模制的流体流动结构的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]喷墨笔或打印杆中的每个打印头芯片包括将墨输送到喷射腔的微小的通道。通过支承着在所述笔或打印杆上的打印头芯片的结构中的通路，将墨从墨供应装置分配到芯片通道。可能期望缩小每个打印头芯片的尺寸(例如)以减少所述芯片的成本，以相应地以减少所述笔或打印杆的成本。然而，使用更小的芯片可能需要对支承着所述芯片的较大结构进行改变，所述较大结构包括将墨分配到所述芯片的通道。
【附图说明】
[0002]图1/2、3/4、5/6以及7/8中的每对示出了新的模制流体流动结构的一个示例，其中，微设备嵌入模制件中，所述模制件带有直通到所述设备的流体流动路径。
[0003]图9是示出了实施新的流体流动结构的流体流动系统的块状图，所述流体流动结构例如是图1-8所示的示例中的一个。
[0004]图10是示出实施新的流体流动结构的一个示例的喷墨打印机的块状图，所述流体流动结构用于在基底宽幅打印杆中的打印头。
[0005]图11-16示出了实施用于打印头芯片的新的流体流动结构的一个示例的喷墨打印杆，例如可以用于图10的打印机中。
[0006]图17-21是示出用于制造新的打印头芯片流体流动结构的过程的一个示例的截面图。
[0007]图22是图17-21示出的所述过程的流程图。
[0008]图23-27是立体图，示出了用于制造新的喷墨打印杆(例如在图11-16中所示的打印杆)的晶圆级过程的一个示例。
[0009]图28来自图23的细节。
[0010]图29-31示出了用于打印头芯片的新的流体流动结构的其他示例。
[0011]在附图中，相同的部件标记贯穿附图表示相同或相似的部件。所示附图不必按比例。一些部件的相对大小被夸大，以更清楚地图示所示出的示例。
【具体实施方式】
[0012]已经研发了利用基底宽幅打印杆组件的喷墨打印机，以帮助提升打印速度并减少打印成本。通常的基底宽幅打印杆组件包括将打印流体从打印流体供应装置输送至小的打印头芯片的多个部件，打印流体从所述打印头芯片喷射到纸或其他打印基底上。虽然减小打印头芯片的尺寸和间隔持续重要，以减少成本，但将打印流体从较大的供应装置部件引导到比以往任何都更小、更紧密地间隔的芯片要求复杂的流动结构和制造过程，这实际上会提升成本。
[0013]已研发了一种新的流体流动结构，其允许使用更小的打印头芯片和更紧凑的芯片电路，以帮助减少在基底宽度喷墨打印机中的成本。实施该新的结构的一个示例的打印杆包括多个打印头芯片，其被模制到可模制材料的细长且一体式的主体中。模制到所述主体中的打印流体通道将打印流体直接输送到每个芯片中的打印流体流动通路。模制件有效地增加了每个用于制作外部流体连接并用于将芯片附接到其他结构的尺寸，因此允许使用更小的芯片。打印头芯片和打印流体通道能够以晶圆级而模制以形成新的、复合的打印头晶圆(其内建构有打印流体通道)，这消除了在硅基底中形成打印流体通道的需求，并允许使用更薄的芯片。
[0014]新的流体流动结构不限于用于喷墨打印的打印杆或其他类型的打印头结构，而是可以在其他设备中实施并用于其他流体流动应用。因此，在一个示例中，新的结构包括嵌入在模制件中的微设备，所述模制件具有通道或其他路径，用于使流体直接流动到所述设备中或所述设备上。所述微设备例如可以是电子设备、机械设备、或微机电系统(MEMS)设备。所述流体流例如可以是流动到所述微设备中或流动到所述微设备上的冷却流体，或流动到打印头芯片或其他流体分配微设备中的流体。
[0015]在附图中示出并在下文中描述的这些和其他示例阐释而非限制本发明，本发明在说明书随后的权利要求书中限定。
[0016]如在本文件中使用的，“微设备”是指具有小于或等于30mm的一个或多个外部尺寸的设备；“薄”是指小于或等于650 μπι的厚度；“长条”是指具有至少为3的长宽比(L/W)的薄的微设备；“打印头”和“打印头芯片”是指从一个或多个开口分配流体的喷墨打印机或其他喷墨型分配器的部件。一个打印头包括一个或多个打印头芯片。“打印头”和“打印头芯片”不限于使用墨和其他打印流体打印，而是还包括关于其他流体和/或用于除了打印的其他用途的喷墨型分配。
[0017]图1和2是正视图和平面截面视图，分别示出了新的流体流动结构10的一个示例。参见图1和图2，结构10包括模制到塑料或其他可塑材料的一体式主体14中的微设备12。模制主体14在这里也称为模制件14。微设备12例如可以是电子设备、机械设备、或微机电系统(MEMS)设备。通道或其他适当的流体流动路径16模制到与微设备12接触的主体14中，使得在通道16中的流体能够直接流动到设备12中或设备12上(或两者)。在该示例中，通道16连接到微设备12中的流体流动通路18，并且暴露到微设备12的外表面20。
[0018]在另一个示例中，如图3和4所示，模制件14中的流动路径16允许空气或其他流体沿着微设备12的外表面20流动，(例如)到冷却设备12。同样，在该示例中，在电气终端24处连接到设备12的信号迹线或其他导体22在模制到模制件14中。在另一个示例中，如图5和6所示，微设备12模制到主体14中，所述主体14带有与通道16相对的暴露表面26。在另一个示例中，如图7和8所示，微设备12Α和12Β模制到带有流体流动通道16Α和16Β的主体14中。在该示例中，流动通道16Α与外侧设备12Α的边缘接触，同时流动通道16Β与内侧设备12Β的底部接触。
[0019]图9是示出了实施新的流体流动结构10的系统28的块状图，所述系统28例如是图1-8所示的一个流动结构10。参见图9，系统28包括可操作地连接到流体移动器32的流体源30，所述流体移动器32配置成将流体移动到结构10中的流动路径16。流体源30例如可以包括作为空气源以冷却电子微设备12的大气，或用于打印头微设备12的打印流体供应装置。流体移动器32代表用于将流体从源30移动到流动结构10的栗、风扇、重力或任何其它适当的机构。
[0020]图10是示出喷墨打印机34的块状图，所述喷墨打印机34实施基底宽幅打印杆36中新的流体流动结构10的一个示例。参见图10，打印机34包括:跨越打印基底38的宽度的打印杆36 ;与打印杆36关联的流量调节器40 ;基底传输机构42 ;墨或其他打印流体供应装置44，以及打印机控制器46。控制器46代表控制打印机10的操作元件所需的程序、(一个或多个)处理器和相关联的存储器、以及电子电路和部件。打印杆36包括打印头37的布置，所述打印头37用于将打印流体分配到纸或其他打印基底的片材或连续幅材38。如以下详细地描述的，每个打印头37包括模制件中的一个或多个打印头芯片，所述模制件带有用以将打印流体直接供给至(多个)芯片的通道16。每个打印头芯片通过流动路径从供应装置44接收打印流体，其进入并穿过流量调节器40和打印杆36中的通道16。
[0021]图11-16示出了实施新的流体流动结构10的一个示例的喷墨打印杆36，所述喷墨打印杆36例如能够用于图10所示的打印机34中。首先参见图11的平面视图，打印头37嵌入在细长、一体式的模制件14中，并总体上以交错配置而端对端地布置在行48中，其中，在每个行中的打印头与该行中的另一打印头重叠。虽然示出了例如用于打印四种不同颜色的交错打印头37的四个行48，也可以是其他适当的配置。
[0022]图12是沿图11中的线12-12所取的截面视图。图13_15是图12的细节图，并且图16是示出了图12-14中的打印头芯片流动结构10的特征中某些的布局的平面视图。现在参见图11-15，在示出的示例中，每个打印头37包括一对打印头芯片12，每个打印头芯片12带有两行喷射腔50和对应的孔52，打印流体通过所述孔52从腔50喷射。模制件14中的每个通道16将打印流体供给至一个打印头芯片12。可以是用于打印头37的其他适当配置。例如，可以随更多或更少的喷射腔50和通道16而使用更多或更少的打印头芯片12。(虽然在图12-15中打印杆36和打印头37面向上，但如图10的块状图所描述地，当安装在打印机中时，打印杆36和打印头37通常面朝下。)
[0023]打印流体从歧管54流动到每个喷射腔50中，所述歧管54在喷射腔50的两个行之间沿着每个芯片12纵向地延伸。打印流体通过多个口 56供给到歧管54中，所述口 56连接到在芯片表面20处的打印流体供应装置通道16。如示出地，打印流体供应装置通道16大致比打印流体口 56宽，以将打印流体从流量调节器中更大的、松散地隔开的通路或将打印流体输送到打印杆36中的其他部件输送到打印头芯片12中更小的、紧密地隔开的打印流体口 56。因此，打印流体供应装置通道16能够帮助或甚至消除离散的“散开(fan-out) ”的需求以及在一些通常的打印头中需要的其他流体布线结构。此外，如示出地，将打印头芯片表面20的大片区域直接暴露到通道16允许通道16中的打印流体在打印期间帮助冷却芯片12。
[0024]在图11-15中的打印头芯片12的理想化表示描述了三个层58、60、62，为了方便期间，仅清楚地示出喷射腔50、孔52、歧管54以及口 56。实际的喷墨打印头芯片12通常是形成在硅基底5