流体喷射装置的制作方法

流体喷射装置
1.本申请是一项分案申请，相应母案的申请日为2016年12月30日，申请号为201680082235.7，发明名称为流体喷射装置，申请人为富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司。
技术领域
2.本公开总体涉及流体喷射装置。


背景技术：

3.在一些流体喷射装置中，流体液滴从一个或多个喷嘴喷射到介质上。喷嘴流体地连接到包括流体泵送室的流体路径。流体泵送室可以由致动器致动，致动器引起流体液滴的喷射。介质可相对于流体喷射装置移动。从特定喷嘴喷射流体液滴随着介质的移动而定时，以将流体液滴放置在介质上的所需位置。以相同的方向喷射均匀尺寸和速度的流体液滴使得能够将流体液滴均匀地沉积到介质上。


技术实现要素：

4.当流体从流体喷射器的喷嘴喷射时，喷嘴可以变得至少部分地耗尽流体，使得喷嘴没有准备好喷射更多的液滴。通过到喷嘴的“泄漏”流动路径的流体循环可以重新填充耗尽的喷嘴。如果这些泄漏流动路径具有大的横截面积，则在从喷嘴喷射流体之后可以快速地重新填充耗尽的喷嘴，可以更快地准备喷嘴以用于随后的流体喷射。然而，大的泄漏流动路径可能使得难以在喷嘴开口处获得足够高的压力以有效地流体喷射。为了实现快速喷嘴再填充和足够高的喷嘴压力，可以在流动路径中定位阻抗特征。阻抗特征在泄漏流动路径中引入流体阻抗，该流动阻抗在射流共振频率处或附近比在其他频率处更高。射流共振频率是喷嘴具有高流体流动的频率，例如在从喷嘴流体喷射期间。由于阻抗特征在射流共振频率处引入的较高流体阻抗，流体路径中的流体阻抗在流体喷射期间比在其他时间(例如在再填充期间)更高，因此在喷射期间能够实现足够高的压力，并且当没有流体被喷射时，仍然提供耗尽喷嘴的快速再填充。阻抗特征可以是具有位于流体供应或返回路径中的孔的膜。
5.另一个问题是流体可能含有会堵塞或损坏喷嘴的污染物，例如杂质。具有过滤器以防止这些污染物到达喷嘴或被喷射到表面上是有用的。阻抗特征可以是具有位于流体供应路径中的孔的膜。
6.在第一方面，一种流体喷射器包括喷嘴层、主体、致动器和膜。喷嘴层具有外表面、内表面和在所述内表面和外表面之间延伸的喷嘴。所述喷嘴在内表面具有入口以接收流体，并且在外表面具有用于喷射流体的出口。所述喷嘴层的内表面固定到该主体上。所述主体包括泵送室、返回通道和将所述泵室连接到喷嘴的入口的第一通道。第二通道将所述喷嘴的入口流体地连接到所述返回通道。所述致动器配置成使流体流出所述泵送室，使得所述致动器的致动导致流体从喷嘴喷射。膜形成为横跨并部分地阻挡所述第一通道、第二通道或喷嘴的入口中的至少一个。所述膜具有至少一个穿过其中的孔，使得在所述流体喷射
器的操作中，流体流过所述膜中的至少一个孔。
7.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。
8.所述膜和孔可以配置成使得第一流动路径在流体从喷嘴喷射时具有第一阻抗，且在流体不从喷嘴喷射时具有第二阻抗。第一阻抗可以大于第二阻抗。膜可以配置成使得第二通道在喷嘴的共振频率处或附近具有最大阻抗。
9.膜可以基本上平行于外表面延伸。
10.膜可以在第二通道上形成。第二通道可包括位于喷嘴入口和膜之间的第一部分和位于膜和返回通道之间的第二部分。第一部分和第二部分可以由膜分开，并且穿过膜的孔可以将第一部分流体地连接到第二部分。第一部分可以位于膜的远离外表面的一侧上，第二部分可以位于膜的靠近外表面的一侧上。第一部分可以在主体中，第二部分可以在喷嘴层中。第一部分可以位于膜的靠近外表面的一侧上，第二部分可以位于膜的远离外表面的一侧上。
11.第二通道和返回通道可以由膜分开，并且穿过膜的孔可以将第二通道流体地连接到返回通道。膜的远离外表面的表面可以与返回通道的底表面共面。
12.膜可以在喷嘴上形成。
13.膜可具有穿过其中的多个孔。多个孔可以在膜上均匀地隔开。多个孔可以配置为提供过滤器。
14.膜层可以平行于外表面延伸并跨越流体喷射器，并且膜可以由膜层的一部分提供。膜层可以嵌入主体中。膜层可以在主体和喷嘴层之间。腔可以定位成邻近膜层并且通过膜层而与返回通道流体地分离，或者包括流体地连接到泵送室的供应通道。腔和腔上方的层的一部分可以提供柔顺微结构以减少串扰。
15.第一材料的晶片可以连接到膜层的远离外表面的一侧，并且第一材料的器件层可以连接到层的靠近外表面的一侧。膜可以是不同于第一材料的不同材料成分的第二材料。第一材料可以是单晶硅。第二材料可以是氧化硅。
16.膜可以基本上平行于外表面延伸。孔可以分别在孔的所有侧面上与第一通道、第二通道或喷嘴的壁隔开。膜可以分别基本上垂直于第一通道、第二通道或喷嘴的壁向内突出。膜可以由弹性模量低于形成第一通道、第二通道或喷嘴的壁的材料的弹性模量的材料形成。膜可以分别比第一通道、第二通道或喷嘴的壁更柔韧。穿过膜的孔可以比喷嘴的出口开口更窄。
17.膜可以由氧化物形成，并且可以具有在约0.5μm和约5μm之间的厚度。膜可以由聚合物形成，并且可以具有在约10μm和约30μm之间的厚度。
18.在另一方面，一种流体喷射器包括基板和膜。基板包括：喷嘴，具有在基板的外表面中的开口；流动路径，包括从泵送室到喷嘴的第一部分和从喷嘴到返回通道的第二部分，以及致动器，配置为使流体流出泵送室，使得致动器的致动导致流体从喷嘴喷出。膜在流动路径的第二部分上形成，并且配置为向流动路径提供阻抗，这取决于流动路径中流体的振荡频率。膜具有至少一个穿过其中的孔，并且在操作中，流体流过膜中的至少一个孔。
19.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。
20.膜可以配置成当流体从喷嘴喷射时提供第一阻抗，且当流体不从喷嘴喷射时提供第二阻抗。第一阻抗可以大于第二阻抗。膜可以配置成在喷嘴的共振频率处或附近为流动
路径提供最大阻抗。
21.第一阻抗大于第二阻抗。膜形成在流动的第二部分上。膜配置为向流动路径提供阻抗，这取决于流动路径中的流体的振荡频率。膜可以比流动路径的壁更柔韧。膜可以基本上平行于外表面延伸。膜可以基本上垂直于流动路径的壁向内突出。
22.柔顺微结构可以邻近返回通道的柔顺微结构或流体地连接到泵送室的供应通道，并且提供膜的膜层可以分别将腔与返回通道或供应通道分开。
23.在另一方面，一种流体喷射方法包括：从流体喷射器的喷嘴喷射流体；和用来自流动路径的流体重新填充喷嘴。膜形成在流动路径上，并且在流体从喷嘴喷射时为流动路径提供第一阻抗，且在流体未从喷嘴喷射时提供第二阻抗。膜具有至少一个穿过其中的孔。
24.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。
25.重新填充喷嘴可以包括使流动路径中的流体流过由膜限定的至少一个孔。流动路径可以将喷嘴流体地连接到返回通道。流动路径可以将喷嘴流体地连接到泵送室。从喷嘴喷射流体可以包括致动致动器以使流体从与喷嘴流体地连接的泵送室喷射。
26.在另一方面，一种制造流体喷射器的方法包括：在喷嘴层中形成喷嘴，喷嘴层具有第一表面，其中喷嘴具有用于喷射流体的出口开口；在喷嘴层的第二表面上形成膜，第二表面在喷嘴层的远离第一表面的一侧上；形成穿过膜的至少一个孔；以及将膜的远离喷嘴层的一侧附接到具有泵送室和返回通道的晶片，使得膜中的至少一个孔在泵送室和喷嘴之间的通道或在喷嘴和返回通道之间的第二通道中提供收缩。
27.实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。
28.可以在晶片上形成致动器。致动器可以配置成使流体流出泵送室，使得致动器的致动导致流体从喷嘴喷射。膜和至少一个孔可以形成为在喷嘴的共振频率处或附近具有最大阻抗。形成至少一个孔可以包括蚀刻膜。可以在膜中形成多个孔。膜可以由氧化物或聚合物形成。喷嘴层可以设置在处理层上，并且膜可以形成在喷嘴层的与处理层相对的一侧上。可以去除处理层。
29.这里描述的方法可以具有以下一个或多个优点。
30.阻抗特征允许在流体喷射期间实现足够高的压力，同时还允许快速重新填充耗尽的喷嘴。阻抗特征可以使用现有的制造技术并且几乎没有额外的步骤来制造，因此可以容易地集成到当前的处理流程中。
31.过滤器特征可以防止杂质到达和堵塞喷嘴或者喷射到表面上。过滤器可以与供应或返回通道中的柔顺特征一起制造，而不会显著增加制造复杂性。
32.在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。根据说明书、附图和权利要求，其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
33.图1是打印头的横截面和部分剖视的示意性透视图。
34.图2是打印头的一部分的示意性剖视图。
35.图3a
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3d是流体喷射器的三种实施方式的示意性剖视图。
36.图4a是沿图2中的线b
‑
b截取的打印头的一部分的示意性剖视图。
37.图4b是沿图2中的线c
‑
c截取的打印头的一部分的示意性剖视图。
38.图5a
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5b分别是膜的示意性顶视图和侧视图。
39.图6是流体喷射器的示意性剖视图。
40.图7a和7b分别是具有凹部的进给通道的示意性顶视图和侧视图。
41.图8a
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8g是示出制造具有过滤器特征的流体喷射器的方法的示意性剖视图。
42.图9是图8a
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8g所示的方法的流程图。
43.图10是掩模的顶视图。
44.图11a
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11g是示出制造具有过滤器特征的流体喷射器的另一实施方式的方法的示意性剖视图。
45.图12是图11a
‑
11g所示的方法的流程图。
46.图13a
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13e是示出制造具有阻抗特征的流体喷射器的实施方式的方法的示意性剖视图。
47.图14a
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14g是示出制造具有阻抗特征的流体喷射器的另一实施方式的方法的示意性剖视图。
48.图15是图14a
‑
14g所示的方法的流程图。
49.图16a
‑
16c是示出制造具有阻抗特征的流体喷射器的又一实施方式的方法的示意性剖视图。
50.图17a和17b是示出具有阻抗特征的流体喷射器的又一实施方式(在构造期间)的示意性剖视图。
51.图18a
‑
18h是示出制造具有阻抗特征的流体喷射器的又一实施方式的方法的示意性剖视图。
52.各附图中相同的附图标记和名称表示相同的元件。
具体实施方式
53.参照图1，打印头100可用于将流体比如墨水、生物液体、聚合物、用于形成电子部件的液体或其他类型的液体的液滴喷射到表面上。打印头100可包括：壳体130，其提供用于容纳流体的室；基板110，其具有喷嘴和用于从喷嘴喷射流体的致动器；以及插入器120，用于将流体从室运送到基板110。尽管下面描述了用于打印头的壳体和插入器的一种实施方式，但打印头的其他配置也是可能的，并且壳体和插入器实际上是可选的。例如，柔性管可以将基板110的顶表面上的入口和出口连接到流体储存器。
54.壳体130具有内部容积，该内部容积被分成流体供应室132和流体返回室136，例如通过分隔壁134。
55.流体供应室132和流体返回室136的底部可以由插入器组件120的顶表面限定。插入器组件120可以附接到壳体130，例如附接到壳体130的底表面上，比如通过粘合、摩擦或其他附着机制。插入器组件可包括上插入器122和位于上插入器122与基板110之间的下插入器124。在一些实施方式中，插入器组件由单个插入器主体组成。
56.在插入器组件120和基板110中形成的通道限定了用于流体流动的流动路径400。插入器组件120包括流体供应入口开口402和流体返回出口开口408。例如，流体供应入口开口402和流体返回出口开口408可以形成为上插入器122中的孔。流体可以沿着流动路径400从供应室132流动，通过流体供应入口402流到基板110中的一个或多个流体喷射器(在下面
更详细地描述)。流体喷射器150中的致动器30可以使一部分流体通过喷嘴22喷射。未喷射的剩余流体可以沿着流动路径400从基板110中的一个或多个流体喷射装置150流动通过流体返回出口开口408并进入返回室136。
57.在图1中，为了说明的目的，单个流动路径400被示出为直通道。然而，打印头100可以包括多个流动路径400，并且流动路径400可以在几何上相当地更加复杂，例如流动路径不一定是直的。
58.参照图2和3a
‑
3d，基板110可包括主体10，其中形成流体路径的各种通道，比如泵送室，其中形成喷嘴22的喷嘴层11，以及用于流体喷射器150的致动器30。基板110可以通过半导体芯片制造过程形成。
59.穿过基板110的通道限定了流体通过基板110的流动路径400。具体地，基板入口12例如经由插入器组件中的流体供应入口402从供应室132接收流体。基板入口12延伸穿过膜层66(下面更详细地讨论)，并将流体供应到一个或多个入口供给通道14。入口供给通道14也称为供应通道。每个入口供给通道14通过相应的入口通道(未示出)将流体供应到多个流体喷射器150。可以从每个流体喷射器150的喷嘴22选择性地喷射流体以打印到表面上。为简单起见，图2和3a
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3d中仅示出了一个流体喷射器150。其他流体喷射器的下降器的可能位置在图2中以虚线示出。
60.主体10可以是单片主体，例如单片半导体主体，比如硅基板。例如，主体10可以是单晶硅。
61.每个流体喷射器包括形成在喷嘴层11中的喷嘴22，喷嘴层11设置在基板110的底表面上。在一些实施方式中，喷嘴层11是基板110的整体部分，例如，喷嘴层11由与主体10相同的材料和晶体结构(例如单晶硅)形成。在一些实施方式中，喷嘴层11是不同材料的层，例如氧化硅，其沉积在主体10的表面上，以形成基板110。在一些实施方式中，喷嘴层11包括多个层，例如硅层和一个或多个氧化物层。
62.流体沿着喷射器流动路径475流过每个流体喷射器150。喷射器流动路径475可包括泵送室入口通道16、泵送室18、下降器20和出口通道26。泵送室入口通道16流体地将泵送室18连接到入口供给通道14，并且可包括例如从入口供给通道14垂直延伸的上升器、从上升器水平延伸到泵送室的泵送室入口。下降器20流体地连接到相应的喷嘴22，例如在下降器的底部。出口通道26将下降器20连接到出口供给通道28，其通过基板出口和流体供应出口408(参见图1)与返回室流体连接。出口供给通道28也称为返回通道。
63.下降器20流体地连接到相应的喷嘴22，例如在下降器20的底部。通常，喷嘴22可被认为是在出口通道26与下降器的交叉点之后的流动路径的一部分。
64.在图2和3a
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3d的示例中，通道比如基板入口12、入口供给通道14和出口供给通道28示出在共同的平面中。然而，在一些实施方式中(例如在图4a和4b的示例中)，基板入口12、入口供给通道14和出口供给通道28中的一个或多个不与其他通道处于共同的平面中。
65.参照图4a和4b，基板110包括形成在其中的多个入口供给通道14，它们彼此平行地延伸并且延伸到基板110的底表面112(参见图2)的平面。每个入口供给通道14与至少一个基板入口12流体连通，基板入口12垂直于入口供给通道14延伸，例如垂直于基板110的底表面112的平面。基板110还包括形成在其中的多个出口供给通道28，它们彼此平行地延伸并且延伸到基板110的底表面112的平面。每个出口供给通道28与至少一个基板出口(未示出)
流体连通，基板出口垂直于出口供给通道28延伸，例如垂直于基板110的底表面112的平面。在一些示例中，入口供给通道14和出口供给通道28以交替的行布置。
66.出口供给通道28具有比出口通道26更大的横截面积，例如以处理组合的多个出口供给通道28。例如，如图3a
‑
3d所示，出口供给通道28可以具有的高度(垂直于表面11a测量)大于出口通道26的高度。类似地，如图4b所示，出口供给通道28可以具有的宽度(平行于表面11a测量)大于出口通道26的宽度。
67.回到图4a和4b，基板包括多个流体喷射器150。流体沿着相应的喷射器流动路径475流过每个流体喷射器150，喷射器流动路径475包括泵送室入口通道16(包括上升器16a和水平泵送室入口16b)、泵送室18和下降器20。每个上升器16a流体地连接到一个入口供给通道14。每个上升器16a通过泵送室入口16b也流体地连接到相应的泵送室18。泵送室18流体地连接到相应的下降器20，下降器20通向相关的喷嘴22。每个下降器20通过相应的出口通道26也连接到一个出口供给通道28。例如，图3a
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3d的流体喷射器的横截面视图可以沿图4a的线2
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2截取。
68.在一些示例中，打印头100包括布置在平行列23(参见图4b)中的多个喷嘴22。给定列23中的喷嘴22可以全部流体地连接到相同的入口供给通道14和相同的出口供给通道28。也就是说，例如，给定列中的所有上升器16可以连接到相同的入口供给通道14，并且给定列中的所有下降器20可以连接到相同的出口供给通道28。
69.在一些实施方式中，相邻列中的喷嘴22可以全部流体地连接到相同的入口供给通道14或相同的出口供给通道28，但不是两者。例如，在图4a的示例中，列23a中的每个喷嘴22流体地连接到入口供给通道14a和出口供给通道28a。相邻列23b中的每个喷嘴22也连接到入口供给通道14a，但是连接到出口供给通道28b。
70.在一些实施方式中，喷嘴22列可以以交替模式连接到相同的入口供给通道14或相同的出口供给通道28。在一些实施方式中，喷嘴22列可以以交替模式连接到相同的入口供给通道14或相同的出口供给通道28。在一些实施方式中，入口供给通道14的壁14a具有凹口，例如形成扇形、波浪形或锯齿形图案，以破坏串扰。关于打印头100的进一步细节可以在美国专利no.7566118中找到，其内容通过引用整体并入本文。
71.再次参照图2，每个流体喷射器150包括相应的致动器30，比如压电传感器或电阻加热器。每个流体喷射器150的泵送室18紧邻相应的致动器30。每个致动器30可被选择性地致动以对相应的泵送室18加压，从而从连接到加压泵送室的喷嘴22喷射流体。
72.在一些示例中，致动器30可包括压电层31，比如锆钛酸铅(pzt)层。压电层31可具有约50μm或更小的厚度，例如约1μm至约25μm，例如约2μm至约5μm。在图2的示例中，压电层31是连续的。在一些示例中，压电层31可以制成不连续的，例如在制造期间通过蚀刻或锯切步骤。不连续压电层31可至少覆盖泵送室18，但不覆盖整个主体10。
73.压电层31夹在驱动电极64和接地电极65之间。驱动电极64和接地电极65可以是金属，比如铜、金、钨、钛、铂或金属的组合，或另一种导电材料，比如氧化铟锡(ito)。驱动电极64和接地电极65的厚度可以是例如约2μm或更小，例如约0.5μm。
74.膜66设置在致动器30和泵送室18之间，并将致动器30(例如接地电极65)与泵送室18中的流体隔离。在一些实施方式中，膜66是来自主体10的单独层，例如氧化硅层。在一些实施方式中，膜与主体10是整体的，例如喷嘴层11由与主体10相同的材料和晶体结构(例如
单晶硅)形成。在一些实施方式中，基板110、喷嘴层11和膜66中的两个或更多个可以形成为整体。在一些实施方式中，致动器30不包括膜66，并且接地电极65形成在压电层31的后侧上，使得接地电极65直接暴露于泵送室18中的流体。
75.为了致动压电致动器30，可以在驱动电极64和接地电极65之间施加电压以向压电层31施加电压。施加的电压使压电层31偏转，这又导致膜66偏转。膜66的偏转引起泵送室18的体积变化，从而在泵送室18中产生压力脉冲(也称为点火脉冲)。压力脉冲通过下降器20传播到相应的喷嘴22，从而使得流体液滴从喷嘴22喷出。
76.膜66可以是单层硅(例如单晶硅)、另一种半导体材料、一层或多层氧化物，比如氧化铝(alo2)、氧化锆(zro2)或氧化硅(sio2)、氮化铝、碳化硅、陶瓷或金属或者其他材料。例如，膜66可以由惰性材料形成，该惰性材料具有顺应性，使得致动器30的致动导致膜66的弯曲足以引起流体液滴喷射。
77.在一些实施方式中，膜66可利用粘合剂层67固定到致动器30上。在一些实施方式中，致动器30的层直接沉积在膜66上。
78.当流体从流体喷射器150的喷嘴22喷射时，喷嘴22可以变得至少部分地耗尽流体。通过入口和出口供给通道14、28(有时通常称为供给通道)的流体循环可提供流体以再填充耗尽的喷嘴22。不受任何特定理论的限制，尽管流体可以在喷射流体液滴期间通过出口通道26流向出口供给通道28，但在当喷嘴22耗尽时的喷射之后，流体也可以通过出口通道26流回喷嘴22以再填充喷嘴22。
79.如果在喷射之后可以快速地重新填充耗尽的喷嘴22，则可以更快地准备喷嘴以用于随后的喷射，从而改善流体喷射器150的响应时间。例如，喷嘴22可被重新填充的速度可以通过增加向喷嘴22供应流体的一个或多个流体流动通道(比如下降器20、出口通道26或另一流体流动通道)的横截面积来增加。然而，对于向喷嘴22供应流体的大流体流动通道，可能有时难以在喷嘴开口24处获得足够高的压力以进行有效的流体喷射(有时称为喷射)。相反，向喷嘴22供应流体的较小流体流动通道可以使得更容易地实现足以进行有效喷射的压力，但是也可以限制喷嘴22可被再填充的速度。
80.参照图3a和5a
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5b，在一些情况下，为了在喷射期间实现快速喷嘴再填充和足够高的喷嘴压力，可以将阻抗结构310比如膜300定位在靠近喷嘴的流体流动路径中。膜300可具有穿过膜厚度的一个或多个孔302。膜300定位在流动路径中，使得流体流过膜300中的孔302。
81.在图3a的示例中，膜300位于出口通道26中并提供阻抗结构310。在该示例中，出口通道26包括膜300上方的部分32a和膜26下方的部分32b。在图3b的示例中，阻抗结构310包括位于出口通道26和返回通道28之间的膜300。在这种情况下，膜可以形成返回通道28的底表面，例如膜300的顶表面可以与返回通道28的底表面共面。
82.然而，膜300可替代地定位在入口流动路径、出口流动路径或两者中的其他位置，并且可以提供其他功能。
83.参照图3c和5a
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5b，在一些情况下，过滤器特征320可以定位在靠近喷嘴的流体流动路径中，以防止污染物到达喷嘴或从喷嘴喷射。过滤器特征320可以由膜300提供，膜300具有穿过膜厚度的一个或多个孔302。
84.如图3c所示，膜300可以在下降器20和出口通道26之间的交叉点之后(即更靠近喷
嘴开口24)定位在喷嘴22上。例如，膜300可以紧接在交叉点之后定位，例如膜的顶表面可以与出口通道26的底表面共面。如图3d所示，膜300可以在下降器20和出口通道26之间的交叉点之前(即更远离喷嘴开口24)定位在下降器20上。例如，膜可以紧接在交叉点之前定位，例如膜的底表面可以与出口通道26的顶表面共面。
85.在图3a
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3d的上述每个例子中，膜300位于与喷嘴层11的外表面11a平行的平面中。因此，孔可以垂直于喷嘴层11的外表面11a延伸。
86.转到图3a
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3b和5a
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5b，作为阻抗结构310，膜300可以配置成将流体阻抗引入到阻抗膜所位于的流动通道，比如下降器和返回通道之间的流体流动路径。由阻抗膜300引入的流体阻抗的值可以取决于频率。例如，可以在流动通道中的流体中发生振荡。阻抗膜可以在流体振荡的特定频率处或附近引入流体阻抗，该流体阻抗高于在流体振荡的其他频率处的流体阻抗。例如，阻抗膜300可以在喷射共振频率处或附近提供高阻抗，该喷射共振频率是喷嘴22在喷射期间具有高流体流动的频率。在流体喷射器150的一些实施方式中，喷射共振频率在约40khz和10mhz之间。在一些实施方式中，阻抗为约20db或因子为10。
87.在喷射共振频率处或附近(例如当喷嘴22喷射流体时)，阻抗膜300因此将足够高的流体阻抗引入到喷嘴22附近的流体流动通道中，以将流体流动和压力引导到喷嘴以提供高效喷射。在其他频率(例如不在喷射共振频率处或附近的频率，比如当喷嘴22不喷射流体时)处，阻抗膜引入较低的流体阻抗，从而能够快速重新填充耗尽的喷嘴。
88.为了在某些频率处(例如在喷射共振频率处或附近)实现更高的流体阻抗并且在其他频率处实现更低的流体阻抗，阻抗膜300可以充当与沿着流体流动路径的电感器并联的电容器。例如，膜300本身可以是柔顺膜，其用作流体流动路径中的电容元件，并且孔302用作电感器元件。在这种情况下，当膜的一侧上的体积被加压时，膜将移动，因此将存在一些粘性阻力。然而，不受任何特定理论的限制，来自孔的阻抗效应可占主导地位。
89.在一些情况下，膜300的顺应性还可以提供阻力，该阻力可以有助于抑制流体流动通道中的振荡，例如如下所述。
90.作为过滤器特征320，膜300还可以用作过滤器以防止异物比如流体中的杂质到达并堵塞喷嘴22。例如，图3c和3d中所示的膜300可主要用作过滤器，而不是调节流体阻抗以影响耗尽喷嘴的再填充速率。
91.膜300可以由与用于制造流体喷射器150的其他部件的制造过程(例如微机电系统(mems)制造过程)兼容的材料形成。例如，在一些情况下，膜300可以形成氧化物(例如sio2)、氮化物(例如si3n4)或另一种绝缘材料。在一些情况下，膜300可以由硅形成。在一些情况下，膜300可以由金属形成，例如溅射金属层。在一些情况下，膜300可以由相对柔软且柔顺的材料形成，比如聚酰亚胺或聚合物(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚二甲基硅氧烷(pdms)或另一种聚合物)。在一些情况下，膜300可以由比形成流体流动路径的壁的材料更柔韧或更柔软的材料形成，例如具有比形成流体流动路径的壁的材料更低弹性模量的材料。在一些情况下，膜300的厚度可以使膜300比流体流动路径的壁更柔韧。
92.通常，当用作阻抗特征时，膜300可以足够薄以能够稍微偏转，以便充当流体流动路径中的电容元件。膜300也足够厚以抵抗预期的压力波动或流体流动振荡。阻抗膜300的适当厚度t
i
以提供该功能取决于膜材料的性能，比如膜材料的弹性模量。
93.作为过滤器特征或阻抗特征，由sio2形成的膜300可具有介于约0.5μm和约5μm之
间的厚度，例如约1μm、约2μm或约3μm。由柔顺聚合物形成的膜300可具有介于约10μm和约30μm之间的厚度，例如约20μm、约25μm、或约30μm，例如取决于聚合物的模量。膜300的尺寸由放置膜的流动通道的尺寸决定；例如，膜的横向尺寸与流动通道的横截面宽度和深度相匹配。
94.可以选择膜300中的孔302的特征，比如孔302的数量、尺寸、形状和/或布置，使得膜300的阻抗在期望频率处最高(例如在喷射共振频率处或附近)。例如，阻抗膜300中可以有一到十个孔302，例如2个孔、4个孔、6个孔、8个孔或另外数量的孔。孔302可具有介于约1μm与约10μm之间的横向尺寸(例如半径r)，例如约2μm、4μm、6μm或8μm。孔302可以是圆形、卵形、椭圆形或其他形状。例如，孔302可以成形为使得没有可以集中机械应力的尖角。孔302可以按有序图案布置，比如矩形或六边形阵列，或者可以随机分布。
95.在一些情况下，当一个流体喷射器150的致动器30被致动时，压力波动可以通过流体喷射器150的上升器16传播并进入入口供给通道14。同样，来自压力波动的能量也可以通过流体喷射器150的下降器20和出口通道26传播并进入出口供给通道28。在一些情况下，该应用通常将入口供给通道14和出口供给通道28称为供给通道14、28。因此，在连接到致动流体喷射器150的一个或多个供给通道14、28中可以产生压力波动。在一些情况下，这些压力波动可以传播到连接相同供给通道14、28的其他流体喷射器150的喷射器流动路径475中。这些压力波动会不利地影响从这些流体喷射器150喷射的液滴的液滴体积和/或液滴速度，从而降低打印质量。例如，液滴体积的变化可导致喷射的流体量变化，并且液滴速度的变化可导致喷射液滴沉积在印刷表面上的位置变化。流体喷射器中压力波动的诱导被称为流体串扰。
96.通过在流体喷射器中提供更大的顺应性以减弱压力波动，可以减少流体串扰。通过增加流体喷射器中可用的顺应性，可以减弱来自其中一个流体喷射器中产生的压力波动的能量，从而减小压力波动对相邻流体喷射器的影响。
97.参照图6，通过在入口供给通道14和/或出口供给通道28的一个或多个表面上形成柔顺微结构50，可以将顺应性添加到入口供给通道14、出口供给通道28或两者。例如，顺应性微结构50可以是跨越凹部的膜，因此能够响应压力变化而偏转。
98.例如，在图6的示例中，柔顺微结构50形成在入口供给通道14的底表面52和出口供给通道的底表面54中。在该示例中，底表面52、54由喷嘴层11的顶表面提供。在一些示例中，柔顺微结构50可以形成在供给通道14、28的顶表面或者供给通道14、28的侧壁中。由柔性微结构50在供给通道14、28中提供的附加顺应性减弱了与连接到该供给通道14、28的特定流体喷射器150中的压力波动的能量。结果，可以减小该压力波动对连接到该同一供给通道14、28的其他流体喷射器150的影响。
99.参照图7a和7b，在一些实施例中，在入口供给通道14和/或出口供给通道28的喷嘴层11中形成的柔顺微结构50可以是喷嘴层11中的凹部506，其由薄膜502覆盖以提供腔。在一些实施方式中，膜520由提供膜300的相同层提供。
100.膜502设置在凹部506上方，使得喷嘴层11的面向供给通道14、28的内表面504基本上是平的。在一些情况下，例如当腔500中存在真空时，膜502可稍微偏转到腔500中。
101.在一些情况下，凹部506可以形成在喷嘴层11中，其也被称为入口或出口供给通道14、28的底壁。在一些情况下，凹部506可以形成在入口或出口供给通道的顶壁(即与底壁相
对的壁)中。在一些情况下，凹部506可以形成在入口或出口供给通道14、28的一个或多个侧壁中，这些侧壁是与顶壁和底壁相交的壁。
102.不受任何特定理论的限制，当压力波动传播到供给通道14、28中时，膜502可以偏转进入或远离凹部506，从而减弱压力波动并减轻与该供给通道14、28相连的相邻流体喷射器150之间的流体串扰。膜502的偏转是可逆的，使得当供给通道14、28中的流体压力降低时，膜502返回其原始构型。关于这些柔顺微结构50的进一步细节可以在美国申请序列号14/695525中找到，其内容通过引用整体并入本文。
103.图8a
‑
8g示出了制造基板110的主体10和喷嘴层11的示例性方法。在该示例中，基板被制造成具有流体喷射器150，在出口通道26和下降器20之间的交叉点之前在流体流动路径中具有膜300。膜300可以提供过滤器320。另外，基板可以制造成具有柔顺微结构，其包括形成在喷嘴层11中的一个或多个腔500。
104.可以根据类似的方法制造仅具有膜300或仅具有腔500的流体喷射器150。例如，为了制造没有腔500的流体喷射器，可以简单地省略与图8b所示的凹部506的形成相关的步骤部分。
105.在该示例中，基板被制造成具有流体喷射器150，流体喷射器150在出口通道26和下降器之间的交叉点之前在流体流动路径中具有膜300。另外，基板可以制造成具有在喷嘴层11中形成的一个或多个腔500，以提供柔顺微结构。
106.参照图8a和9，第一晶片80(例如硅晶片或绝缘体上硅(soi)晶片)提供喷嘴晶片。第一晶片80包括掩模层81(例如氧化物或氮化物掩模层，比如sio2或si3n4)、器件层82(例如硅器件层82)、蚀刻停止层84(例如氧化物或氮化物蚀刻停止层)和处理层85(例如硅处理层)。在一些示例中，第一晶片80不包括蚀刻停止层84。在一些示例中，例如当第一晶片80是soi晶片时，soi晶片80的绝缘层用作蚀刻停止层84。
107.为了限定喷嘴位置，掩模层81被图案化，并且形成穿过器件层82的将提供流体喷射器150的喷嘴22的开口(步骤900)，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术。例如，可以将第一抗蚀剂层沉积到未图案化的掩模层81上并进行光刻图案化。可以蚀刻掩模层81以形成穿过掩模层81的开口。然后可以使用掩模层81作为掩模来蚀刻器件层82，例如使用深反应离子蚀刻(drie)、氢氧化钾(koh)蚀刻或其他类型的蚀刻，以形成喷嘴22。可以在蚀刻器件层82之前或之后剥离抗蚀剂。
108.参照图8b和图9，第二晶片86(例如硅晶片或soi晶片)包括掩模层87(例如氧化物或氮化物掩模层)、器件层88(例如硅器件层88)、蚀刻停止层90(例如氧化物或氮化物蚀刻停止层90)和处理层92(例如硅处理层92)。第二晶片86的器件层88可以由与第一晶片80的器件层82相同的材料形成。在一些示例中，例如当第二晶片86是soi晶片时，soi晶片的绝缘层86用作蚀刻停止层90。
109.为了限定凹部506，掩模层87被图案化，并且凹部506形成在第二晶片86的器件层88中(步骤902)，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术。例如，可以将抗蚀剂层沉积到未图案化的掩模层87上并进行光刻图案化。可以蚀刻掩模层87以形成穿过掩模层87的开口。然后可以使用掩模层87作为掩模来蚀刻器件层88。虽然图8b示出凹部506完全延伸穿过器件层88，但这不是必需的；凹部506仅部分地延伸穿过器件层88。
110.参照图8c和9，第二晶片86结合到第一晶片80(步骤904)，例如使用热结合或另一
晶片结合技术，以形成组件96。特别地，第二晶片86结合到第一晶片80，使得第一晶片80的掩模层侧与第二晶片86的掩模层侧接触。开口200可以与将提供喷嘴22的开口对准。因此，掩模层81可以结合到掩模层87。在一些实施方式中，在将第二晶片86结合到第一晶片80之前，去除掩模层81和/或掩模层87。
111.蚀刻停止层90覆盖凹部506。因此，蚀刻停止层90可以提供膜502并限定腔500。尽管图8b中仅示出了一个凹部506，但可以有多个凹部以形成多个腔。另外，尽管图8f
‑
8g中所示的腔500在返回通道28下方，但通过在适当的位置形成凹部，可以另外或可替代地在供应通道24下方形成类似的腔。
112.类似地，开口200完全穿过掩模层87和器件层88形成，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术，以提供下降器20的一部分。
113.参照图8d和9，去除第二晶片86的处理层92(步骤906)，例如通过研磨和抛光、湿法蚀刻、等离子体蚀刻或其他去除过程。
114.参照图8e和9，穿过蚀刻停止层90蚀刻孔302以形成膜300，例如用于过滤结构320，其定位在喷嘴22附近并且在流体的流动路径中到达喷嘴(参见图3b)(步骤908)。
115.在图8a
‑
8e的方法中，器件层82、掩模层81、87(如果存在的话)和器件层88一起可以形成喷嘴层11。图8a
‑
8e的方法提供了厚的坚固的喷嘴层11，其不会因膜300的制造而变薄。
116.采用形成的凹部500、膜300或两者而所得的组件96可被进一步加工(步骤910)以形成打印头的流体喷射器150，例如如下所述以及在美国专利no.7566118中所述，其内容通过引用整体并入本文。
117.例如，参照图8f和8g，组件96的顶表面74(例如蚀刻停止层90的暴露表面)可以结合到流动路径晶片76(960)。例如，第一晶片60的顶面74可以使用低温结合而结合到流动路径晶片76，例如与环氧树脂(例如苯并环丁烯(bcb))结合或使用低温等离子体活化结合。
118.流动路径晶片76可以在结合之前被制造，以具有流动通道475，比如供应通道14、室入口通道16、泵送室18、下降器20、出口通道26和出口供给通道28。其他元件比如致动器(未示出)可以在组件96结合到流动路径晶片76之前或之后形成。
119.参照图8g，在结合之后，可以去除处理层85和蚀刻停止层84，例如通过研磨和抛光、湿法蚀刻、等离子体蚀刻或其他去除过程，以暴露喷嘴22。在一些实施方式中，没有去除蚀刻停止层84，但是穿过蚀刻停止层84形成孔以完成喷嘴。在形成或附接致动器之后，所得到的基板通常对应于图3c中所示的基板110。
120.如图8g所示，相同的层90可以为柔顺微结构(如果存在的话)和膜300提供膜502。同样如图8g所示，出口通道26形成为流动路径晶片76的底部中的凹部，第一和第二晶片的组件96的顶表面74可以提供出口通道26的下表面。另外，膜300的顶表面可以与出口通道26的下表面共面。
121.图11a
‑
11g示出了制造基板110的主体10和喷嘴层11的另一示例方法。在该示例中，基板被制造成具有流体喷射器150，该流体喷射器150在出口通道26和下降器20之间的交叉点之前在流体流动路径中具有膜300。膜300可以提供过滤器320。
122.另外，基板可被制造成具有在喷嘴层11中形成的一个或多个腔500，以提供柔顺微结构。可以根据类似的方法制造仅具有膜300或仅具有腔500的流体喷射器150。例如，为了
制造没有腔500的流体喷射器，可以简单地开始于如图11a所示，但是基板缺少凹部506。
123.参照图11a和图12，第一晶片80(例如硅晶片或soi晶片)包括掩模层81(例如氧化物或氮化物掩模层)、器件层81(例如硅喷嘴层11)、蚀刻停止层84(例如氧化物或氮化物蚀刻停止层)和处理层85(例如硅处理层)。第一晶片80可以称为喷嘴晶片。在一些示例中，第一晶片80不包括蚀刻停止层84。在一些示例中，例如当第一晶片80是soi晶片时，soi晶片的绝缘层用作蚀刻停止层84。
124.为了限定喷嘴位置，掩模层81被图案化，并且形成穿过器件层82的将提供流体喷射器150的喷嘴22的开口(步骤920)，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术。例如，可以将第一抗蚀剂层沉积到未图案化的掩模层81上并进行光刻图案化。可以蚀刻掩模层81以形成穿过掩模层81的开口。然后可以使用掩模层81作为掩模来蚀刻器件层82，例如使用深反应离子蚀刻(drie)、氢氧化钾(koh)蚀刻或其他类型的蚀刻，以形成喷嘴22。可以剥离第一抗蚀剂层。
125.可选地，还形成部分但不完全延伸穿过器件层82的凹部506(步骤922)，例如使用标准微制造技术。如果要形成凹部506，则可以将第二抗蚀剂层沉积到掩模层81上并进行光刻图案化。可以根据图案化的抗蚀剂蚀刻掩模层81和器件层82，以形成凹部506，例如使用湿法蚀刻或干法蚀刻。
126.参照图11b和12，第二晶片86(例如硅晶片或soi晶片)具有处理层92、蚀刻停止层90(例如氧化物或氮化物蚀刻停止层)和器件层88。在一些示例中，例如当第二晶片86是soi晶片时，soi晶片86的绝缘层用作蚀刻停止层90。
127.完全穿过掩模层87和器件层88形成开口200，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术，以提供下降器20的一部分。为了限定开口200，掩模层87被图案化并且在第二晶片86的器件层88中形成开口200，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术。例如，可以将抗蚀剂层沉积到未图案化的掩模层87上并进行光刻图案化。可以蚀刻掩模层87以形成穿过掩模层87的开口。然后可以使用掩模层87作为掩模来蚀刻器件层88。
128.可以通过类似或相同的过程，完全穿过掩模层87和器件层88形成开口510，以提供返回通道28的一部分(步骤924)。
129.另外，凹陷区域202可以形成在开口200和开口510之间的器件层88的顶表面中，以提供出口通道26(步骤924)。凹陷区域202可以部分地但不是完全地延伸穿过器件层88，留下器件层88的部分88a在凹陷区域202下方。因此，开口200和510可以比凹陷区域202更深。可替代地，凹陷区域202可以完全延伸穿过器件层88。
130.参照图11c和12，第二晶片86结合到第一晶片80(步骤926)，例如使用热结合或另一晶片结合技术，以形成组件96。特别地，第二晶片86结合到第一晶片80，使得第一晶片80的掩模层侧与第二晶片86的掩模层侧接触。开口200可以与将提供喷嘴22的开口对准。因此，掩模层81可以结合到掩模层87。在一些实施方式中，在将第二晶片86结合到第一晶片80之前，去除掩模层81和/或掩模层87。
131.在第二晶片86的顶部和器件层88的部分88a之间形成凹陷区域202的通道提供出口通道26。
132.蚀刻停止层90覆盖凹部506。因此，蚀刻停止层90可以提供膜502并限定腔500。尽管图11b中仅示出了一个凹部506，但可以有多个凹部，以便形成多个腔500。另外，尽管图
11f
‑
11g中示出的腔500在返回通道28下方，但通过在适当的位置形成凹部，可以另外或可替代地在供应通道24下方形成类似的腔。
133.参照图11d和12，去除第二晶片86的处理层92(步骤928)，例如通过研磨和抛光、湿法蚀刻、等离子体蚀刻或其他去除过程，留下蚀刻停止层90和器件层88。
134.参照图11e和12，蚀刻穿过蚀刻停止层90的孔302(步骤930)。因此，具有孔302的蚀刻停止层90的部分形成过滤器特征，该过滤器特征定位成靠近喷嘴22并且位于流体到喷嘴的流动路径中。另外，在开口510上方蚀刻穿过蚀刻停止层90的孔。这暴露了将成为返回通道28的下部的开口510。
135.图11a
‑
11e的方法允许对膜300和502的相对厚度进行一些控制。也就是说，膜300和膜502不需要具有相同的厚度和/或组成，因此可以选择每个膜的厚度和/或组成用于不同的目的。
136.具有喷嘴22、在器件层88中形成的可选凹部500和靠近喷嘴定位的膜300的晶片组件96可以进一步处理，例如如在美国专利no.7566118中所述，其内容通过引用整体并入本文，以形成打印头100的流体喷射器150。
137.例如，参照图11f和12，在一些示例中，组件96的顶表面74(例如蚀刻停止层90的暴露表面)可以结合到流动路径晶片76(步骤932)。例如，第一晶片60的顶面74可以使用低温结合而结合到流动路径晶片76，比如与环氧树脂(例如苯并环丁烯(bcb))结合或使用低温等离子体活化结合。
138.流动路径晶片76可以在结合之前制造，以具有部分流动通道475，比如供应通道14、室入口通道16、泵送室18、下降器20的一部分(其余部分由开口200提供)以及出口供给通道28的一部分(其余部分由开口510提供)。在组件96结合到流动路径晶片76之前或之后，可以形成其他元件比如致动器(未示出)。
139.参照图11g和12，然后可以去除处理层85，例如通过研磨和抛光、湿法蚀刻、等离子体蚀刻或其他去除过程(步骤934)。如果存在的话，蚀刻停止层84或被去除(如图11f所示)或被掩模和蚀刻，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术，以暴露喷嘴(步骤936)。
140.在形成或附接致动器之后，所得到的基板通常对应于图3d中所示的基板，尽管膜300的底表面略微高于(部分88a的厚度)下降器20和出口通道26之间的交叉点。另一方面，如果凹部202完全延伸穿过器件层88，则膜300的底表面将与出口通道26的顶表面共面。
141.在图11a
‑
11g所示的实施方式中，出口通道26由器件层88中的凹部202而不是晶片76中的凹部提供。可替代地，出口通道26可以由流动路径晶片76的底表面中的凹部而不是器件层88提供。在这种情况下(类似于图8f
‑
8g)，蚀刻停止层90的顶表面提供出口通道26的底表面。
142.图13a
‑
13e示出的过程类似于制造基板110的主体10和喷嘴层11的图8a
‑
8g的过程。然而，在该示例中，孔302可以穿过器件层88中的一些或全部。制造可以通常如上面针对图11a
‑
11g所述进行，除如下所述之外。
143.特别地，参照图13b，不是完全穿过器件层88形成孔200，而是在喷嘴22所在的位置形成凹陷区域204。该凹陷区域204可以与将提供出口通道26的凹陷区域202的深度相同或更深。如图13c
‑
d所示，这留下器件层88的薄部分88b，当第一晶片结合到第二晶片时，该薄部分88b将覆盖喷嘴22。
144.参照图13e，在蚀刻停止层90中形成开口之后，蚀刻停止层90可以用作掩模，并且可以蚀刻穿过器件层88的薄部分88b的开口，例如通过反应离子蚀刻，直到凹部204暴露。穿过蚀刻停止层90和器件层88的薄部分88b的所得开口提供穿过膜的孔302。然后可以如图11f
‑
11g所示进行制造。这种方法的优点是它允许选择膜300的厚度。
145.在形成或附接致动器之后，所得到的基板通常对应于图3d中所示的基板。如果凹陷区域204具有与凹陷区域202相同的深度，则膜300的底表面将与出口通道26的顶表面共面。
146.图14a
‑
14g示出了制造基板110的主体10和喷嘴层11的另一示例方法。在该示例中，基板被制造成具有流体喷射器150，在出口通道26中具有膜300。特别地，膜300可以在出口通道26中处于与下降器20和返回通道28间隔开的位置处。膜可以提供阻抗结构310。
147.基板还可以包括柔顺微结构，其包括形成在喷嘴层11中的一个或多个腔500。仅具有膜300的流体喷射器150可以根据类似的方法制造。例如，为了制造没有腔500的流体喷射器，可以简单地省略与图14b所示的凹部506的形成相关的步骤部分。
148.参照图14a和15，第一晶片80(例如硅晶片或绝缘体上硅(soi)晶片)提供喷嘴晶片。第一晶片80包括掩模层81(例如氧化物或氮化物掩模层，例如sio2或si3n4)、器件层82(例如硅器件层82)、蚀刻停止层84(例如氧化物或氮化物蚀刻停止层)和处理层85(例如硅处理层)。在一些示例中，第一晶片80不包括蚀刻停止层84。在一些示例中，例如当第一晶片80是soi晶片时，soi晶片80的绝缘层用作蚀刻停止层84。
149.为了限定喷嘴位置，掩模层81被图案化，并且将提供流体喷射器150的喷嘴22的开口形成穿过器件层82(步骤940)，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术。例如，可以将第一抗蚀剂层沉积到未图案化的掩模层81上并进行光刻图案化。可以蚀刻掩模层81以形成穿过掩模层81的开口。然后可以使用掩模层81作为掩模来蚀刻器件层82，例如使用深反应离子蚀刻(drie)、氢氧化钾(koh)蚀刻或其他类型的蚀刻，以形成喷嘴22。可以在蚀刻器件层82之前或之后剥离抗蚀剂。
150.参照图14b和15，第二晶片86(例如硅晶片或soi晶片)包括掩模层87(例如氧化物或氮化物掩模层)、器件层88(例如硅器件层88)、蚀刻停止层90(例如氧化物或氮化物蚀刻停止层90)和处理层92(例如硅处理层92)。第二晶片86的器件层88可以由与第一晶片80的器件层82相同的材料形成。在一些示例中，例如当第二晶片86是soi晶片时，soi晶片86的绝缘层用作蚀刻停止层90。
151.为了限定腔500，掩模层87被图案化，并且凹部506形成在第二晶片86的器件层88中(步骤942)，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术。虽然图14b示出了凹部510完全延伸穿过器件层88，但这不是必需的；凹部500可以仅部分地延伸穿过器件层88。
152.在掩模层87中形成开口，并且可选地，凹部200至少部分地形成穿过器件层88，例如使用包括光刻和蚀刻的标准微制造技术。该凹部200将位于出口通道26下方，并且可被认为是提供下降器20或喷嘴22的一部分。图14b示出了凹部200作为完全延伸穿过器件层88的开口，但这不是必需的；凹部200可以仅部分地延伸穿过器件层88。
153.类似地，在掩模层87中形成开口，并且凹部208至少部分地形成穿过器件层88(步骤944)。该凹部将提供出口通道26的一部分。图14b示出了凹部208完全延伸穿过器件层88，但不是必需的；凹部208可以仅部分地延伸穿过器件层88。然而，凹部200应该至少与凹部
208一样深。
154.凹部506(如果存在的话)、开口200和凹部208可以在单个蚀刻步骤中同时形成。在这种情况下，凹部510(如果存在的话)、开口200和凹部208都将具有相同的深度。例如，可以将抗蚀剂层沉积在未图案化的掩模层87上并进行光刻图案化。可以蚀刻掩模层87以形成穿过掩模层87的开口。然后可以使用掩模层87作为掩模来蚀刻器件层88。
155.另一方面，为了提供具有不同深度的凹部510(如果存在的话)、开口200和凹部208，可以使用多个蚀刻步骤。例如，对于每个特征，可以沉积抗蚀剂层并光刻图案化，然后对基板进行蚀刻步骤(抗蚀剂可以覆盖先前定义的特征以保护它们免于随后的蚀刻步骤)。在一些实施方式中，光刻胶本身可用作掩模。
156.参照图14c和15，第二晶片86结合到第一晶片80(步骤946)，例如使用热结合或另一晶片结合技术，以形成组件96。特别地，第二晶片86结合到第一晶片80，使得第一晶片80的掩模层侧与第二晶片86的掩模层侧接触。因此，掩模层81可以结合到掩模层87。在一些实施方式中，在第二晶片86结合到第一晶片80之前，去除掩模层81和掩模层87。开口200可以与将提供喷嘴22的开口对准。当凹部510被蚀刻停止层90覆盖时，其形成腔500。
157.蚀刻停止层90覆盖凹部506。因此，蚀刻停止层90可以提供膜502并限定腔500。尽管图14b中仅示出了一个凹部506，但可以有多个凹部，以便形成多个腔500。另外，虽然图14f
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14g中所示的腔500在返回通道28下方，但通过在适当的位置形成凹部，可以另外或可替代地在供应通道24下方形成类似的腔。
158.参照图14d和15，去除第二晶片86的处理层92(步骤948)，例如通过研磨和抛光、湿法蚀刻、等离子体蚀刻或其他去除过程。
159.参照图14e和15，蚀刻穿过蚀刻停止层90的孔302，直到到达凹部208(步骤950)，以形成阻抗特征300。孔302可以通过蚀刻过程比如湿法蚀刻或等离子体蚀刻形成。特别地，孔302可以通过各向异性蚀刻形成，例如反应离子蚀刻。
160.另外，可以形成穿过蚀刻停止层90的孔340，直到到达凹部208，以在出口通道26和返回通道28之间提供开口(步骤950)。
161.另外，可以形成穿过蚀刻停止层90的孔342，直到到达凹部200，以在下降器20和喷嘴22之间提供开口。
162.开口302、开口340和开口342可以在单个蚀刻步骤中同时形成。特别地，开口可以通过各向异性蚀刻形成，例如反应离子蚀刻。
163.参照图16a
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16c，如果凹部208没有完全延伸穿过器件层88，则可以执行进一步的蚀刻步骤，例如使用蚀刻停止层90作为掩模。可以在凹部208上方蚀刻穿过器件层88的薄部分88c的开口302和340，例如通过反应离子蚀刻，直到凹部208暴露。这种方法的优点是它允许选择膜300的厚度，例如通过选择凹部208的深度。图16a
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16c所示的方面可以与各种替代方案组合。
164.假设凹部208完全延伸穿过器件层88，如图14e所示，则蚀刻停止层90的跨越流动路径26的部分提供膜300。另一方面，如果凹部208仅部分地延伸穿过图16b中所示的器件层88，则蚀刻停止层90和器件层88的薄部分88c的组合提供膜300。
165.在图14a
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14e所示的方法中，器件层82、掩模层81、87(如果存在的话)、器件层88和蚀刻停止层90可以提供喷嘴层11。图14a
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14e的方法提供了厚的坚固的喷嘴层11，其不会因
制造膜304而变薄。可以进一步处理具有腔500和/或膜300的所得组件96，以形成打印头的流体喷射器150。
166.例如，参照图14f和14g，组件96的顶表面74(例如蚀刻停止层90的暴露表面)可以结合到流动路径晶片76(步骤952)。流动路径晶片76可以在结合之前制造，以具有流动通道475，比如供应通道14、室入口通道16、泵送室18、下降器20、出口通道26的一部分和出口供给通道28。例如，第一晶片60的顶面74可以使用低温结合而结合到流动路径晶片76，比如与环氧树脂(例如苯并环丁烯(bcb))结合或使用低温等离子体活化结合。在组件96结合到流动路径晶片76之前或之后，可以形成其他元件比如致动器(未示出)。
167.在图14a
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14g所示的实施方式，出口通道26的一部分由器件层88中的凹部208提供，且出口通道26的另一部分由流动路径晶片76的底部中的凹部27提供。底部中的凹部27可以从下降器20延伸。凹部208和凹部27重叠在孔302上，使得所得的膜300将出口通道26分成膜304上方的第一区域26a和膜下方的第二区域26b。
168.尽管图14a
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14g中所示的实施方式具有连接到下降器20的出口通道26的上部26a和连接到返回通道28的出口通道的下部26b，但这可以如图17a所示反转。例如，流动路径晶片76的底部中的凹部27可以从返回通道28而不是下降器20延伸到开口302。此外，凹部208可以连接到开口200(并且被认为是其一部分)。因此，凹部208可以从下降器20延伸到开口302。
169.而且，图17a中所示的实施方式可以与各种其他方面组合。例如，如图17b所示，凹部208可以形成为使得其仅部分地延伸穿过器件层88，并且可以执行进一步的蚀刻步骤，例如使用蚀刻停止层90作为掩模。因此，在凹部208上方蚀刻穿过器件层88的薄部分88d的开口302，例如通过反应离子蚀刻，直到凹部208暴露。结果，蚀刻停止层90和器件层88的薄部分88c的组合提供阻抗特征310的膜300。
170.参照图14g和15，在结合之后，可以去除处理层85和蚀刻停止层84(步骤954)，例如通过研磨和抛光、湿法蚀刻、等离子体蚀刻或其他去除过程，以暴露喷嘴22。在一些实施方式中，不去除蚀刻停止层84，但是形成穿过蚀刻停止层84的孔以完成喷嘴(步骤956)。在形成或附接致动器之后，所得到的基板通常对应于图3c中所示的基板。
171.如图14g所示，相同的层90可以为柔顺微结构(如果存在的话)和膜300提供膜502。同样如图14g所示，出口通道26形成为流动路径晶片76的底部中的凹部，第一和第二晶片的组件96的顶表面74可以提供出口通道26的下表面。另外，膜300的顶表面可以与出口通道26的下表面共面。类似地，膜300的顶表面可以与返回通道28的下表面共面。
172.图18a
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18h示出的过程类似于制造基板110的主体10和喷嘴层11的图14
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14g的过程。然而，在该示例中，开口302位于返回通道28的正下方而不是在出口通道26内。制造可以通常如上针对图14a
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14g和17a所述进行，除如下所述之外。
173.参照图18b，第一凹部200在对应于喷嘴22的区域中形成在器件层88中。该凹部200将在出口通道26下方，并且可被认为提供下降器20或喷嘴22的一部分。第二凹部220在将位于返回通道28的一部分之下的区域中形成在器件层88中。这些凹部200和220可以通过图案化掩模层87并将其用作用于蚀刻器件层88的掩模来形成。
174.另外，参照图18c，器件层88中的第三凹部222连接第一凹部200和第二凹部220。器件层88的一部分88e可以保持在凹部222下方。凹部222可以通过图案化掩模层87和使用其
作为用于蚀刻器件层88的掩模来形成。可选地，可以从整个晶片86剥离掩模层87。
175.尽管图18b
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18c示出了凹部200和凹部220作为完全延伸穿过器件层88的开口，但这不是必需的。凹部200和/或凹部220可以仅部分地延伸穿过器件层88。然而，凹部220应该至少与凹部222一样深(即相同或更大的深度)。类似地，尽管图18b示出了凹部222仅部分地延伸穿过器件层88，但这不是必需的。凹部222可以完全延伸穿过器件层88。在凹部200、220、222具有相同深度的情况下，它们可以在单个蚀刻步骤中同时形成。凹部的相对深度可以根据出口通道26的高度和膜300的厚度的需要来选择，例如基于所需的流体流动阻力。
176.图18d与图14c类似地进行，第一晶片80结合到第二晶片86以形成组件98，并且开口200与喷嘴22对准。图18e与图14d类似地进行，其中去除了处理层92。
177.参照图18f，蚀刻穿过蚀刻停止层90的孔302，直到到达凹部220，以形成阻抗特征300。孔302可以通过蚀刻过程形成，比如湿法蚀刻或等离子体蚀刻。特别地，孔302可以通过各向异性蚀刻形成，例如反应离子蚀刻。
178.另外，可以形成穿过蚀刻停止层90的孔342，直到到达凹部200，以在下降器20和喷嘴22之间提供开口。
179.开口302和开口342可以在单个蚀刻步骤中同时形成。特别地，开口可以通过各向异性蚀刻形成，例如反应离子蚀刻。
180.如果凹部220没有完全延伸穿过器件层88，则可以执行进一步的蚀刻步骤，例如使用蚀刻停止层90作为掩模。类似地，如果凹部200没有完全延伸穿过器件层88，则可以执行进一步的蚀刻步骤，例如使用蚀刻停止层90作为掩模。因此，可以蚀刻穿过器件层88的薄部分88e的开口302和342，例如通过反应离子蚀刻，直到凹部208暴露。
181.假设凹部220完全延伸穿过器件层88，如图18f所示，则在出口通道26和返回通道28之间的蚀刻停止层90的部分提供膜300。另一方面，如果凹部220仅部分地延伸穿过器件层88(例如以图16c中所示等同的方式)，则蚀刻停止层90和器件层88的薄部分88e的组合提供了膜300。
182.参照图18g，组件96的顶表面74例如蚀刻停止层90的暴露表面可以结合到流动路径晶片76上。图18g与图14f类似地进行，但流动路径晶片76没有任何限定出口通道26的凹部，因为它完全限定在器件层88中。
183.图18h与图14g类似地进行，其中去除处理层85和蚀刻停止层84或者去除处理层85并形成穿过蚀刻停止层84的孔以完成喷嘴。在形成或附接致动器之后，所得到的基板通常对应于图3b中所示的基板。
184.参照图10，在一些实施方式中，可使用包括多个开口42(例如矩形开口)的掩模40来限定膜300的所需尺寸的孔302。每个开口42对应于由开口42的拐角限定的单元区域44，并且开口42的尺寸和方向使相邻的单元区域44重叠。每个单元区域44的面积大约是相应开口42的长边l的长度的平方。利用各向异性蚀刻过程(例如氢氧化钾蚀刻过程)，可以通过继续各向异性蚀刻来制造正确尺寸的孔，直到到达终止晶面(例如<111>面)。例如，每个开口42的拐角可以定位成暴露<111>平面，使得每个开口42将使由其对应的单元区域44限定的区域被蚀刻。由于相邻的单元区域44重叠，因此可以通过该蚀刻过程打开整个区域。
185.在一些示例中，可以使用厚层82(例如30μm、50μm或100μm厚)。厚喷嘴晶片的使用最小化了喷嘴制造过程将喷嘴晶片薄化到喷嘴晶片被削弱的程度的风险。
186.对于各种实施方式而言是共同的通道14、入口通道16和泵送室18的特定流动路径配置仅仅是流动路径配置的一个示例。下面描述的过滤器特征或阻抗特征的方法可以用于许多其他流动路径配置。例如，如果供应通道14位于与泵送室18相同的高度，则上升器16a是不必要的。作为另一示例，附加的水平通道可以定位在泵送室18和喷嘴22之间。通常，对下降器的讨论可以推广到将泵送室连接到喷嘴入口的第一通道，并且对出口通道的讨论可以推广到将喷嘴的入口连接到返回通道的第二通道。
187.作为第一或第二例如第一晶片和第二晶片的各种元件的指示不一定表示制造元件的顺序。尽管使用诸如“上方”和“下方”的定位术语，但是这些术语用于指示系统内元件的相对定位，并且不一定表示相对于重力的位置。
188.已经描述了特定实施例。其他实施例在以下权利要求的范围内。