模制流体流动结构的制造方法与工艺

模制流体流动结构

背景技术：
在喷墨笔或打印杆中的每个打印头芯片包括小通道，该小通道将墨载送到喷射室。墨通过结构中的通路从墨供应源分配到芯片通道，该结构支撑在笔或打印杆上的(多个)打印头芯片。可能希望缩小每个打印头芯片的大小，例如以降低芯片的成本，并且相应地降低笔或打印杆的成本。然而，使用较小的芯片可能需要改变支撑芯片的较大结构，包括将墨分配到芯片的通路。附图说明图1-5示出了实现新型打印头流动结构的一个示例的喷墨打印杆。图6-11和图12-15示出了用于制造诸如在图1-5中所示打印杆中可能使用的打印头流动结构的示例性过程。图16-21示出了用于制造诸如在图1-5中所示打印杆的晶圆级过程的一个示例。图22-24示出了新型打印头流动结构的其它示例。图25-27和图28-30示出了用于制造诸如在图22-24中所示那样的打印头流动结构的示例性过程。贯穿附图，相同的附图标记标示相同或类似的部件。附图未必按比例绘制。一些零件的相对尺寸被夸大，以更清楚地示出所示示例。具体实施方式已经开发出采用衬底宽打印杆组件的喷墨打印机，以帮助增加打印速度和降低打印成本。衬底宽打印杆组件包括多个零件，这些零件将打印流体从打印流体供应源载送至小型打印头芯片，打印流体从打印头芯片喷射到纸张或其它打印衬底上。虽然减小打印头芯片的尺寸和间距对于降低成本来说仍然是重要的，但将打印流体从较大的供应源部件导引至非常小的更紧密间隔的芯片需要实际上会增加成本的复杂的流动结构和制造过程。已经开发出一种用于制造打印头流体流动结构的新过程，该结构有助于实现在衬底宽喷墨打印机中使用较小的打印头芯片。在一个示例中，新过程包括在多个打印头芯片周围的材料的主体中形成流体流动通道，使得通道中的一个或多个接触进入芯片中的每一个的流动通路。在该示例的一种实施中，在使用转移模制工具模制芯片周围的主体的同时，将通道模制到主体中。新过程的示例不限于制造打印头结构，而是可以用来制造其它装置并用于其它流体流应用。因此，在一个示例中，新过程包括在材料的一体主体中模制微型装置和在主体中形成流体流动通路，流体可穿过该流体流动通道直接流至微型装置。微型装置例如可以是电子装置、机械装置或微机电系统(MEMS)装置。流体流例如可以是进入微型装置或到微型装置上的冷却流体流或进入打印头芯片或其它流体分配微型装置的流体流。附图中所示和下文描述的这些和其它示例示出但不限制本发明，本发明在说明书之后的权利要求书中限定。如本文所用，“微型装置”是指具有小于或等于30mm的一个或多个外部尺寸的装置；“薄的”是指厚度小于或等于650µm；“薄片”是指具有至少3的长宽比(L/W)的薄微型装置；“打印头”和“打印头芯片”是指喷墨打印机或其它喷墨式分配器用于从一个或多个开口分配流体的零件。打印头包括一个或多个打印头芯片。“打印头”和“打印头芯片”不限于用墨和其它打印流体打印，也包括其它流体的喷墨式分配和/或用于除打印之外的用途。图1-5示出了新型模制喷墨打印头结构10的一个示例。在该示例中，打印头结构10构造为细长的打印杆，例如可能在单道衬底宽打印机中使用的打印杆。图6-21示出了用于制造打印杆10的新过程的示例。首先参看图1的平面图，打印头12被嵌入塑料或其它可模制材料的细长的一体化主体14中，并且在行16中大体端对端地布置成交错构型，在该构型中，每一行中的打印头与该行中的另一个打印头重叠。模制主体14在本文中也被称为模制件14。虽然显示了用于打印例如四种不同颜色的四行16交错的打印头12，但可以是其它合适的构型。图2是沿图1中的线2-2截取的剖视图。图3和4是图2的详图，图5是平面图，显示了打印头12的特征中的一些的布局。现在参看图1-5，在所示示例中，每个打印头12包括单个打印头芯片18，其具有两行喷射室20和对应的孔口22，打印流体通过孔口22从室20喷出。模制件14中的通道24将打印流体供应至每个打印头芯片18。用于每个打印头12的其它合适的构型是可能的。例如，更多或更少的打印头芯片18可与更多或更少的喷射室20和通道24一起使用。打印流体从歧管26流入每个喷射室20，歧管26沿着每个芯片18在两行喷射室20之间纵长延伸。打印流体通过多个端口28进给到歧管26中，端口28连接到在芯片表面30处的打印流体供应通道24。图1-5中的打印头芯片12的理想化表示仅为便利起见描绘了三个层32、34、36，以清楚地显示喷射室20、孔口22、歧管26和端口28。实际的喷墨打印头芯片18通常是形成于硅衬底32上的复杂的集成电路(IC)结构，其带有在图1-5中未示出的层和元件。例如，在每个喷射室20处形成于衬底32上的热喷射器元件或压电喷射器元件(未示出)被致动，以从孔口22喷出墨或其它打印流体的滴或料流。导体38由保护层40覆盖并且附接到衬底32上的电气端子42，其将电信号载送到喷射器和/或打印头芯片18的其它元件。图6-10示出了一种用于制造诸如图1-5中所示那样的打印杆10的示例性过程。图11是图6-10中所示过程的流程图。首先参看图6，带有导电迹线38和保护层40的柔性电路44利用热释放带48层合在载体46上，或者以其它方式施加到载体46(图11中的步骤102)。柔性电路44可以施加为例如与载体46尺寸大约相同的片材或条带，该条带连接多个芯片18和接合焊盘60(接合焊盘60在图16和21中示出)。如图7和8所示，打印头芯片18孔板侧向下放置在载体46上的开口50中(图11中的步骤104)，并且导体38利用焊料、导电粘合剂、金属到金属压缩结合或另一种合适的技术结合到芯片18上的电气端子42(图11中的步骤106)。在图9中，转移模制工具52在打...