具有流体通道的基片和制造方法技术

一种制造穿过基片（１０２、１２０、１２２、１２４、１２７）的流体通道（１２６）的方法，包括在该基片的第一表面上蚀刻（１４０、３７０）一外露部段并对该基片的蚀刻部段进行涂布（１４２、３７０）。交替重复蚀刻和涂布（３７０、３９０、５９０），直到形成流体通道。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有流体通道的基片及其制造方法。
技术介绍
在一些流体喷射装置比如打印头中，流体通过基片上的槽被发送到喷射腔内。通常，槽通过湿化学蚀刻例如采用碱性蚀刻剂形成在晶片内。这样的蚀刻技术产生的蚀刻角会导致背侧槽开口很宽。该宽背侧开口限制了晶片上一个特定的小片(die)会有多么小，因此也就限制了每一晶片上小片的数量(分离比)。人们希望分离比达到最大。
技术实现思路
在一实施例中，一种制造穿过基片的流体通道的方法包括在基片的第一表面上蚀刻一外露部段并对该基片上的蚀刻部段进行涂布。交替重复蚀刻和涂布，直到流体通道形成。本专利技术的许多附加特征将更易于被了解，其在参照下面详细的说明并结合附图考虑时将得到更好的理解，附图中相同的参照标号代表全文中的相同部件。附图说明图1表示本专利技术打印盒一实施例的透视图；图2A表示沿图1中打印盒截面2-2剖开的打印头的剖视图；图2B表示图2A另一可选打印头的剖视图；图3A-3E表示了形成本专利技术开槽基片的制造过程的几个可选实施例的处理流程图；图4A-4C表示了形成图3A所述过程中的开槽基片的步骤；图5A-5E表示了形成图3B所述过程中的开槽基片的步骤；图6A-6D表示了形成图3D和3E所述过程中的开槽基片的步骤；图7A表示了由本专利技术的一个过程形成的开槽基片的一实施例；图7B表示了图7A开槽基片的放大图；图8表示了由本专利技术的过程形成的开槽基片的另一实施例；图9表示了由本专利技术的过程形成的开槽基片的又一实施例；图10表示了由本专利技术的过程形成的开槽基片的一可选实施例； 图11表示了由本专利技术的过程形成的开槽基片的另一可选实施例；图12表示了图3B中描述的一个过程中的开槽基片的一实施例；图13表示了图3B中描述的一个过程中的开槽基片的一可选实施例；以及图14表示了沿图2A截面14-14的架(shelf)的一实施例的前侧视图。具体实施例方式图1是本专利技术一实施例中的带有一打印头(或流体滴发生器或流体喷射装置)14的喷墨盒10的透视图。图2A表示该打印头的一剖视图，其中一个具有沟(或侧)壁128的槽区域(或槽或沟)126穿过基片102而成形。槽的成形将在下面予以详述。在一特定实施例中，槽126是利用本专利技术蚀刻的，尺寸控制在小于10微米。在另一实施例中，较高密度的槽被蚀刻在一指定的小片内。如图2A中打印头的实施例所示，一覆盖层104、一电阻层107、一导电层108、一钝化层110、一空穴阻挡层111和一阻挡层112形成或沉积在基片102上。在该实施例中，薄膜层适当地被组成图案并蚀刻，从而形成电阻层的电阻、导电层的导电轨迹和阻挡层中的火室130。在一特定实施例中，阻挡层112限定了火室130和喷嘴孔132，流体在火室130内被相应的电阻加热，而加热的流体通过喷嘴孔132喷射。在另一实施例中，一带有喷孔132的喷孔层(未示出)被加到阻挡层112上。上面引用的1994年2月的Hewlett-Packard Journal第44页上描述了一个关于阻挡层物理布置方式和薄膜子结构的例子。更多关于喷墨打印头的例子被阐明在共同转让的美国专利4719477、5317346和6162589中。在所示的另一实施例中，至少有一层或薄膜层形成或沉积在基片102上。本专利技术的实施例根据采用开槽基片的应用情况，包括形成或沉积在基片上的任何数量和类型的层(或根本没有层)。在如图2A所示的实施例中，通道129形成为通过基片上的层的一个孔或流体供给槽。通道129与火室130和槽126流体连接，这样流体就流过槽126并通过通道129进入火室130中。在所示的特定实施例中，流体的通道入口129不位于槽126的中心。不过，开槽基片在无论入口129是中心定位还是偏心的情况下都以基本上相同的方式成形，如下所述。在图2B所示的另一实施例中，至少两个通道(或凹槽)129使开槽基片与单个火室130流体连接。在图3A流程图中步骤200-230中描述且在图4A中示出的实施例中，一薄膜层(或叠层)120形成或沉积在基片的前侧上。薄膜叠层120至少为形成在基片上的一层，并在一特定实施例中掩蔽基片102。另一种方案或另外，层120与基片102电绝缘。图4A的薄膜层120被组成图案并蚀刻以形成一个穿过其中的孔，其中该孔限定了一个凹槽114。在该实施例中，一前侧保护(FSP)层106接着沉积在薄膜层120上，并沉积到凹槽114中。在一特定实施例中，在凹槽114的区域中，FSP层106的顶面朝着基片102向下倾斜。FSP层被组成图案并蚀刻以形成层120中的一阻塞物，从而用作一蚀刻停止部和/或保护形成在基片(例如SU-8)上的各层免受灰化和/或蚀刻气体的影响，如下所述。在所示的实施例中，层112在其上沉积、形成图案并成形。不过，层112根据应用情况并不出现在某些实施例中。在另一实施例中，附加层根据应用情况在槽成形之后沉积在基片上。在图3A流程图中步骤240和250处所述的实施例中，一硬掩模122和一光学成像(photoimagable)材料层124形成在与薄膜层120相对的基片的背侧上。层122和124采取生长、沉积、旋制、层压或喷射方式中的一种形成到基片上。在一特定可选实施例中，背侧掩模(硬掩模和/或光学成像层)在薄膜层形成在步骤200中的期间成形。如步骤260所述且如图4A所示，掩模122和光学成像材料124被组成图案并蚀刻以露出基片102的一个部分。露在基片背侧上的该部分基本上与薄膜层120中的凹槽114相对，且在一特定实施例中，基本上达到要形成的槽所需的宽度。在一实施例中，术语“硬掩模”或“背侧掩模”可包括层122和124，换句话说，“背侧掩模”指的是基片背侧上的一层或多层或所有层。例如，背侧掩模的层122和124为相同的材料。特别是，用于硬掩模122的材料和/或光学成像材料124至少是下面材料中的一种氧化物比如热氧化物或FOX、可选择用于蚀刻的沉积膜、光学成像材料比如光阻材料或感光树脂以及用于阻挡层112的材料(见下面用于阻挡层的材料)。根据所用的材料和背侧掩模的结构，层122和124的厚度不同。在第一实施例中，光学成像材料的厚度至少约为10-18微米。在其它实施例中，光学成像材料至少为34微米，晶片的厚度和用作光学成像材料的材料类型是由用于蚀刻的机器类型而定的。在一实施例中，氧化物的厚度达到约2微米。在一更为详细的实施例中，氧化物层的厚度约为1微米。在图3A流程图步骤270中所述的实施例中，穿过基片的槽126是通过如图4A-4C所示并在下面描述的交替涂布的蚀刻过程(或沉积蚀刻过程)形成的。槽或沟126是从基片背侧在露出区域(没有被背侧掩模掩蔽的区域)开始蚀刻的。图4A示出了引向基片的露出区域并部分形成槽的蚀刻剂140。对于本领域的技术人员来说，蚀刻剂140可以是任何例如在TMDE模式、ECR模式和/或RIE模式下使用的各向异性蚀刻剂。蚀刻剂140是一种用于干蚀刻和/或湿蚀刻的蚀刻剂。在一特定实施例中，活性蚀刻气体从形成挥发性SiFx的SF6中产生氟基和带电颗粒。该基团用化学方法和/或物理方法蚀刻基片，从而实际上去除基片材料。在一特定实施例中，SF6与氩、氧和氮中的一种混合。蚀刻剂140在一段预定的时间中被引向基片。在沉积蚀刻过程中，一层或涂层14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻流体供给槽（１２６）的方法，其包括： 在基片（１０２、１２０、１２２、１２４、１２７）的第一表面上蚀刻（１４０、２７０、３７０、３９０、７７０、７９０、８２０、９２０、９５０、９６０）一外露部段； 对该基片的蚀刻部段进行涂布（１４２、２７０、３７０、３９０、７７０、８２０、９２０、９５０、９６０）；以及 交替重复蚀刻和涂布，直到形成穿过基片的流体供给槽（１２６）。

【技术特征摘要】
US 2001-7-31 09/9195501.一种蚀刻流体供给槽(126)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的第一表面上蚀刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)一外露部段；对该基片的蚀刻部段进行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；以及交替重复蚀刻和涂布，直到形成穿过基片的流体供给槽(126)。2.一种制造流体喷射装置(14)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的前侧上形成流体滴发生器(133)；对基片的背侧的外露部段进行蚀刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)，该背侧与前侧相对；对该基片的蚀刻部段(103、128)进行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；以及交替重复蚀刻和涂布，直到基片中的槽(126)形成穿到前侧。3.一种制造流体喷射装置(14)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的前侧上形成流体滴发生器(133)；对基片的背侧的外露部段进行蚀刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)，该背侧与前侧相对；对该基片的蚀刻部段进行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；交替重复蚀刻和涂布(370、920)，直到沟形成在基片的背侧中；以及蚀刻(490、590、690)基片的前侧，直到槽(126)形成穿到沟处并穿过基片。4.一种在基片(102、120、122、124、127)中制造微型流体通道(126)的方法，其包括在基片的第一表面上蚀刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)一外露部段；沿着该基片的蚀刻部段形成一暂时的蚀刻停止部(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；以及交替重复蚀刻和成形，直到微型流体通道(126)形成穿过基片。5.一种在基片(102、120、122、124、127)中制造微型流体通道(126)的方法，其包括对基片的背侧的外露部段进行干蚀刻(140、270、370、390、770、790、820、920、950、960)，从而形成具有内侧表面(103、128)的凹槽；对该凹槽的内侧表面进行涂布(142、270、370、390、770、820、920、950、960)；交替重复蚀刻和涂布(370)，以便从基片的背侧形成沟；以及对该沟进行湿蚀刻(590、790)，直到槽(126)形成穿到基片的前侧。6.一种制造流体喷射装置(14)的方法，其包括在基片(102、120、122、124、127)的前侧上形成流体滴发生器(133)；对该基片的前侧的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ米利甘，TR科克，MA格鲁宁格，DW赖，TR埃梅里，JD史密斯，
申请(专利权)人：惠普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]