具有由坝状物围绕的接合焊盘的打印头的制造方法与工艺

具有由坝状物围绕的接合焊盘的打印头

背景技术：
引线接合是在包括例如喷墨打印头的各种半导体、微电子和MEMS(微机电系统)器件的制造中使用的互连技术。典型地，引线接合用于将集成电路(IC)或其它半导体器件与其封装连接，但也可以将其用于其它类型的互连，例如将一个印刷电路板(PCB)与另一个连接，将IC管芯与PCB连接，将IC与其它电子部件连接等等。在引线接合中，通过使用热、压力、超声波能量或其某种组合而制成的焊接来在两端附接由诸如金、铜或铝等金属制成的小型线。在一些情况下，线的一端或两端可以附接到PCB或IC管芯上的接合焊盘。通常，接合焊盘在PCB或管芯上提供金属表面区域，该金属表面区域能够实现各种互连，包括引线接合、焊接、倒装芯片安装和探针。然而，如果碎屑或其它物理障碍物阻塞或妨碍了接合焊盘的接入，通往接合焊盘的引线接合或其它互连可能无法实现。附图说明现在将参考附图通过示例的方式描述本实施例，在附图中：图1是示出了适用于墨喷式打印机的打印盒和/或打印杆中的示例性模制打印头的一部分的立视截面图；图2示出了图1的示例性模制打印头，其中引线接合将管芯接合焊盘与相邻PCB上的印刷电路板(PCB)接合焊盘连接；图3示出了用于制成具有坝状物的打印头的示例性过程，所述坝状物围绕接合焊盘区以防止过剩的溢出(flash)模制材料在模制过程期间进入接合焊盘区；图4是图3中所示的示例性过程的流程图；图5是示出示例性墨喷式打印机的方框图，其具有并入了模制打印头的示例的打印盒；图6示出了并入了模制打印头的示例的示例性打印盒的透视图；图7示出了并入了模制打印头的示例的另一示例性打印盒的透视图；图8是示出了具有实施模制打印头的示例的介质宽度打印杆的墨喷式打印机的方框图；图9是示出具有多个打印头的模制打印杆的透视图。在全部附图中，相同的附图标记表示类似但未必相同的元件。具体实施方式概要当前的喷墨打印头将具有流体结构的集成电路(例如，加热和驱动电路)并入到同一硅管芯衬底上，所述流体结构包括流体喷射腔室和喷嘴。管芯衬底中形成的流体分配歧管(例如，塑料内插物或小键(chiclet))和槽共同提供从细微的喷射腔室到较大的墨水供应通道的流体扇出。不过，管芯槽占据宝贵的硅芯片面积(realestate)，并增加显著的槽处理成本。可以通过使用将紧密的槽间距来实现较小的、较低成本的硅管芯，但与将较小管芯与扇出歧管和喷墨笔集成相关联的成本远远抵消了较低成本管芯的益处。为降低喷墨打印头成本而正在进行的努力已经带来了新式模制喷墨打印头，其中断了喷射腔室所需的管芯尺寸与流体扇出所需的间隔之间的连接。模制喷墨打印头使得能够使用微小的打印头管芯“条片”，例如2013年6月17日提交的题为“PrintheadDie”、编号PCT/US2013/046065的国际专利申请和2013年2月28日提交的题为“MoldedPrintBar”、编号PCT/US2013/028216的国际专利申请中所述的那些，在此通过引用的方式将这两个国际专利申请中的每者的全部内容并入本文中。形成模制喷墨打印头的方法包括例如压缩模制和转移模制法，例如分别在2013年7月29日提交的题为“FluidStructurewithCompressionMoldedFluidChannel”、编号PCT/US2013/052512的国际专利申请和2013年7月29日提交的题为“TransferMoldedFluidFlowStructure”、编号PCT/US2013/052505的国际专利申请中所述的那些，在此通过引用的方式将这两个国际专利申请中的每者的全部内容并入本文中。像常规喷墨打印头那样，模制喷墨打印头能够使用引线接合来往返于打印头管芯衬底提供电信号。如上文总体上所提到的，引线接合是在很多半导体和微电子器件的制造中使用的常见互连方法，该方法包含将小型线的末端焊接到集成电路(IC)管芯或印刷电路板(PCB)上的接合焊盘。在进行引线接合互连之后，通常对它们进行封装以进行保护。不过，在制造引线接合互连之前，重要的是接合焊盘保持可接入并且没有任何可能阻止线接触并接合到接合焊盘的障碍物。遗憾的是，用于形成上述模制喷墨打印头的模制方法可能导致过剩的模制化合物或其它模制材料(称为“溢出物”)，其会妨碍或封堵打印头管芯和相邻PCB上的接合焊盘区。这些障碍物能够阻止在管芯和PCB上的接合焊盘之间形成引线接合互连。解决这一问题可能包含使用激光器或其它成本高昂的手段来在模制化合物中打开通孔，以提供对接合焊盘的接入并能够实现引线接合或其它电气互连。本文所述的具有嵌入式PCB和条片管芯的模制喷墨打印头的示例性实施方式提供了能够实现低成本引线接合互连的凹陷接合焊盘。条片管芯或PCB上的接合焊盘凹陷到管芯或PCB的前表面材料中，使得坝状物围绕接合焊盘区并阻止环氧树脂模制化合物或其它模制材料在模制工艺期间进入接合焊盘区。例如，将围绕管芯接合焊盘区的SU8燃烧室层中的具有凹陷的条片管芯和围绕PCB接合焊盘区的FR4玻璃环氧树脂中的具有凹陷的FR4PCB置于载体上，它们的前表面面对载体的热释放带。管芯和FR4板上的坝状物在模制工艺期间保持EMC(环氧树脂模制化合物)溢出物位于接合焊盘区外并避开接合焊盘。在从载体释放管芯和PCB时，打开接合焊盘(例如，不受EMC妨碍)，这使得能够将管芯引线接合到PCB以进行电互连。在一个示例中，打印头包括模制到模具中的打印头管芯。管芯具有暴露于模具外部的前表面以分配流体，例如，通过管芯的前表面上的喷嘴来分配墨水。除了已经在模具中形成通道(流体能够通过该通道直接传输到后表面)的地方之外，管芯具有被模具覆盖的相对的后表面。管芯的前表面上的接合焊盘被坝状物围绕，坝状物阻止模具接触接合焊盘。在另一个示例中，打印盒包括外壳，以包含打印流体和打印头。打印头包括嵌入在模具中的管芯条片，其后表面被模具覆盖，而前表面保持暴露，并且模具被安装到外壳。模具中具有通道，流体可以通过该通道传输到管芯条片的后表面。管芯条片具有被坝状物围绕的接合焊盘，以使模具保持避开接合焊盘。在另一个示例中，打印杆包括嵌入在模具中的多个打印头管芯和PCB。管芯接合焊盘凹陷到管芯的前表面的紧下方，并且PCB接合焊盘凹陷到PCB的前表面的紧下方。接合线将管芯接合焊盘与PCB接合焊盘连接。如本文中所使用的，“打印头”和“打印头管芯”表示墨喷式打印机或其它喷墨型分配器的能够从一个或多个开口分配流体的部分。打印头包括一个或多个打印头管芯。管芯“条片”表示长宽比为50或更大的打印头管芯。打印头和打印头管芯不限于分配墨水和其它印刷流体，而是还可以分配用于除印刷之外的用途的其它流体。说明性实施例图1是示出了适用于墨喷式打印机的打印盒和/或打印杆中的示例性模制打印头100的一部分的立视截面图。打印头100并入了围绕接合焊盘区的坝状物，坝状物阻止过剩的溢出模制材料在模制工艺期间进入接合焊盘区。凹陷在坝状物紧下方的接合焊盘保持没有模制材料，这使得能够进行后续的引线接合和封装工艺。打印头100包括被模制到单片主体106或由塑料或其它可模制材料形成的模具106中的细长的薄“条片”打印头管芯102和PCB104(印刷电路板)。打印头管芯102被模制到模具106中，使得管芯102的前表面108暴露于模具106外部，使得管芯能够分配流体。管芯102具有被模具106覆盖的相对的后表面110，除了在模具中形成的通道138处之外，流体可以通过通道138直接传输到管芯102(例如，参见图2)。在不同的实施方式中，例如下文关于图...