流体喷射结构制造技术

流体喷射结构可以包括热敏电阻器、衬底、位于衬底上的层，其中所述层可以包括接近电阻器的具有减小的场氧化物的区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
流体喷射结构基于输入数字数据来分配液滴。典型的流体喷射结构包括位于喷嘴板中以分配流体的喷嘴阵列。喷嘴阵列可以被布置在相对高的分辨率下以能够在高精确度下分配。一些流体喷射结构被提供有位于喷嘴附近以使流体喷射出喷嘴的热敏电阻器。为了利用热敏电阻器产生点火事件，电流穿过电阻器，这使电阻器附近的流体的薄层快速加热并蒸发。液体到蒸汽转变在点火室中的流体的主体附近产生膨胀气泡并且通过喷嘴将液滴喷射出。绝缘氧化物层通常存在于电阻器之下，以便于朝着点火室中的流体引导热。附图说明为了说明的目的，现在将参考附图描述根据本公开内容所构建的某些示例，在附图中：图1示出了流体喷射结构的横截面的示意图；图2示出了流体喷射结构的另一个示例的横截面的示意图；图3示出了流体喷射结构的另一个示例的横截面的示意图；图4示出了流体喷射结构的另一个示例的横截面的示意图；以及图5示出了流体喷射结构的又一个示例的横截面视图；以及图6示出了流体喷射结构的再一个示例的横截面视图。具体实施方式在以下具体实施方式中，参考附图。在说明书和附图中的示例应被认为是说明性的，并且不是要局限于所描述的具体示例或元件。可以通过对不同元件的修改、组合或变化从以下具体实施方式和附图中得到多个示例。在本公开内容中，将讨论流体喷射结构。典型的流体喷射结构是打印头。本公开内容的流体喷射结构可以形成集成打印头墨盒或者固定或半永久打印机打印头的部分。典型的流体包括油墨。另外的示例性流体喷射结构包括三维打印机和高精度数字滴定设备的打印头。另外的示例性流体包括三维打印流体，例如三维打印制剂，其包括粉末结合增强剂和抑制剂以及用于数字滴定(例如用于测试、组成和/或定剂量制药、生物医学、科学或法医学应用)的流体。流体喷射结构可以是完成的设备的部分或可以形成中间产品。本公开内容的流体喷射结构被提供有热敏电阻器以喷射液滴。在一个示例中，电阻器是热喷墨(TIJ)电阻器。电阻器可以在任何高精度分配应用(例如，二维打印、三维打印和数字滴定)中使用。流体喷射结构可以包括设置在衬底或导电电路之上的至少一个氧化物层。氧化物层具有电和热绝缘特性。在热敏电阻器附近的氧化物层可以在点火事件期间使热敏电阻器热绝缘，从而便于快速和能量有效的点火事件。这可以导致电阻器的低接通能量。当适当的电流被施加到电阻器时，电阻器和具有电阻器的界面附近的流体快速变热，例如施加大约0.02到200微秒的脉冲宽度范围，其中时间的量可以取决于电阻器电阻、电阻器尺寸、高宽比、流体类型、液滴尺寸和电阻器间距。在电阻器附近的流体转变为蒸汽并产生膨胀气泡。生长的蒸汽气泡使液体中的一些强制流出液滴喷射喷嘴，从而产生经喷射的液滴。在这样的点火事件之后，由蒸汽气泡引起的局部压力减小。这个事件可被称为气泡破裂。在气泡破裂期间，存在于附近流体馈送槽中的新流体被抽回到点火室中。在点火事件期间，如果电阻器被充分冷却下来，则嘶嘶声效应或小规模再沸腾可以通过流回到点火室中、到热电阻器表面上的流体出现。在流体是油墨的情况下，有时可以出现以油墨形式的固体沉积在电阻器上或附近，这可能产生可消极地影响电阻器和喷嘴的性能的热抑制膜。例如，如果流体与热电阻器反复地发生接触则电阻器或其保护层(例如钽)可以更易于氧化。另外，在升高的温度下花费更多的时间可能对电阻器有消极影响，例如较短的功能电阻器寿命。电阻器或流体的其它化学和物理特性也可能受到缓慢的冷却消极地影响。因此，电阻器的更快冷却可以防止以上所提及的消极影响中的一些影响。尽管在电阻器附近的绝缘氧化物层在点火时便于较低的接通能量，太多的绝缘可以在点火之后减慢对电阻器的冷却。图1概略地示出了横截面前视图中的流体喷射结构1的一部分的示例的横截面。流体喷射结构1包括热敏电阻器3。本公开内容的流体喷射结构1被提供有热敏电阻器3的阵列。例如，热敏电阻器3被布置在至少一个线性阵列(例如，多个平行的线性阵列)中。线性阵列可以具有每英寸至少大约300个电阻器、每英寸至少大约590个电阻器(例如，每英寸大约600个喷嘴)的间距。每个热敏电阻器3可以设置在相应的点火室5中或附近。热敏电阻器3设置在至少一个薄膜层7上。至少一个层7设置在衬底9上。流体馈送槽11被提供为靠近电阻器3和至少一个层7。流体馈送槽11将流体馈送到点火室5。至少一个层7包括至少一个氧化物层。至少一个氧化物层可以包括场氧化物层13。至少一个层7可以被划分成两个区15、17。至少一个层7的在电阻器3与衬底9之间的区15在本文中被称为散热区15。靠近散热区15的区在本文中被称为相邻区17。如本公开内容中将解释的，由层7增强的散热可以出现在散热区15中。散热还可以出现在散热区15之外，虽然是在较小的程度上。在操作状态中，流体喷射结构1沿着向下的方向喷射液滴，从而使散热区15在电阻器3的顶部上延伸。在图1中，散热区15直接在电阻器3之下延伸。例如，图1的流体喷射结构位于可以用于说明的目的的制造或运输方位上。散热区15可以被限定为限定电阻器3和衬底9之间的最短距离的层区，其可以通过将热敏电阻器3投射到层7上、直接到衬底9上来示出，如由虚线指示的。相邻层区17位于散热区15旁边。在所示示例中，相邻层区17设置在与流体馈送槽11相对的散热区15的侧上。在散热区15的另一侧上，设置了层7的槽区23。槽区23位于流体馈送槽11的边上。散热区15可以中心地位于电阻器之下/之上，并且可以具有比相邻区17和槽区23更少的氧化物绝缘层存在或更小的总氧化物厚度。在所示横截面中，场氧化物层13、13A设置在衬底9之上。具有第一厚度T的场氧化物层13设置在相邻层区17中的衬底9之上。在散热区15中，场氧化物相对于相邻区减小。在一个示例中，存在场氧化物层13A的散热区15具有减小的厚度T2。在另一个示例中，散热区15没有场氧化物。在本公开内容中，“减小的场氧化物”指的是在散热区15中少于相邻区的任何场氧化物的特征，其具有在大约0％与80％、0％与70％、0％与60％、0％与50％、0％与40％、0％与30％、或0％与20％之间的厚度T2或相邻厚度T。当减小的场氧化物是相邻厚度的0％时，散热区15没有场氧化物。在其它示例中，场氧化物13A被减小到在相邻厚度T的20％与80％之间。减小的但不完全省略的场氧化物层13A的示例由虚线指示。例如，使用可以在施加相应的条形、矩形或圆形掩模之后包括蚀刻的适当的硅处理技术来减小场氧化物的条形、矩形或圆形场。在一个示例中，沉积氮化硅(SiN)膜、光图案化和蚀刻，并且随后在SiN膜不存在的地方生长场氧化物。例如，SiN膜存在于散热区15中。随后SiN被蚀刻，并且场氧化物保留在相邻层区17中。在另一个示例中，场氧化物跨过散热区15以及相邻区和槽区17、23生长，但以后在散热区15中和在槽区23中被蚀刻到较薄的层13A。在附图中，具有第一厚度T的场氧化物层13在散热区15的边缘处终止。在其它示例中，场氧化物层13可以仅在散热区15之外或仅在散热区15内终止，只要衬底9的至少一部分不受散热区15中的场氧化物层13的影响。场氧化物13还设置在槽区23中的衬底9之上。在附图中，槽区23中的场氧化物13沿着流体馈送槽11终止。在层7已经设置在衬底9上之后，馈送槽1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体喷射结构，包括：处于每英寸至少大约300个的间距的多个热敏电阻器；衬底；位于所述衬底上的层，其包括：位于每个电阻器与所述衬底之间的、接近所述电阻器的散热区；以及靠近所述散热区的相邻层区，所述相邻层区包括位于所述衬底上的、具有第一厚度的场氧化物，其中位于所述散热区中的减小的场氧化物具有介于所述第一厚度的大约0％与80％之间的减小的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流体喷射结构，包括：处于每英寸至少大约300个的间距的多个热敏电阻器；衬底；位于所述衬底上的层，其包括：位于每个电阻器与所述衬底之间的、接近所述电阻器的散热区；以及靠近所述散热区的相邻层区，所述相邻层区包括位于所述衬底上的、具有第一厚度的场氧化物，其中位于所述散热区中的减小的场氧化物具有介于所述第一厚度的大约0％与80％之间的减小的厚度。2.根据权利要求1所述的流体喷射结构，其中，至少一个热敏电阻器材料层包括所述多个热敏电阻器，其中，所述散热区和所述相邻层区由堆叠在所述衬底与所述热敏电阻器材料层之间的层组成。3.根据权利要求1所述的流体喷射结构，包括至少一个流体槽和平行于所述流体槽的至少一个热敏电阻器阵列，其中，所述减小的场氧化物场跨越整个热敏电阻器阵列。4.根据权利要求1所述的流体喷射结构，其中：所述相邻层区包括除了所述相邻层区中的所述场氧化物之外的至少一个氧化物层，并且所述层没有位于所述散热区中的所述氧化物层。5.根据权利要求1所述的流体喷射结构，其中，位于所述散热区中的氧化物层的平均厚度比位于所述相邻层区中的氧化物层的平均厚度薄。6.根据权利要求1所述的流体喷射结构，包括导电电路层，所述导电电路层包括从所述相邻层区延伸到所述散热区中的金属部件。7.根据权利要求6所述的流体喷射结构，其中，所述导电层是电源布线电路的部分。8.根据权利要求1所述的流体喷射结构，其中，所述散热区没有场氧化物。9.根据权利要求8所述的流体喷射结构，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·钟，G·P·库克，M·H·海斯，A·L·戈泽尔，C·E·多明格，V·J·马蒂，A·M·富勒，S·沙芬斯，
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