粘附和绝缘层制造技术

一种流体喷射装置包括：基板；基板上的多个电阻器，相邻电阻器之间的间隔为4到8微米之间；施加在多个电阻器之上的粘附层；以及直接施加在粘附层之上的碳化硅(SiC)的层，以使得碳化硅位于相邻电阻器之间。一种形成流体喷射装置的方法包括：形成附接到基板的电阻器和导电迹线；在电阻器之上沉积粘附层；直接在粘附层之上沉积碳化硅(SiC)涂层；以及在碳化硅层之上形成环氧树脂层。

Adhesive and insulating layer

A fluid ejection device includes: a substrate; a plurality of resistors on the substrate, the interval between adjacent resistors is 4 to 8 microns; applying adhesive layer on a plurality of resistors; and applied directly to the adhesion layer of silicon carbide (SiC) layer, so that the adjacent resistor between silicon carbide. A method of forming a fluid ejection device includes forming a resistor and a conductive trace attached to the substrate, depositing the adhesion layer on the resistor, directly depositing the silicon carbide (SiC) coating on the adhesion layer, and forming an epoxy layer on the silicon carbide layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘附和绝缘层
技术介绍
热喷墨(TIJ)打印机中使用的打印头可以包括具有墨水喷射器和/或控制部件的管芯。管芯包括使用半导体制造技术逐层构建的基板。这允许将控制部件直接集成到基板中。管芯还可以包括若干微机电系统(MEMS)。这些可以包括构建在管芯上的喷射器端口和打印流体分布系统。创建这些特征可能需要若干复杂的制造工艺。附图说明附图示出了本文所述的原理的各种示例并且是说明书的一部分。例示的示例仅仅是例示性的，并且不限制权利要求的范围。类似的附图标记表示类似但未必相同的元件。图1示出了适于利用碳化硅(SiC)阻挡层实施流体喷射装置的流体喷射系统的示例。图2示出了被实施为墨水盒的流体供应装置的示例。图3示出了根据本文所述的原理的例示性组件的平面图。图4A示出了图3的组件的层的目的。图4B示出了图4A的所标识的层中的每个层的特定示例。图5示出了例示性生产过程的流程图。图6示出了另一例示性生产过程的流程图。在所有附图中，相同的附图标记表示相似但未必相同的元件。具体实施方式打印流体包括可能损伤打印系统的零件(尤其是在使用这种流体的状况下)的多种成分。例如，由于在打印流体喷射期间产生的高温、压力和热应力的原因，喷射器元件和腔室容易受到损伤。在热喷墨(TIJ)打印头中，打印流体的一部分被迅速气化以形成气泡。气泡膨胀并将腔室中的墨水的一部分从喷嘴喷射出来。气泡然后破裂。结果是，打印腔室中的打印流体被加热到至少沸点(对于基于水的打印流体，刚刚超过100℃)。打印流体可以包括氧和诸如氯化物的卤素，其导致材料的化学反应和劣化。结果是，由于可用于驱动劣化反应的热和能量的原因，TIJ喷射腔室中的打印流体可能出乎意料的是腐蚀性的。此外，由于打印机能够发射几千次来打印单个文档，打印头可能在其使用寿命期间暴露于这些状况数百万次。压电喷墨(PIJ)打印头使用压电元件的膨胀来驱动墨水从打印腔室的喷射。尽管不会像在TIJ中那样进行加热，但PIJ仍然必须要在打印头和打印流体之间提供化学兼容能力。用于制造打印头的、可能与包括墨水的打印流体发生化学反应的一种成分是氮化硅(SiN)。氮化硅可以被用作打印头中的绝缘层。与包括碳化硅(SiC)的替代材料相比，氮化硅提供了更大的介电强度和减小的电流泄漏。然而，将SiN暴露于打印流体可能会导致SiN层的腐蚀。因此，在使用SiN层时，它会施加设计约束，以防止与打印流体接触。在一些设计中，外表面被涂布有更高化学惰性的SiC。然而，在处理期间，常常必须要蚀刻或切割穿过SiN/SiC层。这种蚀刻可以允许打印头上的点火电阻器接触打印流体。在进行这种切割的区域中，它们可能会将SiN层暴露以与打印流体接触。结果，可能需要额外的步骤或设计限制来防止打印流体与SiN层接触。例如，可以重新设计一些特征的尺寸以允许环氧树脂层有空间覆盖被暴露的SiN。替代地，可以在SiC涂布之前对SiN进行深蚀刻。因此，尽管已经发现使用组合的SiN/SiC层是有效的，但其对装置生产施加了额外的制造步骤和成本。实验已经发现，在一些设计中可以使用没有SiN层的薄的仅SiC层来充当绝缘体。较薄的仅SiC阻挡层不具有与较厚的组合SiN/SiC层相同的绝缘能力。然而，在一些几何形状中，例如在元件被横向间隔开至少4微米(最高大约10微米的最小间隔)的情况下，单独SiC的绝缘就足以允许系统在相邻元件之间具有可接受的泄漏电流的情况下运行。在一个示例中，使用仅SiC阻挡层导致相邻元件之间的泄漏电流小于10E-10安培。这种系统具有两个优点：从处理中移除了步骤(SiN沉积)，以及向绝缘元件提供了较薄的并且更加保形的涂层。这种较薄层可以允许构建环氧树脂以渗透到点火电阻器之间的空间中。此外，可以调整仅SiC层的厚度以减少在后续层的处理期间的反射。例如，当在点火电阻器上方构建基于环氧树脂的发射腔室和/或喷嘴时，这是有利的。因此，本说明书描述了一种半导体器件，其包括：基板；基板上的多个电阻器，相邻电阻器之间的间隔为4到8微米之间；施加于多个电阻器之上的粘附层；以及直接施加于粘附层之上以使碳化硅(SiC)位于相邻电阻器之间的碳化硅层。在另一个示例中，本说明书描述了一种形成流体喷射装置的方法，包括：形成附接到基板的电阻器和导电迹线；在电阻器之上沉积粘附层；直接在粘附层之上沉积碳化硅(SiC)涂层；以及在碳化硅层之上形成环氧树脂层。在另一个示例中，本说明书描述了一种用于打印机的打印头，所述打印头包括：硅基板；构建在硅基板上的点火电阻器，相邻的点火电阻器之间的间隔为4到8微米，点火电阻器包括具有钽的气蚀阻挡层；直接施加在气蚀阻挡层之上的粘附层；直接施加在粘附层之上的碳化硅(SiC)层；以及施加在碳化硅层之上的包括发射腔室的环氧树脂层。图1示出了适于实施如本文所述的具有仅SiC阻挡层的流体喷射装置的流体喷射系统100的示例。在该示例中，流体喷射系统100是喷墨打印系统100，其包括具有控制器104的打印引擎102、安装组件106、一个或多个可置换流体供应装置108(例如，图2)、介质传送组件110、以及向喷墨打印系统100的各种电气部件提供电力的至少一个电源112。喷墨打印系统100还包括被实施为打印头114的一个或多个流体喷射装置114，其通过多个喷嘴116(也称为喷口或钻孔)向打印介质118喷射墨水或其它打印流体的液滴。喷射的液滴在打印介质118上形成期望的图像。打印介质118可以是任何类型的适当片材或卷材，例如纸、卡纸、透明材料、聚脂薄膜、聚酯纤维、胶合板、泡沫板、织物、帆布等。在一些示例中，打印头114可以是供应装置108的组成部分，而在其它示例中，打印头114可以安装在安装组件106的打印杆(未示出)上并被耦合到供应装置108(例如，经由管道)。在图1的示例中，打印头114是热喷墨(TIJ)打印头114。在TIJ打印头114中，电流通过电阻器元件以在流体填充的腔室中产生热量。热量蒸发了少量的打印流体320，创建了迅速膨胀的气泡322，气泡322迫使流体液滴324离开喷嘴116。在液滴喷射之后，驱动气泡将在电阻器上破裂，创建了低气压区。再填充的打印流体流入腔室中并使腔室冷却。喷嘴116可以沿打印头114被布置成列或阵列，以使墨水从喷嘴116的适当排序的喷射导致在打印头114和/或打印介质118彼此相对被移动时，在打印介质118上打印出字符、符号和/或其它图形或图像。安装组件106相对于介质传送组件110定位打印头114，并且介质传送组件110相对于打印头114定位打印介质118。因此，在打印头114和打印介质118之间的区域中限定了与喷嘴116相邻的打印区120。在一个示例中，打印引擎102是扫描型打印引擎。这样，安装组件106包括滑动托架，其用于相对于介质传送组件110移动打印头114，以扫描打印介质118。在另一个示例中，打印引擎102是非扫描型打印引擎，例如整页宽度打印头。这样，安装组件106将打印头114相对于介质传送组件110固定在指定位置，而介质传送组件110相对于打印头114定位打印介质118。电子控制器104典型地包括标准计算系统的部件，例如处理器、存储器、机器可读指令和用于与供应装置108、打印头114、安装组件106和介质传送组件110通信并控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有粘附和绝缘层的流体喷射装置，所述装置包括：基板；所述基板上的多个电阻器，相邻电阻器之间的间隔为4到8微米之间；施加在所述多个电阻器之上的粘附层；以及直接施加在所述粘附层之上的碳化硅(SiC)的层，以使得所述碳化硅位于相邻电阻器之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有粘附和绝缘层的流体喷射装置，所述装置包括：基板；所述基板上的多个电阻器，相邻电阻器之间的间隔为4到8微米之间；施加在所述多个电阻器之上的粘附层；以及直接施加在所述粘附层之上的碳化硅(SiC)的层，以使得所述碳化硅位于相邻电阻器之间。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述碳化硅的层小于2微米厚。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述碳化硅的层小于1微米厚。4.根据权利要求1所述的装置，包括直接施加在所述碳化硅的层之上的环氧树脂的层。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述环氧树脂的层占据相邻电阻器之间的空间。6.一种形成具有粘附和绝缘层的流体喷射装置的方法，所述方法包括：形成附接到基板的电阻器和导电迹线；在所述电阻器之上沉积粘附层；直接在所述粘附层之上沉积碳化硅(SiC)涂层；以及在碳化硅层之上形成环氧树脂层。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粘附层是300到1500埃的钛。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：L·H·怀特，D·R·托马斯，C·S·奥卡尔，M·哈格尔，
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