本申请涉及喷墨打印,特别涉及一种喷射稳定的电流体芯片及成型方法。
背景技术:
1、喷墨打印作为一种增材制造直写技术,具有无需掩膜、生产灵活、材料利用率高等优点,在印刷显示、印刷电路、印刷太阳能电池等领域具有良好的应用前景。其中电流体喷印技术使用电场力作为主要驱动力,对墨水的驱动能力大大增强,能够打印高粘度的墨水;同时,由于是弯液面局部发生喷射,产生的墨滴尺寸可以远小于喷嘴直径,从而能够显著提高喷印分辨率。电流体喷墨打印技术克服了传统喷墨打印技术的两大缺点,具有广阔的应用前景
2、相关技术中,通过在基板的底面加工凹槽,再在凹槽内通过加工环形槽以成型凸台,以及在凸台上开设贯穿的喷射孔。在基板的底面布置电极,由于凹槽的布置,喷射孔的喷口与电极具有高度差,即可使得喷射孔的喷口处与电极处具有电势差。即可利用电场力使喷射孔中的功能液喷出。
3、但是,由于喷射孔与基板底面的高度差,喷射孔喷射位置处于凹槽内,由于喷射孔的墨水喷射量过大、凸台自身形貌等原因,喷射孔的孔口处的墨水存在溢出至凹槽内的可能性。由于电极需要布置在基板底面的凹槽的周边,为保证电极对喷射的可控性,难以将凹槽开口布置过大。因此,当墨水溢出至凹槽内后,由于凹槽内的空间有限,凹槽内的墨水影响对喷出的墨滴产生干扰,对打印精度造成不良影响,甚至无法打印。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种喷射稳定的电流体芯片及成型方法,以解决相关技术中凹槽的空间有限,功能液容易溢至凹槽内,而影响打印精度,甚至出现无法打印的情况的技术问题。
2、第一方面,提供了一种喷射稳定的电流体芯片,包括:
3、第一基板,所述第一基板底面开设有多个环形槽以形成多个凸台,多个所述凸台底面均同轴开设有贯穿的喷射孔;
4、第二基板,所述第二基板顶面开设有多个容纳槽,且所述容纳槽的槽底开设有至少一个出液孔;所述第二基板的顶面连接于所述第一基板的底面,每个所述容纳槽均覆盖至少一个所述环形槽,且所述环形槽的槽壁与容纳槽的槽壁之间留有间距;多个所述出液孔分别与多个所述喷射孔一一对应,功能液从所述喷射孔喷出后穿过所述出液孔而喷出;
5、电极结构,所述电极结构包括多个电极环,多个所述电极环均连接于所述第二基板的底面,且多个所述电极环分别环绕于多个所述出液孔,所述电极环与该所述电极环对应的所述凸台之间具有电势差。
6、一些实施例中,多个所述环形槽在所述第一基板底面呈多排分布,多个所述容纳槽分别覆盖多排所述环形槽。
7、一些实施例中,所述第二基板自上而下依次包括顶硅层和埋氧层;
8、所述容纳槽开设于顶硅层表面,且所述容纳槽的厚度小于所述顶硅层的厚度;
9、所述电极结构布置于埋氧层的底面。
10、一些实施例中,所述出液孔的孔径不小于所述环形槽的外径。
11、一些实施例中,所述电极结构还包括多个引线,多个所述引线均连接于所述第二基板的底面,多个所述引线分别与多个所述电极环电连接,且多个所述引线均与外部柔性电路板电连接。
12、一些实施例中,所述第一基板表面还开设有多个第一通孔;所述第二基板表面还开设有多个第二通孔,多个所述第一通孔分别与多个所述第二通孔连通;
13、所述第一通孔和所述第二通孔内布置有导电环,所述导电环的底部与所述引线电连接,所述导电环的顶部与外部柔性电路板电连接。
14、一些实施例中,该喷射稳定的电流体芯片还包括钝化层,所述钝化层覆盖于所述电极环和所述引线表面。
15、一些实施例中,该喷射稳定的电流体芯片还包括疏水层,所述疏水层覆盖于所述钝化层、所述凸台底面和所述第二基板的底面。
16、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:
17、本申请实施例提供了一种喷射稳定的电流体芯片,功能液受电场力处于喷射状态时,功能液在凸台的底面成型泰勒锥,且电场力驱使功能液喷出,下落的液滴穿过出液孔而喷出。由于容纳槽的布置,在喷射孔的下方预留了较大的空间,即使功能液在凸台处溢墨,也难以漫延至容纳槽的槽壁处,即使喷射孔的喷射流量较大,从喷射孔喷出的功能液也不易被容纳槽的槽壁阻挡,因而通过加大喷射孔下方的空间,保证了从喷射孔喷出的功能液顺利从芯片喷出,且不会对功能液的喷射方向造成影响,保证了打印精度。
18、第二基板固定在第一基板底面,功能液穿过出液孔后喷出,通过在第二基板的底面成型电极结构,通过给电极结构施加电压,使得电极结构的每个电极环均与其对应的凸台之间形成电势差,即可利用电场力驱使喷射孔中功能液喷出。第二基板的布置,给电极结构提供安装空间,并拉开电极结构与凸台的距离,满足了凸台与电极结构之间电势差要求。电极结构通电后,喷射孔内的即可被驱动而喷出,无需在待打印的基板处额外布置电极,因此打印高度调整灵活。
19、采用多个电极环分别对应不同喷射孔,通过控制不同电极环的电压,从而实现多个喷射孔的单独控制,实现多孔可控式打印。
20、第二方面,提供了一种喷射稳定的电流体芯片的成型方法,用于成型如上所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,包括以下步骤:
21、获取玻璃基板作为第一基板,在第一基板底面通过激光诱导刻蚀成型多个环形槽及多个喷射孔;
22、获取第二基板,在第二基板顶面刻蚀多条容纳槽;
23、使第二基板的顶面与第一基板的底面键合,以使得每个容纳槽至少覆盖一个环形槽;
24、在第二基板底面图案化形成电极结构;
25、在电极结构表面沉积钝化层;
26、在第二基板的底面刻蚀加工出液孔;
27、在钝化层表面、凸台底面、第二基板底面形成疏水层。
28、一些实施例中,所述获取第二基板,在第二基板顶面刻蚀多条容纳槽,包括:
29、获取soi硅板作为第二基板,soi硅板自上而下依次包括顶硅层、埋氧层和底硅层;
30、在顶硅层顶面加工多条容纳槽,且容纳槽的深度小于顶硅层的厚度;
31、刻蚀去除底硅层漏出埋氧层作为第二基板的底面。
32、本申请另一实施例提供了一种喷射稳定的电流体芯片的成型方法,由于该成型方法用于成型上述喷射稳定的电流体芯片,因此该成型方法的有益效果与上述喷射稳定的电流体芯片的有益效果一致,在此不再赘述。
1.一种喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,其包括:
2.根据权利要求1所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,多个所述环形槽在所述第一基板底面呈多排分布,多个所述容纳槽分别覆盖多排所述环形槽。
3.根据权利要求1或2所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,所述第二基板自上而下依次包括顶硅层和埋氧层;
4.根据权利要求1所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,所述出液孔的孔径不小于所述环形槽的外径。
5.根据权利要求1所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,所述电极结构还包括多个引线,多个所述引线均连接于所述第二基板的底面,多个所述引线分别与多个所述电极环电连接,且多个所述引线均与外部柔性电路板电连接。
6.根据权利要求5所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,所述第一基板表面还开设有多个第一通孔;所述第二基板表面还开设有多个第二通孔,多个所述第一通孔分别与多个所述第二通孔连通;
7.根据权利要求6所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,还包括钝化层,所述钝化层覆盖于所述电极环和所述引线表面。
8.根据权利要求1所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,还包括疏水层,所述疏水层覆盖于所述钝化层、所述凸台底面和所述第二基板的底面。
9.一种喷射稳定的电流体芯片的成型方法,用于成型如权利要求1至8中任一项所述的喷射稳定的电流体芯片,其特征在于,包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的喷射稳定的电流体芯片的成型方法,其特征在于,所述获取第二基板,在第二基板顶面刻蚀多条容纳槽,包括: