打印头送给槽肋条的制作方法

专利名称：打印头送给槽肋条的制作方法
打印头送给槽肋条
背景技术：
打印头有时包括具有送给槽的片芯(dies)，流体通过这些送给槽输送到流体喷发 腔。减少槽距并增加片芯长度会增加片芯的易碎性。


图1是根据一个示例性实施例的打印机的前视图。图2是根据一个示例性实施例的图1打印机的打印盒的分解底部透视图。图3是根据一个示例性实施例沿线3-3获取的图2打印盒的剖视图。图4是根据一个示例性实施例沿线4-4获取的图2打印盒的剖视图。图5是根据一个示例性实施例的图2打印盒的打印头的分解透视图。图6，7，8A，8B，9A，9B，10A，10B，11A，IlB 是剖视图，它们根据一个 示例性实施例图解说明了图2打印头的形成过程。图12是根据一个示例性实施例的图5打印头的另一个实施例的顶视图。图13是根据一个示例性实施例沿线13-13获取的图12打印头的剖视图。图14是根据一个示例性实施例沿线14-14获取的图12打印头的剖视图。图15是透视图，其根据一个示例性实施例图解说明了图12打印头形成过程的第 一阶段。图16是透视图，其根据一个示例性实施例图解说明了图12打印头形成过程的第 二阶段。图17是透视图，其根据一个示例性实施例图解说明了图12打印头形成过程的第 三阶段。图18是根据一个示例性实施例的图5打印头的另一个实施例的顶视图。图19是根据一个示例性实施例沿线19-19获取的图18打印头的剖视图。图20是根据一个示例性实施例沿线20-20获取的图18打印头的剖视图。图21是根据一个示例性实施例的图5打印头的另一个实施例的顶视图。
具体实施例方式图1图解说明了根据一个示例性实施例的打印装置10的一个示例。打印装置10 被配置成将墨液或其他流体打印或沉淀在打印介质12上，例如纸张或其他材料上。打印 装置10包括介质送给器14和一个或更多个打印盒16。介质送给器14相对于将墨液或流 体喷射到介质上的打印盒16驱动或移动介质12。在图解说明的示例中，在打印过程中 打印盒16在介质上12横向地被驱动或扫描。在其他实施例，打印盒16可能是固定不动 的，而且可基本上延伸跨过介质12的横向宽度。虽然打印盒16是作为配置成可拆卸地安装到打印装置10或安装到打印装置10 内的打印盒被图解说明的，但是在其他实施例中，打印盒16可包括基本上为打印装置10 永久性部分而且不可拆卸的一个或更多个结构。虽然打印装置10是作为前端装载和前端卸载式台式打印机被图解说明的，但是在其他实施例中，打印装置10可具有其他构型， 而且可包括将流体的受控图案，图像或布局等等打印或喷射到表面上的其他打印装置。 这类打印装置的其他示例包括但不限于传真机，影印机，多功能装置或其他打印或喷射 流体的装置。如后文将会描述的，打印盒16包括打印头，打印头具有流体喷发腔，流体喷 发腔由一个层形成，该层还形成肋条，肋条在流体送给槽内延伸并且跨过流体送给槽， 流体送给槽供应流体到所述喷发腔。这类肋条加强了片芯并且减少了终端用户撕带 (detaping)过程中片芯中的破裂。图2-5更详细地图解说明了打印盒16中的一个。如图2所示，打印盒16包括 流体储存器18以及包括柔性回路22和打印头24的头组件20。流体储存器18包括一个 或更多个被配置成供应流体或墨液到头组件20的结构。在一个实施例中，流体储存器18 包括本体23和盖25，它们形成一个或更多个包含流体(例如墨液)的内部流体腔，流体 通过缝槽或开口排放到头组件20。在一个实施例中，。所述一个或更多个内部流体腔可 额外包括毛细管介质(未示出)，毛细管介质用于将毛细力施加到打印流体上以减少打印 流体泄漏的可能性。在一个实施例中，流体储存器18的每一内部腔可进一步包括内部立 管(未示出)和跨过所述内部立管的过滤器。在又一个实施例中，流体储存器18可具有 其他构型。例如，虽然流体储存器18被图解说明成包括一种或更多种流体或墨液的自备 式供应源，但在其他实施例中，流体储存器18可被配置成经由一个或更多个导管或管道 从离轴的流体供应源接收流体或墨液。如图3和图4所示，储存器18的本体23包括插入器或岬突部(headlands) 26。 岬突部26包括本体23的那些连接到打印头24以致将储存器18的一个或更多个腔流体地 密封to打印头24侧面27的结构或部分。在图解说明的示例中，岬突部26将三个分离流 体包含腔28中的每一个连接到打印头24的三个缝槽中的每一个。例如，在一个实施例 中，储存器18可包括三个分离立管，它们将流体输送到三缝槽中的每一个。在一个实施 例中，三分离腔中的每一个可包括一种不同种类的流体，例如一种不同颜色的流体或墨 液。在其他实施例中，储存器18的本体23可包括更多或更少数量的这类岬突部26，这 取决于打印头中从储存器18内不同腔中接收不同流体的缝槽的数量。在图解说明的示例中，片芯30的侧面27通过粘合剂30粘附地结合到本体23。 在一个实施例中，粘合剂30包括胶粘剂或其他流体粘合剂。在其他实施例中，储存器18 的岬突部26可以其他方式密封和接合到片芯24。头组件20包括一个耦连到储存器18的机构，通过该机构所述流体或墨液被选择 性地喷射到介质上。出于公开的目的，术语“耦连”意指将两个构件直接地或间接地彼 此连接。这种连接可以是本质上固定不动的或本质上可活动的。这类连接可利用所述两 个构件或所述两个构件和任何额外的彼此被整体地形成为单一整体的中间构件来实现， 或者可利用所述两个构件或者所述两个构件和任何额外的彼此附接的中间构件来实现。 这类连接本质上可以是永久性的，或者替代性地可以是本质上可拆卸的或可移除的。术 语“可操作地耦连(或耦接)”意指两个构件被直接地或间接地连接成使得运动可从一个 构件直接地或经由中间构件传递到另一个构件。在图解说明的实施例中，头组件20包括按需滴落的喷墨头组件。在一个实施例中，头组件20包括热阻性头组件。在其他实施例中，头组件20可包括被配置成将打印 流体选择性地输送或喷射到介质上的其他装置。在图解说明的特定实施例中，头组件20包括调整片头组件(tab head assembly, THA)和打印头24，其中调整片头组件包括柔性回路22 (示于图2中)。柔性回路22包 括柔性可弯材料的带材，板条或其他结构，柔性可弯材料例如为一种或多种聚合物，支 持或包含终止于电触点31 (示于图2中)且电连接到片芯24的喷发回路的输电线，导线 或迹线。电触点31大致正交于片芯32延伸，并且包括焊盘，所述焊盘被配置成与采用 打印盒16的打印装置的对应电触点形成电接触。如图2所示，柔性回路22卷绕在流体 储存器18的本体22的周围。在其他实施例中，柔性回路22可被省略，或者可具有其他 构型，在这些其他构型中，到打印头24的喷发回路的电连接以其他方式实现。柔性回路 22包括电触点，它们被电连接到与打印头24相关联的对应电触点上。在图解说明的示例 中，柔性回路22和打印头片芯24之间的这种电互连被材料31包封。在其他实施例中， 包封材料31可具有其他构型或可被省去。打印头24(亦称芯片)包括一个或更多个耦连在储存器18的内部流体腔之间的 结构，所述结构被配置成帮助进行液滴的喷射或喷发。打印头24包括片芯或基片32，薄 膜层34，阻挡层36和孔口层38。基片32包括被配置成支持打印头24的其余组件以及 输送流体到薄膜层34的电阻器39(已被示意性地示出)的结构。在一个实施例中，基片 32由硅制成。在其他实施例中，基片32可由其他材料例如一种或多种聚合物制成。如图3-5所示，基片32包括缝槽40。缝槽40包括流体通道，流体通过流体通 道输送到电阻器39。缝槽40具有足够的宽度，足以将流体输送到电阻器39及 其关联喷 嘴中的每一个。在一个实施例中，缝槽40具有的宽度小于或等于约225微米，而且标称 值为约200微米。在一个实施例中，缝槽40中线到中线的节距为大致1.5mm。在芯片 或片芯24上未提供有喷发或寻址回路的实施例中，缝槽40可具有大约0.5mm的中线到 中线节距。在其他实施例中，缝槽40可具有其他尺寸和其他相对间隔。薄膜层34提供了用于打印头24的喷发和寻址回路。特别地，薄膜层34包括多 个层，这些层具有的构造使得能够形成电阻器39及其关联薄膜晶体管(未示出)。所述 薄膜晶体管用于寻址电阻器39以便选择性地喷射流体。电阻器39通过由薄膜层34提供 的导电线路或迹线(未示出)电连接到接触垫31 (示于图2中)。供应给电阻器39的电 能使通过缝槽40供应的流体蒸发，从而形成气泡，气泡迫使或喷射周围的或相邻的流体 通过喷嘴48。在其他实施例中，电阻器39可连接到位于别处的喷发或寻址回路。阻挡层36包括一个或更多个层，所述一个或更多个层被配置成至少部分地形成 包含电阻器39的喷发腔42。特别地，阻挡层36绕电阻器39延伸，从而使得电阻器39 加热喷发腔42内的流体。阻挡层36将每一电阻器42与孔口层38隔开。如图3和图5进一步地示出的，阻挡层36进一步地延伸到送给槽46中，并且在 沿缝槽40的间隔位置处跨过每个送给槽46。阻挡层36从每个缝槽40的相对侧壁延伸 并且与这些相对侧壁接触。因此，阻挡层36在每个缝槽40内形成一系列间隔肋条46。 肋条46(亦称横梁)包括加固结构，其被配置成加强和固定基片32的那些在连续缝槽40 之间的部分。由于肋条46突出到缝槽40中并且抵靠或接触缝槽40的相对侧壁，而不是简单地在缝槽40上方延伸，因此肋条46更加大大地加强了基片32并且固定了基片32。在一 个实施例中，每个肋条46竖直地突出到缝槽40中至少2.5 μ的深度。在另一个实施例 中，每个肋条46突出到缝槽40中至少10 μ的深度。在另一个实施例中，每个肋条46 突出到缝槽40中至少20 μ的深度。在又一个实施例中，每个肋条46突出到缝槽40中 至少40 μ的深度。在其他实施例中，肋条46突出到缝槽40中其他距离。最好如图5所示，在该图解说明的示例中，肋条46具有关于薄膜层34的电阻器 39的热对称设计或构型。特别地，如图5所示，每个肋条4在两对双电阻器39之间延 伸。因此，每个电阻器39及其关联喷发腔(图5中未示出以便说明电阻器39)接近单一 肋条39。因此，任何由肋条46传导到喷发腔中流体的热基本上被均勻地沿缝槽40分散在 流体和所有喷发腔中。热的这种均勻散布消除或减少了任何成带效应(banding effects)， 这些成带效应可能是因肋条46的热的非均勻分布引起的，如果这类肋条46相对于电阻器 39的喷发腔沿缝槽40被非均勻地布置的话。孔口层38(亦称喷嘴层，喷嘴板或顶帽)包括具有大量孔口的板或板条，这些孔 口限定了喷嘴开口 48，打印流体通过喷嘴开口喷射。孔口板38被形成，安装或固定成相 对于缝槽40及其关联喷发回路或电阻器39。如3图所示，孔口层36被安装到裸层36。 因此，肋条46额外地加强了孔口层38，从而减少了从孔口层38去除掉条带时撕带裂纹的产生。在一个实施例中，孔口板38包括一个或更多个层，这些层由与阻挡层46的材料 相同的材料制成。在一个实施例中，阻挡层36和孔口层38由聚合物制成。在一个实 施例中，层36和38可包括基于环氧树脂的光致抗蚀剂。由于所述聚合物包括基于环氧 树脂的光致抗蚀剂，因此阻挡层36和孔口层38的图案化就很方便。在一个特定实施例 中，层 36 和 38 由 SU-8 制成，所述 SU-8 可从 Micro Chem of Newton, Massachusetts 商 购获得。在其他实施例中，层36和38可由其他材料制成。在又一些其他实施例中，层 38可由不同于层36材料的材料制成。例如，在其他实施例中，层38可由金属(例如镍 /黄金层或板)制成。图6-11图解说明了一种用于形成打印头(例如打印头24)的示例性方法。为了 便于进行图示，图6-11图解说明了包括单一送给槽的打印头24的一部分的形成过程。应 该理解的是，打印头24的其余部分可以用与打印头24的这种保留部分类似的方式制成， 而且是用图6-11所示的步骤同时进行。如图6所示，薄膜层34形成在基片32上。如上所述，在一个实施例中，基片 32可包括硅或其他材料。薄膜层34包括多图案化层，它们被堆叠或形成在其上从而形成 电阻器39。在图解说明的示例中，薄膜层进一步形成与每个电阻器39相关联的薄膜晶体 管(未示出)和导电迹线，所述导电迹线延伸到接触垫以便连接到柔性回路22(示于图2 中)。在一个实施例中，薄膜层34可利用基片32的掺杂部分来形成导电体或形成薄膜电 阻的通道层。2003年1月9日公开的美国专利公开2003/0005883中有一些薄膜层34的 示例，在此通过引用将其全部内容并入本文。在其他实施例中，薄膜层34可具有其他构 型，其中薄膜层34提供有电阻器39。如图6所示，薄膜层34被形成为基本上跨过基片 32的整个上表面100。图7图解说明了沟道102的形成。特别地，图7图解说明了去除掉层34和基片32的一些部分，以便形成沟道102。沟道102延伸到基片32中一个深度D，该深度D对 应于随后将要形成的流体送给槽内的肋条46的高度。在一个实施例中，沟道102的深度 D为至少10 μ。在其他实施例中，沟道102的深度至少为约20 μ。在又一个其他实施 例中，沟道102的深度至少为约40 μ。随着沟道深度102的增加，后来形成的、包含在 送给槽内的肋条的高度也将增加，这会提高加到基片32上的刚性或强度。在一个实施例中，利用干蚀刻来重整沟道102以去掉层34和基片32在电阻器39 之间的部分。在其他实施例中，其他材料去除工艺可被用来形成沟道102。在某个实施 例中，在对基片32上的层39进行图案化的过程中，层34在电阻器39之间的部分可被省 略掉。在这样的实施例中，沟道102可通过仅仅去掉基片32的一些部分来形成。图8Α和8Β图解说明了阻挡层36的第一层104 (有时也被称为底物层)的形成。 图8Α是在第一位置处截取的剖视图，肋条46将被形成在所述第一位置之间。图8Β是 在第二位置截取的剖视图，肋条46之一正在被形成为穿过第二位置。层104用作阻挡层 36的基层或基础层。如图8Α和8Β所示，层104跨过层34和沟道102以及在它们的上方被选择性地 图案化。特别地，如图8Α所示，沿沟道102上不形成肋条46的位置(连续肋条46之 间的部分或空间)，其处104并不填充沟道102。如图8Β所示，在将要形成肋条46的 位置处，层104至少部分地填充沟道102。如图8Α和8Β所示，层104并不在电阻器39 上延伸，这样就使得层104形成喷发腔42的一部分，其中喷发腔42是绕电阻器39形成 的。虽然未示出，但在其他位置处，层104处于沟道102和电阻器39之间的部分可被省 略掉，从而在其间形成流体通道，以便流体流到电阻器39。根据一个实施例，层104包括聚合光致抗蚀剂。根据一个实施例，层104包括 基于环氧树脂的负性光致抗蚀剂，例如SU-8。在这种实施例中，层104初始时被旋涂或 覆涂在所有的层34和沟道102上，基本上填充在沟道102中。其后，层104的一些部分 被选择性地暴露(利用适当的光刻掩模)，显影和预烤，从而形成示于图8Α和8Β中的最 终空气104。在其他实施例中，层104可由光刻法之外的其他方法形成。图9Α和9Β图解说明了阻挡层36的第二层106 (有时也被称为腔层)的形成。 图9Α是在第一位置处截取的剖视图，肋条46将被形成在所述第一位置之间。图9Β是 在第二位置截取的剖视图，肋条46之一正在被形成为穿过第二位置。层106建于层104 上，增加了电阻器39周围喷发腔42的高度。如图9Α和9Β所示，层106跨过层104以及在层104上被选择性地图案化。特 别地，如图9Α所示，在沿沟道102上不形成肋条46的位置处(连续肋条46之间的部分 或空间)，层106并不填充沟道102。如图8Β所示，在肋条46将被形成的位置处，层 106建于层104上。如图9Α和9Β所示，层106并不在电阻器39上延伸，这样就使得层 106形成喷发腔42的一部分，其中喷发腔42是绕电阻器39形成的。虽然未示出，但在 其他位置处，层106处于沟道102和电阻器39之间的部分被省略掉，从而在其间形成流 体通道，以便流体流到电阻器39。根据一个实施例，层106包括聚合光致抗蚀剂。根据一个实施例，层106包括 基于环氧树脂的负性光致抗蚀剂，例如SU-8。在这种实施例中，层106初始时被旋涂或 覆涂在所有的层104和沟道102上。其后，层106的一些部分被选择性地暴露(利用适当的光刻掩模)，显影和预烤，从而形成示于图9A和9B中的最终层106。在其他实施 例中，层106可由光刻法之外的其他方法形成。图IOA和IOB图解说明了孔口层38的形成。孔口层38被形成为使得喷嘴开口 48重叠于电阻器39和喷发腔42并且相反于电阻器39和喷发腔42延伸。如图IOB所 示，孔口层38堆叠在层104和106的形成肋条46的那些部分上。由于肋条46延伸到沟 道102中并且与沟道102的侧壁接触，因此孔口层38就被肋条46更可靠地保持和加固。根据一个实施例，孔口层38由聚合光致抗蚀剂制成。根据一个实施例，层104 包括基于环氧树脂的负性光致抗蚀剂，例如SU-8。在一个实施例中，孔口层30由与层 104和106的材料相同的材料制成，增强了这些层之间的结合。在其他实施例中，孔口层 38可由其他材料制成。根据一个实施例，孔口层38的形成是通过首先跨过图8A和8B所示结构的整个 顶表面并在其上旋涂或覆涂上填充材料，以至于有抵抗性，从而使得所有的空穴或凹进 部被填充。其后，执行化学机械平面化(CMP)以抛磨掉填充材料直到表面112 (示于图 8A和8B中)被暴露出。一旦表面112暴露出，预形成或叠层的孔口层38被定位在表 面112的顶上。一旦层38被定位在表面112上，支持背衬被从层38上剥离开，而层38 的选择部分被利用光刻法图案化，从而形成开48。特别地，利用掩模选择性地暴露出层 38的一些部分，并且进行显影以形成开口 48。额外地，显影工艺随后被扩展至通过孔口 开口 48去除填充材料，以打开电阻器39周围的喷发腔42以及打开肋条46之间的那些空 穴。在其他实施例中，可利用其他方法来形成开口 48的构造或图案。在其他实施例 中，替代性地，可在将层38固定到层106的表面112之前在孔口层38中形成开口 48的 构造。在又一实施例中，孔口层38可以其他方式形成或可由其他材料制成。例如，在 其他实施例中，孔口层38可包括金属孔口板。如通过图IOA和IOB进一步地示出的，基片32的一些部分，从侧面114开始， 被进一步去除掉，以形成沟道116。沟道116延伸相反于沟道102延伸并且与沟道102对 齐。但是，沟道116并不完全延伸到沟道102。在一个实施例中，沟道116由基片32的
“外拱”材料利用激光制成。由于沟道116并不穿透到沟道102，因此可用较快速的材 料去除工艺来形成沟道116，而不损伤层104 (或层106或38，如果它们在沟道116形成 时已就位的话)。在其他实施例中，沟道116可利用其他材料去除工艺形成。图IlA和IlB图解说明了完工的流体送给槽40。特别地，基片32在沟道102与 沟道116之间的那些部分被去除。在一个实施例中，这样的部分是利用湿蚀刻去除的。 在其他实施例中，可采用其他材料去除工艺从沟道116到沟道102进行穿透。在沟道116 初始时被形成为延伸到沟道102的实施例中，示于图11中的步骤可被省去。虽然基片32的所有低于每个肋条46的材料被图示为被去除掉，但是在其他实施 例中，基片32的低于和相对于肋条46的一些或所有材料可被保留。例如，在其他实施 例中，与沟道116相对于肋条46间的空间的其他部分相比，沟道116相对于肋条46的 那些部分可具有不同的深度，其中随后进行的去除或蚀刻并不会去除掉相对于肋条46的 所有基片32。在这种实施例中，基片32本身可提供低于和相对于肋条46的横梁或肋条 120(示于图IlB的虚线中)。在其他实施例中，形成在基片32中的这种肋条可替代性地沿流体送给槽40相对于肋条46偏移或错开，其中在这种基片肋条120和阻挡层肋条46 之间穿过流体送给槽40的留下的通道是足够地大的，其足以允许充足的流体流动到电阻
器 39 。图12-17图解说明了打印头224(另一个实施例打印头24示于图1-5中)。图 12-14图解说明了完成后的打印头224。图15-17是透视图，图解说明了如何形成打印头 224。类似于打印头24的，打印头224包括基片232，提供电阻器239的薄膜层234，阻 挡层236和孔口层238。基片232包括缝槽240。缝槽240包括流体通道，流体通过该流体通道输送到 电阻器239。缝槽240具有足够的长度将流体输送给电阻器239。在一个实施例中，缝 槽40具有的宽度小于或等于约225微米，而且标称值为约200微米。虽然仅仅示出了一 个缝槽240，但是打印头224可包括多个类似地布置在基片232中的缝槽240。在一个实 施例中，这种多个缝槽40中线到中线的节距为大致1.5mm。在基片232上未提供有喷发 或寻址回路的实施例中，缝槽240可具有大约0.5mm的中线到中线节距。在其他实施例 中，缝槽240可具有其他尺寸和其他相对间隔。薄膜层234提供了用于打印头224的喷发和寻址回路。特别地，薄膜层234包 括多个层，这些层具有的构造使得能够提供电阻器239及其关联薄膜晶体管(未示出)。 所述薄膜晶体管用于寻址电阻器239以便选择性地喷射流体。特别地，电阻器239通过 由薄膜层34提供的导电线路或迹线(未示出)电连接到接触垫31 (示于图2中)。供应 给电阻器239的电能使通过缝槽240供应的流体蒸发，从而形成气泡，气泡迫使或喷射周 围的或相邻的流体通过喷嘴248。在一个实施例中，电阻器239进一步被连接到同样位于 基片232上的喷发或寻址回路。在另一个实施例中，电阻器239可连接到位于别处的喷 发或寻址回路。阻挡层236包括一个或更多个层，这些层被配置成至少部分地形成邻近于电阻 器239以及处于电阻器239周围的喷发腔242。在阻挡层236和孔口层238根据大致如上 面参照图6-11描述的方法形成的图解说明的示例中，阻挡层236包括第一底物层(priming layer) 304和第二腔层306，它们对应于上面描述的层104和106。如图13所示，阻挡层 236在电阻器239周围延伸，以致电阻器239加热喷发腔242内的流体。阻挡层236将 电阻器239从孔口层238间隔开，并且提供了从流体送给槽240到喷发腔242的流体通道 243。如图13进一步地示出的，阻挡层236进一步地延伸到送给槽46中，并且在沿缝 槽40的间隔位置处跨过每个送给槽46。阻挡层36从每个缝槽40的相对侧壁310，312 延伸并且与这些相对侧壁接触。因此，阻挡层236在缝槽240内形成一系列的间隔肋条 246(如图12所示)。肋条246 (亦称横梁)包括加固结构，所述加固结构被配置成加强 和加固基片232的处于连续缝槽240(图中仅示出其中的一个)之间的那些部分。由于肋条246突出到缝槽240中并且抵靠或接触缝槽240的相对侧壁，而不是 简单地在缝槽240上方延伸，因此肋条246更加大大地加强了基片232并且加固了基片 232。在一个实施例中，每个肋条246竖直地突出到缝槽240中至少10 μ的深度。在另 一个实施例中，每个肋条46突出到缝槽240中至少20 μ的深度。在又一个实施例中， 每个肋条246突出到缝槽240中至少40 μ的深度。在其他实施例中，肋条46可延伸到缝槽40中其他距离。最好如图12所示，在图解说明的示例中，肋条246具有关于薄膜层234的电阻 器329热对称的设计或构型。特别地，如图12所示，每个肋条246延伸在两对双电阻器 239以及它们的关联喷发腔242之间。因此，每个电阻器39及其关联喷发腔242接近单 一肋条246。因此，任何由肋条246传导到喷发腔242中流体的热基本上被均勻地沿缝 槽240分散在流体和所有喷发腔242中。热的这种均勻散布消除或减少了任何成带效应 (banding effects),这些成带效应可能是因肋条246的热的非均勻分布引起的，如果这类 肋条246相对于电阻器239的喷发腔沿缝槽240被非均勻地布置的话。如通过图12进一步地示出的，电阻器239和它们的关联喷发腔242沿缝槽240 相对于彼此被偏移。为了适应这一偏移，肋条246对角地跨过缝槽240和在缝槽240内 延伸。在其他实施例中，肋条246可具有其他角度，或者可垂直于缝槽240的轴线。虽 然肋条246被图解说明成在缝槽240上具有大约50%的填充率，但是在其他实施例中，肋 条246也可具有其他的填充率，其中肋条246具有其他宽度。如图14所示，在肋条246之间的位置中，阻挡层236 (底物层304)突出到侧壁 310和312中并沿侧壁310和312延伸。在这种位置上，阻挡层236用作侧壁310，312 的表面上的防护涂层。因此，在穿透和完成缝槽240期间，侧壁310和312被保护以避 免蚀刻或材料去除，否则这可能会减少支持薄膜层234的搁板的长度或者减弱支持层234 的基片232的搁板。这一由阻挡层236的底物层304提供的防护涂层可使得能够利用更 具侵蚀性的(且更快速的)蚀刻或其他材料去除工艺。孔口层238(亦称喷嘴层，喷嘴板或顶帽)包括具有大量孔口的板或板条，这些 孔口限定了喷嘴开口 248，打印流体通过喷嘴开口喷射。孔口板38被形成，安装或固定 成相对于缝槽240及其关联喷发回路或电阻器239。如图13所示，孔口层238被安装到 阻挡层36。因此，肋条246额外地加强了孔口层238，从而减少了从孔口层238去除掉 条带时撕带裂纹的产生。在一个实施例中，孔口板238包括一个或更多个层，这些层由与阻挡层246的材 料相同的材料制成。在一个实施例中，阻挡层236和孔口层238由聚合物制成。在一个 实施例中，层236和238可包括基于环氧树脂的光致抗蚀剂。由于所述聚合物包括基于环 氧树脂的光致抗蚀剂，因此阻挡层236和孔口层238的图案化就很方便。在一个特定实施 例中，层 236 和 238 由 SU-8 制成，所述 SU-8 可从 Micro Chem of Newton，Massachusetts 商购获得。在其他实施例中，层236和238可由其他材料制成。在又一些其他实施例 中，层238可由不同于层236材料的材料制成。例如，在其他实施例中，层238可由 金属(例如镍/黄金层或板)制成。图15-17图解说明了用于根据图6-11所示方法形成打印头224的一些步骤。图 15图解说明的打印头224的形成阶段对应于图7中所示的阶段。特别地，图15图解说明 了形成在基片232上的薄膜层234。图15进一步地图解说明了去除掉层234和基片232 的一些部分以形成突出到基片232中的沟道102。图16图解说明的打印头224的形成阶段对应于图8A和8B中所示的阶段。特 别地，图16图解说明了底物层304，其处于已被光刻地进行了图案化，以形成处于电阻 器239周围的喷发腔242的基部，以及形成沟道102内的用于肋条246的基部或基础，其还与随后的流质送给槽240的侧壁310和312接触。图17图解说明的打印头224的形成阶段对应于图9A和9B中所示的阶段。特别 地，图17图解说明了在腔层306已经被光刻地图案化后增加腔层306，以形成喷发腔242 和流体通道243的大部分高度。虽然阻挡层236已被图示和描述为由两个层制成，但是 在其他实施例中，阻挡层236可由随后沉积和图案化的单个层或多于两个的层制成。图18-20图解说明了打印头424，另一个实施例的打印头24已被参考图1_5示 出和描述。打印头424类似于打印头224 (示于图12-14中)，但是打印头424包括阻挡 层436，而不是阻挡层336。打印头424的对应于打印头224元件的其余组件被类似地编 号。如图19所示，阻挡层436本身类似于阻挡层236，但是阻挡层436包括腔层 508，腔层508包括桁架510。桁架510包括支柱或栏柱，这些支柱或栏柱从底物层304 朝孔口层238延伸并且与孔口层238接触。桁架510是在腔层508图案化过程中以适当 的光刻掩模利用光刻法形成的。桁架510减少了形成腔层508的材料体积，而且还最小 化或减少了具有多打印头424的晶片的弯曲。此外，桁架510还提供了额外的流体流动 路径512，以增强流体流动。同时，桁架510通过连接孔口层238到肋条246来继续加固 孔口层238，从而保持了刚性或刚度。图21图解说明了打印头624，另一个实施例的打印头24已被参考图1_5示出和 描述。打印头624类似于打印头224 (示于图12-14中)，但是打印头624包括肋条646， 而不是肋条246。打印头624的对应于打印头224元件的其余组件是打印头624的元件被 类似地编号。与肋条246相似，肋条646突出到流体送给槽240中并且延伸跨过流体送给槽 240。与肋条246相似，肋条646接触流体送给槽240的相对侧壁310和312 (示于图13 中)。与肋条246相似，肋条646加强了基片232，并且可由上文参照图6_11示出和描 述的一般性方法或工艺制成。与肋条246不同，肋条646非线性地延伸跨过流体送给槽240以及在流体送给槽 240内延伸。在图解说明的示例中，每个肋条646具有在缝槽240的中心上方平行于缝 槽240延伸的部分。肋条646的这种阶形部分沿缝槽240在相反方向成梯状。肋条646 增强了基片232接近缝槽240末端的部分。在其他实施例中，肋条646可具有跨过缝槽 240的其他非线性构型。虽然本公开已被参照示例性实施例进行了描述，但本领域技术人员应认识到， 在不脱离要求保护的主题的精神和范围的情况下，可作出各种形式上和细节上的修改。 例如，虽然不同的示例性实施例可能已被描述成包括一个或更多个特征，它们提供了一 个或更多个好处，但是可预见到的是，在所描述的示例性实施例中或者在其他替代性实 施例中，所描述的特征可彼此互换，或者替代性地彼此结合。因为本公开的技术相对复 杂，所以并没有预见技术上所有的变化。参考示例性实施例描述和在附图中给出的公开 内容明白无误地应被理解成具有尽可能宽的范围。例如，除非特别地另行说明，否则权 利要求叙述的单个具体元件还应包括多个这种具体元件。
权利要求
1.一种打印头(24，224，424，624)，包括基片(32，232)，其包括流体送给槽(40，240)，所述流体送给槽具有相对的侧壁；和所述基片(32，232)上的第一层(36，236)，其至少部分地形成了流体喷发腔(42， 242)，所述层(36，236)形成了肋条(46，246，646)，所述肋条与相对侧壁中的每一侧 壁接触，并且在所述流体送给槽(40，240)内从所述侧壁中的第一个侧壁延伸到所述侧 壁中的第二个侧壁。
2.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述第一层(36，236) 包括基于环氧树脂的光致抗蚀剂。
3.根据权利要求2所述的打印头(424)，其中所述第一层(36，236)包括SU_8光致 抗蚀剂。
4.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，进一步包括 第二层(238)，其与所述肋条(46，246，646)间隔开；和桁架(510)，其在所述肋条(46，246，646)和所述第二层(34，234)之间延伸。
5.根据权利要求1所述的打印头(25，225，525，625)，其中所述层(36，236)延伸 到所述流体送给槽(40，240)中至少约10 μ的深度。
6.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述层(36，236)延伸 到所述流体送给槽(40，240)中至少约20 μ的深度。
7.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述层(36，236)延伸 到所述流体送给槽(40，240)中至少约40 μ的深度。
8.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述喷发腔(42，242) 中的每一个喷发腔接近所述肋条(46，246，646)中的单一肋条。
9.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述肋条(46，246， 646)仅仅延伸跨过所述送给槽(40，240)以及在所述送给槽(40，240)内延伸。
10.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述流体喷发腔(42， 242)包括第一组喷发腔(42，242)和第二组喷发腔(42，242)，所述第一组喷发腔处于所 述流体送给槽(40，240)的第一侧上，所述第二组喷发腔处于所述流体送给槽(40，240) 的第二相对侧上，第二组喷发腔(42，242)在一个沿所述流体送给槽(40，240)的方向上 从第一组喷发腔(42，242)偏移，其中所述肋条(46，246，646)仅仅延伸跨过所述流体 送给槽(40，240)以及在所述流体送给槽(40，240)内延伸。
11.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，进一步包括所述喷发腔 (42，242)之上的孔口层(38，238)，所述孔口层(38，238)在其处连接到并且接触所述 肋条(46，246，646)。
12.根据权利要求11所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述第一层(36， 236)和所述孔口层(38，238)由同样的材料制成。
13.根据权利要求12所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述第一层(36， 236)和所述孔口层(38，238)由基于环氧树脂的光致抗蚀剂材料制成。
14.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述第一层(36， 236)包括光致抗蚀剂材料，而所述打印头(24，224，424，624)进一步包括薄膜层(34，234)，所述薄膜层形成晶体管，所述晶体管电连接到相邻于所述喷发腔(42，242)的电 阻器(39，2329)。
15.根据权利要求14所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述第一层(36， 236)具有至少约2.5 μ的厚度并且重叠于所述薄膜层。
16.根据权利要求1所述的打印头(24，224，424，624)，其中所述肋条(46，246， 646)在所述流体送给槽(40，240)内非线性地延伸跨过所述流体送给槽(40，240)。
17.—种方法，包括在基片(32，232)上形成第一层(36，236)，所述第一层(36，236)至少部分地形成 肋条(46，246，646)和所述基片(32，232)上的流体喷发腔(42，242)，所述肋条与流体 送给槽(40，240)的相对侧壁接触，同时在所述流体送给槽(40，240)内从第一侧壁延伸 到第二相对侧壁。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步地包括形成进入到所述基片(32，232)的第一侧内的第一沟道；在所述第一沟道中形成第一层(36，236)；和去除掉所述基片(32，232)的处于第一沟道与基片(32，232)的第二相对侧面之间的 部分，从而形成穿过所述基片(32，232)的缝槽(40，240)，其中所述第一层(36，236) 的部分形成了肋条(46，246，646)，所述肋条延伸跨过流体送给槽(40，240)并在流体 送给槽(40，240)内延伸。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述肋条(46，246，646)对角地延伸跨过所 述流体送给槽(40，240)。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一层(36，236)延伸到所述流体送给槽 (40，240)中至少约10 μ的深度。
全文摘要
一种打印头(24，224，424，624)，包括层(36，236)，该层至少部分地形成流体喷发腔(42，242)和肋条(46，246，646)，所述肋条与流体送给槽(40，240)的相对侧壁接触，同时在所述流体送给槽(40，240)内从第一侧壁延伸到第二相对侧壁。
文档编号B41J2/16GK102015315SQ200880129027
公开日2011年4月13日 申请日期2008年5月6日 优先权日2008年5月6日
发明者A·菲利普斯, B·D·钟, B·克拉克, E·惠特克, M·吉里, S·P·麦克莱兰 申请人:惠普开发有限公司