开口62在一个实施方案中为喷嘴。
打印头10′包括基材12，例如半导体基材或硅基材。依据其它实施方案，多种半导体材料可用来形成基材12。例如基材可由下述任意一种半导体材料制造，包括硅、硅锗、(或其它含锗材料)等等。依据其它实施方案，基材还可由玻璃(二氧化硅)形成。
以电阻14形式形成的构件或元件设置在基材12上。配置电阻14是为了加热容纳在腔室70中的油墨，从而使一部分油墨蒸发以在腔室70内形成气泡。当气泡膨胀时，一滴油墨从开口62排出。电阻14可电连接到打印头10′的多个部件上，使得电阻14接收输入信号等，输入信号有选择地命令电阻14为腔室70提供热量以加热容纳于其中的油墨。
依据具体实施方案，电阻14包括WSixNy。依据其它多个具体实施方案，该电阻14可能包括任意多种材料，包括但不限于TaAl，TaSixNy，和TaAlOx。
材料层20(例如保护层)设置为基本上覆盖电阻14。保护层20是用来保护电阻14免遭损害的，由于多种情况(例如油墨等的腐蚀)，所述损害可引起空穴或其它副作用。依据具体实施方案，保护层20包含钽或钽合金。依据其它具体实施方案，保护层20可由任意多种其它材料形成，例如碳化钨(WC)、碳化钽(TaC)，以及如碳的金钢石。
通过在基材12上沉淀电阻材料，然后利用光刻法和蚀刻法对该材料进行图案化以形成电阻14。通过沉淀、图案化、蚀刻的方法设置导线(其将电阻14连接到驱动和起动电子元件上)。进一步，随后在电阻14和导线上沉积电阻保护层20，然后对其进行图案化和蚀刻处理。可以理解，电阻保护层20既可以是单层材料、也可由多层薄膜层组成。
多层薄膜层30(上文描述的是层叠薄膜30的非限定实施例)设置在基本基本整个保护层20上。依据图4示出的具体实施方案，薄膜层30包括32、34、36和38四层。可以理解，薄膜层30可包括上述绝缘层37和来源层38。依据其它实施方案，薄膜层可包括不同的层数(例如，多于四层等)。层20、32、34、36和38(图4)在打印头使用过程中可保护基材不受油墨侵蚀，和/或充当粘接层或用于随后的沉积材料的表面预处理层。依据其它具体实施方案，可在层20与基材12中间或之间设置附加材料层。该附加层可与逻辑电子线路和驱动电子线路及电路相连接，所述电子线路和电路用来激活或起动电阻14。
如图4所示，层38是来源层38(前述)，其在覆盖金属层的电沉积期间充任阴极。
多个层(例如层32、34、36、38，及任何位于中间层20和基材12之间的附加层)均可包括导体，例如金、铜、钛、铝铜合金，和氮化钛；正硅酸乙酯(TEOS)和硼磷硅酸盐(borophosphosilicate)玻璃(BPSG)层，用于促进下层与随后的沉积层之间的粘附并用于将下金属层与随后的沉积金属层隔离；金刚砂和SixNy用于保护打印头10’的电路不受油墨腐蚀；二氧化硅、硅、和/或多晶硅用来制造电子器件比如晶体管等等；及其它多种材料。
腔室层50设置为基本覆盖多层薄膜30。可以理解，腔室层50可由多种适合的材料及多种适合的工艺形成，上文已描述了其实施例。
在实施例中，如前文所述，具有预定表面性能的层54可设置在腔室层50上。在可选实施方案中，第二来源层52设置为基本覆盖腔室层50。
喷嘴层60可设置为基本覆盖腔室层50和来源层52，或覆盖腔室层50和层54。在另一个实施方案中，喷嘴层60设置为基本覆盖腔室层50和来源层52，并基本被层54覆盖。依据具体实施方案，喷嘴层60具有大约5到100微米的厚度。依据其它实施方案，喷嘴层60具有大约1到30微米的厚度。
图5A-5G是部分热喷墨打印头10’的部分示意性剖视图，该打印头与图5所示打印头相似，示出了依据具体实施方案的制造过程的步骤。
如图5A所示，薄膜层130设置在基层112上。薄膜层130可与图4所示薄膜层30相同，并可包括来源层和任意多的附加薄膜层，如图4描述的那些附加层。在本领域公知，薄膜层130可设置为基本覆盖电阻和保护层(未示出)，该电阻和保护层如图4所示的电阻14和保护层20。
如图4示出的具体实施方案所示，当薄膜层130作为连续层示出时，在电阻上的部分薄膜层130被去除。去除部分薄膜层130的工序可在图5A到5G所示的工序之前或之后执行。例如，在图5A到5G所述工序之前去除上述部分的位置处，可填充光致抗蚀材料，随后去除填充的光致抗蚀材料以形成腔室和喷嘴，例如形成如图4所示的腔室70和开口62。还需注意，去除薄膜层230和330中与之相同部分的工序可分别在相对于图6A-6E和7A-7D所述工序之前或之后执行。为简单起见，将图5A-5G、6A-6E和7A-7D所示的各实施方案描述为，在形成腔室和喷嘴之后去除部分薄膜层130、230和330。
如图5A所示，牺牲材料设置为基本覆盖薄膜层130并被图案化以形成牺牲结构或图案172。牺牲材料172可包括光致抗蚀材料，例如正性或负性光致抗蚀材料，并可依据任意适合的方法设置(例如，层压、自旋等)。依据一个具体实施方案，用于形成牺牲结构172的牺牲材料是正性光致抗蚀材料，例如SPR220，可从宾夕法尼亚费城的rohm和haas购得。依据其它具体实施方案，牺牲材料是负性光致抗蚀材料，例如可从加州Sunnyvale的JSR Micro购得的THB 151N材料，或可从马萨诸塞州牛顿的MicroChem公司购得的SUB光致抗蚀材料。
依据其它具体实施方案，也可用其它牺牲材料作为牺牲材料，例如正硅酸乙酯(TEOS)、自旋玻璃，和多晶硅。利用光致抗蚀材料的一个优点在于其相对易于图案化以形成所需形状。例如，依据具体工序，光致抗蚀材料层可被沉积或设置为基本覆盖薄膜层130，且随后被射线(例如，紫外(UV)线)曝光以改变(例如solubize或聚合)光致抗蚀材料的一部分。之后去除光致抗蚀材料的曝光部分或未曝光部分(即，根据所采用的光致抗蚀材料的类型)，形成相对精确的材料图案。
在牺牲结构172形成或图案化后，图5B中金属层150设置为基本覆盖未被牺牲结构172覆盖的薄膜层130的区域。如此，牺牲结构172充任心轴或模子，环绕该心轴或模子可沉积金属。牺牲结构172也充任下层的掩膜以避免金属层150设置于其中。当层150被示为沉积成其顶表面与牺牲结构172的顶表面处于基本同一平面时，层150可被沉积到比牺牲结构172的顶表面高的位置，然后磨光或蚀刻层150的顶面以使其与牺牲结构172的顶表面共面。
依据具体实施方案，层150可充当腔室层，例如图4所示的腔室层50。因此，层150可由上述用于腔室层50的金属及金属合金中的任意多种形成。例如，依据一个具体实施方案，层150包含镍或镍合金。将镍提供给层150(或是提供给这里所述的包含镍的任何的其它层)的一个方法是使用含有机添加剂(例如糖精、芳香族磺酸、氨磺酰、sulphonimides等等)的硫酸镍、氯化镍和硼酸的水溶液的瓦特槽(Watts bath)。
依据具体实施方案，使用电沉积工艺沉积层150。依据一个具体实施方案，使用瓦特镍化学过程(Watts nickel chemistry)，采用直流电沉积工艺沉积层150。在该实施方案中，电沉积工艺在一个杯型喷镀设备中实施。依据另一实施方案，电沉积工艺可在槽型喷镀设备中实施。瓦特镍化学过程包括镍金属、硫酸镍、氯化镍、硼酸及其它添加剂，该添加剂中的各个组分的含量从1毫克/公升到200克/公升的范围内。
依据具体实施方案，首先将电阻图案制备到片层表面(如图4所示，其可包括任意多种薄膜层，例如层32、34、36及38)，随后将片层在硫酸中浸泡30秒，为沉淀作准备。在其它实施方案中，可利用其它酸或清除方法，例如等离子腐蚀或紫外线臭氧清除。然后将片层放置到喷镀设备中并开始电沉积，电沉积是在将电镀直流电源设置为大约3安培每平方分米(amps/dm2)电流密度的条件下开始的。在其它实施方案中，基于所用喷镀化学和所要求的镀覆速率(高安培电流密度可形成高镀覆速率)，电沉积工艺可利用大约0.1到10amps/dm2的电流密度范围。这些条件可用于沉积图5A-5F所示的腔室层和喷嘴层，以及图6A-6E和图7A-7D所示的各个实施方案。
依据另一个具体实施方案，层150可通过非电解淀积工艺或任何其它工艺进行设置，通过上述工艺金属可被沉积到薄膜层130上(例如物理汽相淀积方法，比如溅射镀膜；以及化学气相淀积方法等等)。
如图5C所示，金属层152(例如来源层)设置为基本覆盖牺牲结构172和层150。依据另一具体实施方案，可省略层152。可采用与图4描述的层52相同的材料形成层152。可采用任意适合的工艺(例如物理汽相淀积、蒸发、非电解淀积等)沉积层152。就层52而言，层152可包括一层材料或多层材料(例如，含有钽的第一层和含有金的第二层，等)。
在图5D中，牺牲结构164设置为基本基本覆盖层152，并且使用传统的光刻法掩模和沉淀方法对齐牺牲结构172。可采用与形成牺牲结构172的材料相同的材料形成牺牲结构164，或采用与牺牲结构172的材料不同的材料形成牺牲结构164。和牺牲结构172一样，通过光刻方法由牺牲材料层(例如正性或负性光致抗蚀剂等等)形成牺牲结构164。
在图5E中，金属层160(类似于图4中设置的喷嘴层60)设置为基本覆盖未被牺牲结构164覆盖的层152的区域。层160可由与图4描述的喷嘴层60所用的材料相同的材料形成。
如图5F和5G所示形成腔室170和喷嘴162。如图5F所示，从喷嘴162去除牺牲结构164。按照具体实施方案，可使用任意多种方法去除牺牲结构164。例如牺牲结构164可用溶剂冲洗工艺、氧化等离子、酸浸蚀或任意多种其它适合于除去牺牲结构164的工艺去除。
再如图5F所示，位于喷嘴162下的层152部分被去除，以暴露出牺牲结构172的上表面或顶面。可通过湿的或干的蚀刻或其它的工艺实现除去部分层152。按照具体实施方案，层152由镍或镍合金形成，可利用稀硝酸蚀刻法去除部分层152。按照另一个具体实施方案，使用金或金合金形成层152，可利用碘化钾蚀刻去除部分层152。适合去除部分层152的任意多种蚀刻剂(例如根据层152的成分等选择蚀刻剂)均可被利用。选择适当的蚀刻剂的一个条件是避免损坏用于形成层150和160的金属。
在牺牲结构172的表面或顶面被暴露后(如图5F所示)，如图5G所示去除牺牲结构172。可使用与上述去除牺牲结构164的方法相同的方法去除牺牲结构172。
如图5G所示，去除牺牲结构164和172并蚀刻部分层152，从而形成包括腔室170和喷嘴162的结构，该腔室170用于存储用于打印头100的油墨，该喷嘴162用于从腔室170排出油墨。当图5G所示的腔室170设置为大体上覆盖薄膜层130时，可通过随后的蚀刻步骤去除全部或部分位于腔室170下的薄膜层130。按照另一个具体实施方案，在沉积牺牲结构172和164之前，可蚀刻薄膜层130。在图5A到5G描述的形成步骤之前或之后，也可形成打印头100的其它部件。例如在图5G所示的结构形成之前或之后，可形成供应油墨到腔室170的一条或多条油墨流入通道15。
图6A到6E是部分热喷墨打印头200的部分示意性剖视图，该热喷墨打印头200与图4所示打印头相似，并示出了按照另一个具体实施方案制造打印头的步骤。与图5A到5G所示具体实施方案相比，图6A到6E所示具体实施方案使用牺牲结构，可在形成腔室层和喷嘴层的金属沉积之前形成。在这个实施方案中，无需在腔室层和喷嘴层之间设置金属层，例如来源层152(参见，即图5A到5F)。
如图6A所示，设置或形成基本基本覆盖薄膜层230的第一层牺牲材料，该薄膜层230与上述薄膜层130相似。一旦设置完第一层牺牲材料，第一层牺牲材料将被图案化以确定义出去除区域和保留区域(即，其用于形成部分牺牲结构)。按照具体实施方案，其中负性光致抗蚀剂材料设置为大体上覆盖薄膜层230，该光致抗蚀剂材料通过射线，例如紫外光曝光而被图案化，从而形成曝光部分272和未曝光的部分273。在这个实施方案中，曝光部分272在紫外线曝光的条件下发生聚合反应，然后充任用于形成腔室和喷嘴(见图6E)的部分牺牲结构。按照另一个实施方案，其中使用正性光致抗蚀剂，部分272可以是未曝光部分而部分273可以是紫外线曝光部分。
第二层牺牲材料设置为大体上覆盖第一个层牺牲材料，并被图案化以定义出至少一个去除部分或区域，并定义出将被保留以形成另一部分牺牲结构的部分或区域。对第二层牺牲材料的图案化工艺可参考所述的用于图案化第一层牺牲材料的方法执行，例如通过射线(例如紫外线)将部分第二层牺牲材料曝光。如此，在第二层牺牲材料中形成了曝光部分264和未曝光部分265(或反之亦然，可利用正光致抗蚀剂材料)。
在曝光第一和第二层牺牲材料的一部分后，第一和第二层的各部分被去除以形成牺牲结构，该牺牲结构可用来确定打印头的腔室和喷嘴。在图6C中，按照具体实施方案去除部分273和265。去除部分光致抗蚀剂形成具有顶部或上部的部分264和底部或下部的部分272的牺牲结构266，部分264用于形成打印头200的喷嘴，部分272用于形成打印头200的油墨腔室和油墨歧管。
按照具体实施方案，采用同样材料并分别采用两个沉积步骤形成用于形成部分264和272的第一和第二层牺牲材料。在另一个实施例中，在一个沉积步骤中采用一层材料形成第一和第二层牺牲材料。在另一个实施例中，采用不同材料形成用于形成部分264和272的第一和第二层牺牲材料(例如其中一层使用正性光致抗蚀剂而另一层使用负性光致抗蚀剂)。
如图6D所示，金属层250设置或沉积为大体上覆盖薄膜层230，并靠近牺牲结构266的部分264和272。按照具体实施方案，用于形成层250的金属可以是与图4描述的用于形成腔室层50和喷嘴层60的材料相同的材料。可使用任意适合的沉积方法设置用于形成层250的金属，所述方法包括电沉积、非电解淀积、物理汽相淀积、化学气相淀积、等等。依据具体实施方案，其中使用直流电沉积(DC)工艺设置用于形成层250的金属，该金属被如此设置以使其与牺牲结构266的部分264的顶面或上面处于同一平面或稍低于部分264的顶面或上面。如图6D所示，用于形成层250的金属在远离部分264的区域增厚了厚度。这样处理的一个理由是当层250的厚度比部分272的高度高时，金属被设置可纵向和横向沉积在部分272上，如此可减小在部分272附近的纵向沉积作用率。一旦层250的横向沉积作用停止，层250的沉积速率在各个区域都相同(包括基本上覆盖部分272和邻接部分264)。
如图6E所示，在设置层250后去除牺牲结构266。可使用与上述去除牺牲结构164和172的相同方法，去除牺牲结构266。如图5A到5F所示，在形成图6E所示结构之前或之后还可使用其它程序步骤。
按照具体实施方案，可使用化学的、机械的磨光方法或其它的相似的方法磨平金属层250的顶面或上面。执行这种平面化步骤的一个有利之处在于可使打印头200的整个表面相对平坦或使喷嘴周围具有平面特征。
图7A到7D是部分打印头300的部分示意性剖视图，该打印头300与图4所示打印头相似，示出了按照另一个具体实施方案制造打印头的步骤。与图6A到6E所示的实施方案相类似，图7A到7D所示实施方案的一个特点在于在沉积用于形成打印头结构的金属之前，形成整个牺牲结构。
如图7A所示，具有顶部或上部的部分364和底部或下部的部分372的牺牲结构366形成为大体上覆盖薄膜层330。如图6A到6E所示的结构264和272一样，顶部364被用来形成喷嘴，且底部372用来形成油墨腔室或油墨歧管。可采用与图6A到6E相同的方法形成牺牲结构366(即，可利用连续沉积、图案化和去除分离的二层光致抗蚀剂层中的各层的一部分的方法形成牺牲结构)。
再如图7A所示，金属层390设置为大体上覆盖牺牲结构366和未被牺牲结构366覆盖的薄膜层330的表面。可采用任意多种沉积方法形成层390，所述方法包括物理汽相淀积、蒸发、化学气相淀积、电沉积、非电解淀积、自催化的喷镀、等等。层390用来充当来源层以覆盖用于形成打印头结构的金属层。按照具体实施方案，层390可具有大约500到3,000埃的厚度。按照其它具体实施方案，层390可具有大约500埃到2微米的厚度。
层390可包括相对惰性的金属，比如金、铂、和/或金铂合金。按照其它的实施方案，层390可以包括钯、钌、钽、钽合金、铬和/或铬合金。
如图7B所示，金属层350设置为或沉积为大体上覆盖层390(即，大体上覆盖并环绕牺牲结构366并大体上覆盖薄膜层330上未被牺牲结构366覆盖的部分)。用于形成层350的材料可与形成图4所示腔室层50和喷嘴层60的材料相同。如图7B所示，用于形成层350的部分金属扩展到大体上覆盖牺牲结构366的顶部364的顶面。
按照图7C所示具体实施方案，平面化工艺用来磨平层350和牺牲结构366的顶面，按照具体实施方案，化学的机械的磨光方法用来磨平层350和牺牲结构366的顶面。
如图7D所示，采用与去除牺牲结构366的上述方法相同的方法去除牺牲结构366。其结果是形成了类似于上述图4示出的腔室70和开口62的腔室370和喷嘴362，如上所述，附加的处理步骤可在图7D所示的结构形成之前或之后执行。
作为一个可选步骤(未显示)，与用于形成层390的材料相似或相同的金属层可被设置为大体上覆盖层350的顶面。这种结构的一个有利之处在于层350可被有效地密封或包覆以避免油墨或其它液体的侵蚀。如此，相对惰性的金属(例如金、铂、等等)可用来形成与打印头所用油墨相接触的壁或表面，同时价格相对较低的材料(例如镍)可用作“填充剂”材料以形成腔室和喷嘴的结构。
图8到11是扫描电子显微摄影照片，示出了按照具体实施方案的喷墨打印头腔室的形成。图8示出了放大500倍的由光致抗蚀剂形成的腔室层的牺牲结构。图9示出了放大1,000倍的由负性光致抗蚀剂形成的相同腔室层的牺牲结构。图10和11示出了在分别去除图8和9所示的牺牲光致抗蚀剂结构后的腔室的形成。图8示出了由SPR220抗蚀剂制造的心轴最初形状。图10中镀层材料的壁的形状与图8所示镀层抗蚀剂的最初形状相符。图9和11示出围绕JSRTHB 151N电镀的镍也与抗蚀剂的形状相符。图10和11也示出可以沉积出具有相对平坦或水平表面的结构。
图12是扫描电子显微照片，示出了其上具有层54的微型射流结构的形成。如图所示，层54与腔室层50和喷嘴层60相符，并邻接来源层38。如上所述，层54不与基材12相接触。
可以理解，此处披露的任意一个实施方案均可包括具有预定表面性能的层54。还可以理解，层54可位于腔室层50(也被称为150、250、350)、喷嘴层60(也被称为160)、和/或邻接微型射流腔室70(也被称为170、370)的区域/元件上(通常排出基材12)。
实施方案公开了许多优点，包括但不限于下列优点。在保证结构10的表面完整性的同时，有选择地电镀具有预定性能的层54和腔室层50使得制造成本相对便宜。此外，当分别设置结构元件(例如层54、腔室层50、喷嘴层60)时，有多种材料可供选择。更进一步，此处描述的微型射流结构10的实施方案更适用于多种设备，比如喷墨打印头、燃料喷射器、微型射流生物设备、药物撒布设备、和/或类似物。
虽然已经详述了个别实施方案，但对本领域技术人员而言，对所公开的实施方案进行修改是显而易见。所以，上述内容只是本发明的具体实施例，而不是对本发明的限定。
权利要求
1.一种微型射流结构(10，10′)，包括具有边缘的基材(12)；层叠薄膜(30，130，230，330)，其设置在邻接边缘的至少部分基材(12)上，所述层叠薄膜(30，130，230，330)包括绝缘层(37)和来源层(38)，来源层(38)位于暴露出部分绝缘层(37)的位置；腔室层(50，150，250，350)，其设置在来源层(38)的至少一部分上，其中基材(12)、层叠薄膜(30，130，230，330)和腔室层(50，150，250，350)限定出微型射流腔室(70，170，370)；以及具有预定表面性能的层(54)，其被电镀到腔室层(50，150，250，350)上、来源层(38)的另一部位的至少一部分上以及绝缘层(37)的暴露部分上。
2.如权利要求1所述的微型射流结构(10，10’)，其中具有预定表面性能的层(54)包括钯、镍、钴、金、铂、铑、它们的合金，及其混合物中的至少一种。
3.如权利要求1和2中任意一个所述的微型射流结构(10，10’)，其中预定表面性能包括耐腐蚀性、表面硬度、表面粗糙度、吸湿性、预定密度、预定表面光洁度、预定孔隙度、亮度、及这些性能的组合性能中的至少一种。
4.如权利要求1到3中任意一个所述的微型射流结构(10，10’)，其中腔室(70，170，370)适合于容纳生物液体、油墨、燃料、药物液体中的至少一种。
5.如权利要求1到4中任意一个所述的微型射流结构(10，10’)，进一步包括设置在具有预定表面性能的层(54)上的喷嘴层(60，160)，所述喷嘴层(60，160)具有限定于其内的孔(62，162，362)以使流体至少可进入微型射流腔室(70，170，370)或可从微型射流腔室(70，170，370)中排出。
6.一种制造微型射流结构(10，10’)的方法，所述方法包括在基材(12)上设置层叠薄膜(30，130，230，330)，所述层叠薄膜(30，130，230，330)包括绝缘层(37)和来源层(38)；有选择地蚀刻层叠薄膜(30，130，230，330)，从而暴露出部分基材(12)和部分绝缘层(37)；在暴露的基材(12)及暴露的绝缘层(37)上设置牺牲层(172，272，372)；在来源层(38)上电镀腔室层(50，150，250，350)；去除牺牲层(172，272，372)，从而形成微型射流腔室(70，170，370)；以及在腔室层(50，150，250，350)上以及绝缘层(37)的暴露部分上电镀具有预定表面性能的层(54)。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括在来源层(38)的一部分上附加设置牺牲层(172，272，372)；在来源层(38)的另一部分上附加电镀腔室层(50，150，250，350)，其中包括从来源层(38)的另一部分上去除牺牲层(172，272，372)的牺牲层(172，272，372)去除；以及在来源层(38)的另一部分上附加设置具有预定表面性能的层(54)。
8.如权利要求6和7中的任意一个所述的方法，进一步包括以预定图案在微型射流腔室(70，170，370)中设置第二牺牲层(172’)；在第二牺牲层(172’)的预定部分上和在具有预定表面性能的层(54)上有选择地电镀喷嘴层(60，160)；去除第二牺牲层(172’)，形成具有限定于其内的孔(62，162，362)的喷嘴层(60，160)，从而使流体至少可进入微型射流腔室(70，170，370)或可从微型射流腔室(70，170，370)中排出。
9.如权利要求6到8中的任意一个所述的方法，其中通过物理汽相淀积、汽化沉淀、化学气相淀积、等离子增强物理汽相淀积、等离子增强化学气相淀积、或旋涂的方法完成绝缘层(37)和来源层(38)的设置。
10.一种电子设备(11)，包括权利要求1所述的微型射流结构(10，10’)；以及容纳在微型射流腔室(70，170，370)中的预定液体。
11.一种微型射流结构(10，10’)，包括具有边缘的基材(12)；层叠薄膜(30，130，230，330)，其设置在邻接边缘的至少部分基材(12)上，所述层叠薄膜(30，130，230，330)包括绝缘层(37)和来源层(38)，来源层(38)位于暴露出部分绝缘层(37)的位置；腔室层(50，150，250，350)，其设置在来源层(38)的至少一部分上，其中基材(12)、层叠薄膜(30，130，230，330)和腔室层(50，150，250，350)限定出微型射流腔室(70，170，370)；喷嘴层(60，160)，其设置在腔室层(50，150，250，350)上，所述喷嘴层(60，160)具有限定于其内的孔(62，162，362)；以及具有预定表面性能的层(54)，其被电镀到喷嘴层(60，160)上、来源层(38)的另一部位的至少一部分上以及绝缘层(37)的暴露部分上。
12.如权利要求11所述的微型射流结构(10，10’)，其中具有预定表面性能的层(54)包括钯、镍、钴、金、铂、铑、它们的合金，及其混合物中的至少一种。
13.如权利要求11和12中任意一个所述的微型射流结构(10，10’)，其中预定表面性能包括耐腐蚀性、表面硬度、表面糙度、吸湿性、预定表面光洁度、预定密度、预定孔隙度、亮度、及这些性能的组合性能中的至少一种。
14.如权利要求11到13中任意一个所述的微型射流结构(10，10’)，其中腔室层(50，150，250，350)及喷嘴层(60，160)中的至少一层包括镍、铁、钴、铜、金、钯、铂、铑、铬、锌、银、它们的合金，及其混合物中的至少一种。
15.如权利要求11到14中任意一个所述的微型射流结构(10，10’)，其中微型射流腔室(70，170，370)和喷嘴层孔(62，162，362)中的至少一个适合于容纳生物液体、油墨、燃料、药物液体中的至少一种。
16.如权利要求11到15中任意一个所述的微型射流结构(10，10’)，进一步包括设置在基材(12)的另一部位上的电阻(14)；和设置在电阻(14)上并位于基材(12)与层叠薄膜(30，130，230，330)之间的电阻保护层(20)。
17.一种制造微型射流结构(10，10’)的方法，所述方法包括在基材(12)上设置层叠薄膜(30，130，230，330)，所述层叠薄膜(30，130，230，330)包括绝缘层(37)和来源层(38)；有选择地蚀刻层叠薄膜(30，130，230，330)，从而暴露出部分基材(12)和部分绝缘层(37)；在暴露的基材(12)和暴露的绝缘层(37)上设置牺牲层(172，272，372)；在来源层(38)上电镀腔室层(50，150，250，350)；在腔室层(50，150，250，350)和牺牲层(172，272，372)上设置第二来源层(52)；在第二来源层(52)的预定部分上设置第二牺牲层(164，264，364)；在第二来源层(52)的另一部分上电镀喷嘴层(60，160)；去除第二牺牲层(164，264，364)、第二来源层(52)的预定部分和牺牲层(172，272，372)，从而在喷嘴层(60，160)中形成孔(62，162，362)并形成微型射流腔室(70，170，370)；以及在喷嘴层(60，160)和绝缘层(37)的暴露部分上有选择地电镀具有预定表面性能的层(54)。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括在来源层(38)的一部分上附加设置牺牲层(172，272，372)；在来源层(38)的另一部分上附加电镀腔室层(50，150，250，350)，其中包括从来源层(38)的另一部分上去除牺牲层(172，272，372)的牺牲层(172，272，372)去除；在来源层(38)的另一部分上附加设置具有预定表面性能的层(54)。
19.如权利要求17和18中任意一个所述的方法，其中设置层叠薄膜(30，130，230，330)，包括设置绝缘层(37)，然后在绝缘层(37)上设置来源层(38)。
20.如权利要求17到19中任意一个所述的方法，进一步包括在设置层叠薄膜(30，130，230，330)之前，在基材(12)上设置电阻(14)和电阻保护层(20)。
全文摘要
本发明涉及一种微型射流结构(10)。该微型射流结构(10)包括基材(12)，该基材(12)具有边缘和设置在邻接该边缘的至少部分基材(12)上的层叠薄膜(30，130，230，330)。层叠薄膜(30，130，230，330)包括绝缘层(37)和来源层(38)，来源层(38)位于暴露出部分绝缘层(37)的位置。腔室层(50，150，250，350)设置在至少部分来源层(38)上。绝缘层(37)、来源层(38)以及腔室层(50，150，250，350)限定了微型射流腔室(70，170，370)。具有预定表面性能的层(54)被电镀到腔室层(50，150，250，350)、来源层(38)的另一部位的至少一部分、以及绝缘层(37)的暴露部分上。
文档编号B41J2/05GK1946557SQ200580013322
公开日2007年4月11日 申请日期2005年4月26日 优先权日2004年4月29日
发明者M·沙亚拉, K·希基, W·奥雷利 申请人:惠普开发有限公司