微滴沉积装置及其制造方法制造方法及图纸

微滴沉积装置包括多个平行的通道，每个至少部分由压电材料的相向侧壁来界定，以及电极装置，用来将电场应用给选定的侧壁。电极装置通过沿着侧壁延伸的凹槽内的连接轨道连接到电驱动电路。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微滴沉积装置，和制造该装置的方法。附图说明图1至图3分别以透视图和截面图示出一种典型的喷墨打印头8，它含有以切变模式运作的压电式壁面致动器(wall actuators)，例如从US-A-5 016 028中可以了解到。它包括一个压电材料基体10，被放在电路板12上，仅其中表示连接轨道(connection tracks)14的一部分被示出。多个平行凹槽形成于基体10中，延伸到压电(PZT)材料层内，例如，如同US-A-5016028中所描述的。每个凹槽包括一个前端部分，它比较深，以提供墨水通道20，它们由致动器的相反壁面22隔离，这些壁面具有共平面的顶面；和一个后端部分，它比较浅，为连接轨道提供位置23。前端和后端部分由通道的一个“弯曲面(runout)”部分R连接，其半径由用来形成通道的切削圆盘的半径决定。在凹槽形成之后，用氮化硅“预先钝化”这些壁面。这样做的目的是为了在应用电极之前，给壁面的非活性部分覆盖上一薄层(1μm)低电介质材料。意图成为活性(active)的壁面部分被遮掩，不预先钝化。利用硅烷、氮和氩的等离子体，通过电子回旋共振化学蒸汽沉积来施用氮化硅。回旋辐射以这样一种方式激发等离子体，以产生有很低的氢含量的氮化硅的沉积，而不产生过度的热量，以不超过PZT的Curie温度。如图3所示，预先钝化之后，金属镀层沉积在凹槽中，以在墨水通道20的相向面的前端部分提供电极26。电极从壁面的顶部大约延伸到通道高度的一半(图3(a)和(b))。镀层还在后端部分提供连接轨道24，它连接到每个通道20的电极26(图3(c))。壁的顶部无金属镀层，因此，电极26构成各个通道的分离的致动电极。在沉积和用氮化硅的钝化剂层覆盖基体10之后，该钝化剂层作为离子和电子障壁使电极部分与墨水隔离开从而免受腐蚀，基体10如图1所示被固定在电路板12上，并制作粘合漆包线连接28，以将基体部分10上的连接轨道24连接到电路板12上的连接轨道14。一个盖子16被粘到致动器壁面22的顶部，从而形成多个“封闭”通道20。在一端，每个通道通过盖子16中的窗口27来获得墨水补充。在每个通道的另一端，有一个喷嘴30，它可以(有利地通过UV受激准分子激光器烧蚀)形成于粘到打印头的喷嘴板17中。在该例子中，通过窗口27从一个墨水供应源中释放墨水，墨水从窗口被吸入到墨水通道20，再到喷嘴30，由此操作打印头。例如，如同从EP-A-0 277 703所了解的，在通道壁的任一侧的电极上恰当地应用电压波形，导致在壁间建立一个电势差，这又引起通道壁的极化压电材料以切变模式变形，并引起壁面相对于各自的通道横向偏斜。因此，界定墨水通道的一个或两个壁面可能偏斜。沿着顶端和底端分别被基体和盖子封闭以及两侧被各自的通道壁封闭的那个通道的长度，壁面的运动在墨水中建立一个声压波。这个长度被叫做通道的“活性”长度(active length)，并在图1和2中被标注为“L”。声压波沿着通道的长度传播，并从那里喷射出墨滴。预先钝化的基本原理如下由于PZT具有一个极高的介电常数，所以壁间的电压差大多数出现在氮化硅层上，很少出现在PZT上。结果，壁面的非活性部分的杂散电容被最小化，这减小了电流并使得驱动片较易获得一个快速上升时间。此外，顶部开口的壁面不是很坚硬，它们没有预先钝化时，将会在打印头的歧管(manifold)区域引起无用的声波。而且，通过阻止PZT的不必要部分的致动，预先钝化防止打印头的热量的过度积聚，从而减少打印操作过程中所产生的总热量。如同在我们的共同在审的国际专利申请号PCT/GB01/00652中所公开的，一个散热片可被粘在盖子组件16的顶部，用来驱散墨滴喷射过程中在通道中所产生的热量。然而，在图1中所示的配置中，通过盖子组件16提供墨水供应的要求，限制了散热片覆盖通道的程度，从而限制了可从墨水通道向散热片转移的热量。本专利技术试图解决这一问题和其它问题。一方面，本专利技术提供微滴沉积装置，它包括许多平行的喷射通道，每个至少部分地被压电材料的对向侧壁界定；和电极装置，用于将电场施给选定的那些侧壁，其中电极装置通过位于凹槽内的连接轨道连接到一个驱动电路，该凹槽沿着界定喷射通道的侧壁的边缘延伸。为了排除沉积过程中墨水通道中所产生的过多热量，本专利技术已经意识到了这个期望，提供一个覆盖于盖子组件的整个表面的散热片，因而根据盖子组件重新布置墨水供应。然而，在图1至3中所示意的布置中，提供电路板12和在墨水通道后端提供粘合漆包线连接28的必要性意味着，墨水供应源不能方便地被重放到墨水通道的后端，而不妨碍这些连接。当本专利技术的连接轨道位于沿着墨水通道的侧壁边缘延伸的凹槽内，就是说，不是沿着图3(c)所示的通道后面的底部延伸时，这些轨道与驱动电路的连接可由一种替代的方法来实现，例如，利用粘合到墨水通道侧壁的后表面的胶带。这种粘合把基体部分10上的连接轨道24连接到电路板12上的连接轨道14，比上文所述的粘合漆包线连接28执行起来容易一些，并且不会妨碍通道后端的墨水供应的安排。因此，现在盖子组件的整个上表面都可以接触散热片，用于装置的有效冷却。优选地，每个凹槽包括一个大体L形(即，具有一个底面和一个单侧壁)槽或缺口，沿着侧壁的各自边缘延伸。在一个实施方案中，连接轨道仅沿着L形槽的底面延伸。当连接轨道不再沿着通道的侧壁延伸，而是被安置在沿着墨水通道的侧壁边缘延伸的凹槽的底面时，就不再需要在电极沉积之前预先钝化通道壁。因此，一个歧管可被固定在盖子组件中，以使墨水能够供给通道；当连接轨道不位于通道顶端开口部分的对向侧壁上时，就不存在与通道的这些部分的墨水中所产生的声波相关联的问题。在一个实施方案中，每个壁有一个沿着其一侧延伸的凹槽，一个位于凹槽内的连接轨道，它将驱动电路连接到固定在侧壁的那一侧上的电极装置。在另一个实施方案中，每个壁有沿着其相向侧延伸的凹槽，连接轨道位于凹槽内，它将驱动电路连接到固定在那个壁的相向侧壁上的各个电极装置。优选地，每个通道由对向侧壁和一个在侧壁间延伸的底面来界定，其中通道的敞开侧由一个固定到侧壁的盖子沿着活性通道的长度来封闭。优选地，底面由一个基体来界定，基体和侧壁是一个整体。该装置优选包括液体供应装置，它被用来给通道供应液体，以补充通道所喷射的墨滴。在一个实施方案中，定义了每个通道的喷射喷嘴的喷嘴板位于通道的一个末端，液体供应装置位于通道的另一端。连接轨道适合由电导浆料组成。另一方面，本专利技术提供一种制造微滴沉积装置的方法，该方法包括以下步骤在一块压电材料板中形成许多具有第一深度的第一平行通道；将电导材料沉积在第一通道内；在那块压电材料中形成许多第二平行通道，与第一通道平行着延伸，并且具有大于第一深度的第二深度，每个第二通道的对向侧壁中的至少一个侧壁位于各自的第一通道内，并且偏移那个第一通道的一个侧壁；和有选择地将电极材料沉积在每个第二通道的对向侧壁中的至少一部分上，以便接触第一通道的剩余部分内的电导材料，从而使电信号能够被传送到第二通道壁的电极，以达到致动目的。优选地，沉积电导材料的步骤包括将材料沉积在那块压电材料的整个表面上，随后移除沉积在第一通道壁的顶面的材料。在优选的实施方案中，通过机器加工来移除该材料。优选地，一个盖子被本文档来自技高网...

【技术保护点】
微滴沉积装置，包括多个平行的喷射通道，每个至少部分由压电材料的相向侧壁来界定，以及电极装置，用来将电场应用到选定的侧壁，其中该电极装置通过位于凹槽内的连接轨道连接到驱动电路，该凹槽沿着界定该喷射通道的侧壁的边缘延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W扎普卡，L莱温，
申请(专利权)人：XAAR技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]