打印头制造技术

一种打印头包括模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片。包覆模制的喷墨条片形成至少一个芯片。该打印头还包括将喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部。该侧连接器将喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】打印头
技术介绍
打印装置包含用于将墨或另一种可喷射流体分配到打印介质上的若干个打印头。打印头包括若干个芯片(die)，这些芯片是精确地分配可喷射流体以在打印介质上形成图像的精确分配装置。可喷射流体可以经由限定在打印头中的流体槽输送到喷嘴下方的喷射腔室。流体可以通过例如加热电阻元件来从喷射腔室喷射。喷射腔室和电阻元件形成热喷墨(TIJ)打印头的热流体喷射装置。然而，打印装置可以使用任何类型的数字、高精度液体分配系统，例如，二维打印系统、三维打印系统、数字滴定系统和压电打印系统，以及其他类型的打印装置。附图说明附图图示了本文所述的原理的各种示例，并且是本说明书的一部分。图示的示例仅为了说明而给出，并且不限制权利要求的范围。图1是根据本文所述的原理的一个示例的热喷墨(TIJ)打印头芯片(printheaddie)的示图。图2是根据本文所述的原理的一个示例的图1的TIJ打印头芯片的沿图1中所描绘的线A的剖视图。图3是根据本文所述的原理的另一示例的TIJ打印头芯片的示图。图4是根据本文所述的原理的一个示例的图3的TIJ打印头芯片的沿图3中所描绘的线B的剖视图。图5是根据本文所述的原理的一个示例的在第一制造阶段中的若干个TIJ打印头的示图。图6是根据本文所述的原理的一个示例的描绘了TIJ打印头的第一侧的第二制造阶段中的若干个TIJ打印头的示图。图7是根据本文所述的原理的一个示例的描绘了TIJ打印头的第二侧的第二制造阶段中的若干个TIJ打印头的示图。图8是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头的第一侧的第二制造阶段中的该若干个TIJ打印头中的一个的示图。图9是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头的第一侧的第三制造阶段中的该若干个TIJ打印头中的一个的示图。图10是根据本文所述的原理的一个示例的如图6的正方形C中所描绘的描绘了TIJ打印头的第一侧的第四制造阶段中的该若干个TIJ打印头中的一个的示图。图11是根据本文所述的原理的一个示例的所制造的TIJ打印头的示图。图12是根据本文所述的原理的一个示例的利用TIJ打印头芯片的打印装置的框图。图13是描绘了根据本文所述的原理的一个示例的制造TIJ打印头芯片的方法的流程图。贯穿附图，相同的附图标记标示相似但不一定相同的元件。具体实施方式如上所述，热喷墨(TIJ)打印头包括若干个TIJ芯片。每个TIJ芯片都包括若干个条片(sliver)。芯片条片包括具有大约650μm或更小的量级上的厚度的薄的硅、玻璃或其他衬底。TIJ条片可以各自包括若干个流体喷射装置，例如在条片的表面上的上面提及的电阻加热元件。可喷射流体可以通过在衬底中相对的衬底表面之间形成的若干个流体槽流动到条片的喷射装置。虽然贯穿本文的示例描述了热喷墨(TIJ)装置，但是任何类型的数字、高精度液体分配系统都可以利用这些示例。例如，打印头可以包括任何二维(2D)打印元件或装置、任何三维(3D)打印元件或装置、数字滴定元件或装置、热电阻(thermos-resistor)型或压电型打印元件或装置、其他类型的数字、高精度液体分配系统或者它们的组合。这些各种类型的液体分配系统可以分配无数种类型的液体，包括例如墨、3D打印剂、药物、实验室流体和生物流体以及其他可分配液体。例如，3D打印剂可以包括聚合物、金属、粘合剂、3D墨等。虽然打印头芯片内的流体槽有效地将流体输送到流体喷射元件，但这些流体槽占据了宝贵的硅片空间并且在其制造中增加了显著的处理成本。较低的打印头芯片成本可部分地通过缩小芯片尺寸来实现。然而，较小的芯片尺寸会导致硅衬底中较紧凑的槽间距和/或较窄的槽宽度，这增加了与将较小的芯片集成到TIJ打印头中相关的过多的组装成本。此外，从衬底移除材料以形成墨输送槽在结构上弱化了打印头芯片。因此，当单一打印头芯片具有多个槽以在单色打印头芯片中提高打印质量和速度，或者在多色打印头芯片中提供不同颜色时，打印头芯片随着每个槽的添加而变得越来越脆弱。因此，TIJ打印头内的一个约束在于更高的TIJ芯片分离比率或更低的芯片成本与更紧凑的槽间距或流体槽宽度成比例。从成本的角度来看，流体槽可能占据有用的芯片空间，并且可能具有相当大的处理成本。以另一种方式来说，降低喷墨打印头芯片的成本可包括缩小芯片尺寸以及降低晶圆成本。芯片尺寸可取决于通过硅衬底形成的流体输送槽的间距，该流体输送槽将可喷射流体从芯片一侧上的储存器输送到芯片另一侧上的条片的流体喷射元件。因此，缩小芯片尺寸的一些方法可包含通过硅开槽工艺来减小槽的间距和尺寸，所述硅开槽工艺可包括例如激光加工、各向异性湿法蚀刻、干法蚀刻、其他材料去除方法或它们的组合。然而，硅开槽工艺会给打印头芯片增加相当大的制造成本。此外，由于芯片尺寸减小，与将较小的芯片集成到喷墨打印头中相关的成本和复杂性已开始超过从较小的芯片所获得的节省。而且，由于芯片尺寸减小，去除芯片材料来形成墨输送槽对芯片强度已具有越来越不利的影响，这可增加芯片故障率。在一个示例中，环氧模制化合物(epoxymoldcompound，EMC)的包覆模(overmold)可以被用于将打印头芯片的多个TIJ条片保持就位。通过EMC形成的廉价的模制衬底还在各种示例中为互连迹线提供物理支撑，支持线接合(wirebonding)，并且使得能够实现TAB接合。包覆模制的打印头芯片在成本上是以前的1/3。此外，包覆模制的打印头芯片简化了打印头的组装过程，这是因为在打印头内不再需要嵌体(chiclets)或者其他流体分配歧管或流体插入器。为了进一步降低成本，电气互连部从条片延伸到印刷电路板(PCB)或引线框架。PCB或引线框架将条片连接到芯片的边缘，使得打印头可以被直接连接到打印装置的电接触件，而不是使用昂贵的带式自动接合(TAB)电路或表面安装技术(SMT)连接器。因此，包覆模制的条片及它们相应的电气互连部极大地简化了打印头的设计和组装过程。因此，本文所描述的示例提供了一种热喷墨(TIJ)打印头。该TIJ打印头包括模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片。包覆模制的喷墨条片形成至少一个TIJ芯片。该TIJ打印头还包括将喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部。该侧连接器将喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。在一个示例中，所述侧连接器包括印刷电路板(PCB)侧连接器。在该示例中，PCB侧连接器可以被模制到可模制衬底中。在另一示例中，所述侧连接器包括嵌入到所述可模制衬底中的引线框架。在该示例中，引线框架包括：来自所述线接合部的若干个电迹线；以及耦接到所述电迹线的若干个连接垫。所述连接垫将所述喷墨条片电耦接到所述打印装置的所述控制器。所述TIJ打印头还可以包括设置在所述线接合部上的封装盖。在一个示例中，所述侧连接器在所述喷墨条片中的每一个的边缘处电耦接到所述喷墨条片。此外，在一个示例中，所述可模制衬底是环氧模制化合物(EMC)。环氧模制化合物(EMC)在本文中被广义地定义为包括至少一个环氧官能团的任何材料。在一个示例中，EMC是自交联的环氧树脂。在该示例中，EMC可以通过催化均聚来固化。在另一示例中，EMC可以是使用共反应物来固化聚环氧化物的聚环氧化物。在这些示例中的EMC的固化形成具有高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种打印头，包括：模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片，包覆模制的喷墨条片形成至少一个打印头芯片；以及将所述喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部，所述侧连接器将所述喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种打印头，包括：模制到可模制衬底中的若干个喷墨条片，包覆模制的喷墨条片形成至少一个打印头芯片；以及将所述喷墨条片电耦接到侧连接器的若干个线接合部，所述侧连接器将所述喷墨条片电耦接到打印装置的控制器。2.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述侧连接器包括印刷电路板(PCB)侧连接器。3.如权利要求2所述的打印头，其特征在于，所述PCB侧连接器被模制到所述可模制衬底中。4.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述侧连接器包括嵌入到所述可模制衬底中的引线框架，所述引线框架包括：来自所述线接合部的若干个电迹线；以及耦接到所述电迹线的若干个连接垫；其中，所述连接垫将所述喷墨条片电耦接到所述打印装置的所述控制器。5.如权利要求1所述的打印头，还包括设置在所述线接合部上的封装盖。6.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述可模制衬底是环氧模制化合物(EMC)。7.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述侧连接器在所述喷墨条片中的每一个的边缘处电耦接到所述喷墨条片。8.一种打印头芯片，包括：可模制衬底；模制到所述可模制衬底中的若干个喷墨条片；以及将所述条片连接到耦接到所述可模制衬底的边缘连接器的若干个电引线。9.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建华，M·W·坎比，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US