具有压缩模塑的流体通道的流体结构制造技术

在实施例中，一种流体流动结构包括：嵌入模塑件中的微型装置；贯穿所述微型装置形成的流体供给孔。流体通道被流体耦接到所述流体供给孔，并且包括第一压缩模塑通道区段和第二材料消除通道区段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有压缩模塑的流体通道的流体结构
技术介绍
喷墨笔或打印杆中的打印头芯片包括在硅衬底表面上的多个流体喷射元件。流体通过形成在衬底中位于相反的衬底表面之间的流体传送槽流到喷射元件。虽然流体传送槽足以将流体传送到流体喷射元件，但这类槽具有一些缺点。例如，在成本方面，流体传送槽占据了昂贵的硅实体并且增加了高昂的槽加工成本。此外，通过减小芯片的尺寸部分地实现了降低打印头芯片的成本。较小的芯片尺寸会致使硅衬底中的槽间距和/或槽宽度缩小。但是，减小芯片和槽间距增加了与组装期间将小芯片集成到笔中相关的喷墨笔成本。在结构方面，从衬底移除材料以形成墨传送槽会弱化打印头芯片。因此，当单个打印头芯片具有多个槽时（例如，用以在多色打印头芯片中提供不同颜色，或用以在单色打印头芯片中提高打印质量和速度），每增加一个槽都会使得打印头芯片变得更易损坏。附图说明现在将以举例方式参照附图描述本专利技术的实施例，在附图中：图1是立视剖视图，图示了被实现为打印头结构的压缩模塑的流体流动结构的一个例子；图2是方块图，图示了实现诸如图1的打印头结构的压缩模塑的流体流动结构的示例性系统；图3是方块图，图示了实现具有衬底宽度的打印杆中的流体流动结构的一个例子的喷墨打印机；图4-6图示了喷墨打印杆，其实现了压缩模塑的流体流动结构的一个例子，如适合用于打印机的打印头结构；图7-10图示了用于制造具有流体通道的压缩模塑的打印头流体流动结构的示例性方法，该通道通过包括压缩模塑和材料消除的过程形成；图11是用于制造图7-10所示的压缩模塑的打印头流体流动结构的示例性方法的流程图；图12-14图示模具顶部的例子，其具有可用于压缩模塑过程以产生不同形状的流体通道的变化的表面形态的设计。在所有附图中，相同的附图标记表示相似但不必相同的元件。具体实施方式概述过去通过减小芯片尺寸和降低晶片成本已经实现了降低常规喷墨打印头芯片的成本。芯片尺寸主要取决于将墨从芯片一侧上的容器传送到芯片另一侧上的流体喷射元件的流体传送狭槽的间距。因此，用于减小芯片尺寸的现有方法大多数涉及通过硅开槽过程减小槽间距和尺寸，硅开槽过程包括例如激光加工、各向异性湿蚀刻、干蚀刻以及它们的组合等。遗憾的是，硅开槽过程本身显著增加了打印头芯片的成本。此外，成功地减小槽间距的回报越来越小，因为与将减小的芯片（由更加紧密的槽间距导致的结果）集成到喷墨笔相关的成本变得过高。经压缩模塑的流体流动结构使得能够使用较小的打印头芯片以及简化的流体传送通道/槽形成方法，所述流体传送通道/槽将墨从打印头芯片一侧上的容器传送到芯片另一侧上的流体喷射元件。流体流动结构包括被压缩模塑到塑料、环氧树脂模塑化合物或其他可模塑材料的单块主体中的一个或多个打印头芯片。例如，实现流体流动结构的打印杆包括被模塑到细长的单个模塑主体中的多个打印头芯片。模塑加工通过将流体传送通道（即，墨传送槽）从芯片转移到结构的模塑主体从而使得能够使用更小的芯片。因此，模塑主体有效地增加每个芯片的尺寸，这改善了制造外部流体连接和将芯片附接到其他结构的机会。在晶片或面板级，在将芯片压缩模塑到流体流动结构中的压缩模塑过程期间，流体传送通道或槽的区段被形成到每个打印头芯片背面处的流体流动结构中。随后利用移除剩余的通道材料并将通道流体耦接到打印头芯片的材料消除过程，诸如粉末爆破，完成流体传送通道。与传统的硅开槽过程相比，在形成流体传送通道时，压缩模塑过程提供了总成本的降低。在压缩模塑过程中形成的流体传送通道的第一压缩模塑区段用作自对齐掩模，该掩模用于随后的材料消除过程，以完成通道。压缩模塑过程通过改变顶部包封模具的表面形态设计，使得能够增加模塑通道/槽的形状、其长度及其侧壁廓形方面的灵活性。所描述的流体流动结构不限于打印杆或其他类型的用于喷墨打印的打印头结构，而是可以实现在其他装置中和用于其他流体流动应用。因此，在一个例子中，模塑结构包括嵌入到模塑件中的微型装置，所述模塑件具有使流体直接流入或流到装置上的通道或其他路径。微型装置可以是例如电子装置、机械装置或微机电系统（MEMS）装置。例如，流体流可以是流入或流到微型装置上的冷却流体流，或流入打印头芯片或其他流体分配微型装置中的流体流。图中示出和下文描述的这些和其他例子说明了本专利技术，但不限制本专利技术，本专利技术由随附于该说明书的权利要求来限定。如在本文件中使用的，“微型装置”是指具有小于或等于30mm的一个或多个外部尺寸的装置；“薄”是指厚度小于或等于650μm；“长条”是指长宽比（L/W）至少为3的薄微型装置；“打印头结构”和“打印头芯片”是指喷墨打印机或其他喷墨式分配器的从一个或多个开口分配流体的那部分。打印头结构包括一个或多个打印头芯片。“打印头结构”和“打印头芯片”不限于用墨或其他打印流体来打印，而是还包括用于除了打印之外或不同于打印的用途的其他流体的喷墨式分配。说明性实施例图1是立视剖视图，图示了被实现成适合用于喷墨打印机的打印杆中的打印头结构100的压缩模塑的流体流动结构100的一个例子。打印头结构100包括被压缩模塑到塑料或其他可模塑材料的单块主体104中的微型装置102。模塑主体104在此还可被称作模塑件104。一般地，微型装置102可以是例如电子装置、机械装置或微机电系统（MEMS）装置。在图1的本打印头结构100中，微型装置102被实现成打印头芯片102。打印头芯片102包括硅芯片衬底106，该衬底包括厚度约为100微米的薄硅长条。薄长条硅衬底106包括干蚀刻或以其他方式形成在其中的流体供给孔108，其使得流体能够通过衬底106从第一外表面110流到第二外表面112。硅衬底106还包括与第一外表面110相邻并覆盖第一外表面110的硅帽114（即，硅衬底106上的帽）。硅帽114的厚度约为30微米，并且可由硅或一些其他合适的材料形成，诸如聚合物层、厚金属层或厚电介质层。在一个实施方式中，例如，聚合物膜可被层压到薄硅长条上，以覆盖硅衬底106，由此在压缩模塑过程中，环氧树脂模塑化合物将不会进入流体供给孔108。在衬底106的第二外表面112上形成一个或多个层116，所述层限定了促进从打印头结构100喷射流体滴的流体构造。由层116限定的流体构造通常包括具有相对应的孔口120的喷射腔118、歧管（未示出）以及其他流体通道和结构。一个或多个层116可包括例如形成在衬底116上的腔层和在腔层上单独形成的孔口层，或者它们可包括将腔层和孔口层两者结合在一起的整体层。一个或多个层116典型地由SU8环氧树脂或一些其他聚酰亚胺材料形成。除了由硅衬底106上的一个或多个层116限定的流体构造之外，打印头芯片102包括形成在衬底106上的集成电路。集成电路利用薄膜层和图1中未具体示出的其他元件形成。例如，在衬底106的第二外表面112上形成与每个喷射腔118相对应的热喷射器元件或压电喷射器元件。启动喷射元件，以便通过孔口120从腔118喷射墨或其他打印流体的滴或流。打印头结构100还包括通过形成在衬底106上的电端子124连接到打印头芯片102的信号迹线或其他导体122。导体122可以各种方式形成在结构100上。例如，可利用层压或沉积过程在如图1所示的绝缘层126中形成导体122。绝缘层126典型地是为导体122提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在打印头结构中制造流体通道的方法，包括：将打印头芯片放置在载体上；将所述芯片压缩模塑到模塑打印头结构中；与压缩模塑所述芯片同时地，将流体通道的第一区段压缩模塑到所述模塑打印头结构中；对所述流体通道的第二区段进行材料消除，以使所述通道与所述芯片中的流体供给孔耦接在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.28 US PCT/US2013/028207;2013.02.28 US PCT/1.一种在打印头结构中制造流体通道的方法，包括：将打印头芯片放置在载体上；将所述芯片压缩模塑到模塑打印头结构中；与压缩模塑所述芯片同时地，将流体通道的第一区段压缩模塑到所述模塑打印头结构中；对所述流体通道的第二区段进行材料消除，以使所述通道与所述芯片中的流体供给孔耦接在一起。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在所述消除期间将所述通道的所述第一区段用作掩模。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述材料消除包括从所述通道的所述第一区段和所述芯片之间移除模塑材料的剩余层。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述材料消除进一步包括从所述芯片上的帽移除材料，以露出所述流体供给孔。5.如权利要求4所述的方法，其中，从所述帽移除材料包括移除从下述组中选择的材料，所述组包括硅、聚合物、金属和电介质。6.如权利要求1所述的方法，其中，材料消除包括利用从下述组中选择的过程，所述组包括粉末爆破、蚀刻、激光加工、铣削、钻削和放电加工。7.一种流体流动结构，包括：嵌入模塑件中的微型装置；贯穿所述微型装置形成的流体供给孔；以及流体耦接到所述流体供给孔的流体通道，其包括第一压缩模塑通道区段和第二材料消除通道区段。8.如权利要求7所述的结构，其中，所述压缩模塑通道区段贯穿所述模塑件形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健华，MW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