具有加热电阻边缘保护层的喷墨打印装置打印头芯片制造方法及图纸

一种用于喷墨打印装置的打印头芯片（２００），包括衬底（３０２）、加热电阻和边缘保护层（２０９）。所述加热电阻形成在所述衬底上，并且具有一个或多个边缘。在足够大的电流流过所述加热电阻时，所述加热电阻工作以导致气泡在墨液内所述加热电阻处成核并且随后在所述加热电阻处溃灭，使得墨滴从所述喷墨打印装置喷射。所述边缘保护层正好覆盖所述加热电阻的边缘，以便至少基本上使所述加热电阻免于受到所述加热电阻处气泡溃灭导致的损坏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有加热电阻边缘保护层的喷墨打印装置打印头芯片
技术介绍
喷墨打印装置工作时经由打印头芯片将墨液喷射到诸如纸的介质上，以在介质上 形成图像。打印头芯片是相对较小的半导体件，其通常具有许多精细复杂的部件，而这些精 细复杂的部件必须被精确地制造以便使芯片适当地工作。许多打印头芯片包括硅衬底以及 该衬底上的装置层。该装置层可包括晶体管、加热电阻以及允许芯片适当工作的其他部件。尤其在热喷墨打印装置中，使足够大的电流流过加热电阻以喷射墨滴。特别地，流 过加热电阻的足够大的电流对加热电阻进行加热，这导致加热电阻处的墨液内气泡成核以 喷射墨滴。而后，气泡溃灭。气泡的溃灭相对较为剧烈，可能损坏加热电阻，使得所讨论的 喷墨打印装置无法继续工作。附图说明 图IA和图IB是示意图，它们根据现有技术示出了气泡的成核和溃灭使得液滴喷 射但却导致加热电阻遭到损坏。图2A和图2B是示意图，它们根据本公开的一个实施例示出了气泡的成核和溃灭 使得液滴喷射，其中加热电阻由边缘保护层保护已至少基本上防止加热电阻被损坏。图3是剖面图，根据本公开的一个实施例示出了喷墨打印装置打印头芯片的至少一些层。图4是根据本公开一个实施例的方法的流程图，该方法至少部分地制造出喷墨打 印装置打印头芯片。图5是根据本公开一个实施例的代表性喷墨打印装置打印头组件的示意图。图6是根据本公开一个实施例的基本型喷墨打印装置。具体实施例方式图IA和图IB根据现有技术示例性地示出了从喷墨打印装置打印头芯片100经由 气泡成核和溃灭而进行的墨滴喷射，而该气泡成核和溃灭可导致加热电阻102遭受损坏。 喷墨打印装置打印头芯片100包括位于触发室104底部的加热电阻102，在触发室104的顶 部有喷口 106。触发室104包含少量的墨液108。请注意，打印头芯片100在图IA和图IB 所示部件之外还可包括并且通常也确实包括其他的部件。此外，请注意，打印头芯片100的 部件并没有以这些部件在实际打印头芯片中呈现的那样被示出，而是以一种风格化的方式 示出，使得能够更容易地理解根据现有技术的打印头芯片100的工作。在图IA中，使足够大的电流流过加热电阻102以对电阻102进行加热。这导致气 泡Iio在触发室104内加热电阻102处成核。在图IA的特定示例中，气泡110形成在加热 电阻102的边缘处。气泡110在触发室104内的成核(或成形)迫使墨滴112从包含在室 104内的墨液108通过喷口 106喷射，如箭头114所示。在图IB中，墨滴112已经完全从包含在触发室104内的墨液108通过喷口 106喷 射出来，如箭头114所示。此外，气泡110已经在触发室104内加热电阻102处溃灭。气泡110的溃灭相对较为剧烈，而在图IB的示例中这导致加热电阻102在其边缘处遭受损坏，气 泡110就是在该边缘处成核而后溃灭的。这样，加热电阻102可能无法继续正常工作，从而 可能无法继续从打印头芯片100喷射墨滴。作为对比，图2A和图2B根据本公开的一个实施例示意性地示出了经由气泡成核 和溃灭从喷墨打印装置打印头芯片200喷射墨滴，其中加热电阻202被保护起来免于被损 坏。喷墨打印装置打印头芯片200包括位于触发室204底部的加热电阻202，在触发室204 的顶部有喷口 206。触发室204包含少量的墨液208。此外，喷墨打印装置打印头芯片200包括边缘保护层209，对加热电阻202的边缘 提供保护。请注意，如本领域普通技术人员所意识到的，打印头芯片200在图2A和图2B 所示部件之外还可包括并且通常也确实包括其他的部件。还请注意，打印头芯片200的部 件并没有以这些部件在实际打印头芯片中呈现的那样被示出，而是以一种风格化的方式示 出，使得能够更容易地理解根据本公开一个实施例的打印头芯片200的工作。在图2A中，使足够大的电流流过加热电阻202以对电阻202进行加热。这导致气 泡210在触发室204内加热电阻202处成核。在一个实施例中，加热电阻202边缘处边缘 保护层209的存在至少基本上抑制了气泡210在这些边缘处成核。例如 ，边缘保护层209 可具有足够的厚度和/或足够的热学性质以对气泡210在加热电阻202边缘处的成核或成 形产生抵抗的作用。相反，如图2A所示，气泡在加热电阻202的主体部分处成核，该主体部 分可限定为加热电阻202从电阻202边缘向内的长度。气泡210在触发室204内的成核迫 使墨滴212从包含在室204内的墨液208通过喷口 206喷射，如箭头214所示。在图2B中，墨滴212已经完全从包含在触发室204内的墨液208通过喷口 206喷 射出来，如箭头214所示。此外，气泡210已经在触发室内加热电阻202处溃灭。然而，在 一个实施例中，边缘保护层209抑制气泡210在加热电阻202边缘处成核使得气泡210反 而在电阻202的主体部分处成核，就此而言，基本上防止了加热电阻202由于气泡210溃灭 的缘故而遭受损坏。在另一个实施例中，即使在边缘保护层存在的情况下，气泡210仍可在加热电阻 202边缘处成核并随后溃灭。然而，无论如何，边缘保护层209具有足够的厚度和/或足够 的热学性质，以保护加热电阻202免于受到气泡210在加热电阻202边缘处溃灭导致的损 坏。例如，边缘保护层209可气泡210溃灭引起的吸收物理冲击，使得加热电阻202的边缘 不太可能由于气泡210的溃灭而遭受损坏。图3示出了根据本公开一个实施例的喷墨打印装置打印头芯片200的一部分的 剖面图。打印头芯片200包括衬底302、金属层304、加热电阻202、钝化层306、空化层 (cavitation layer) 308和边缘保护层209。本领域普通技术人员能够意识到在图3所示的 之外或者代替图3所示的，打印头芯片200可包括其他部件或层。例如，为了清楚和方便， 图2A和图2B的触发室204和喷口 206并未特意表示在图3中。衬底302可以是硅衬底，或者另一种类型的衬底。金属层304布置在衬底302上。 金属层304的金属可以是铝、铝合金或另一种类型的导电材料。图3所示的加热电阻202 布置在金属层304上方并位于金属层304中部内。加热电阻202可由部分导电且部分非导 电材料制造，该材料当使得给定量的电流经由金属层304流过加热电阻202时，足以导致电 阻202被加热。钝化层306可由诸如氮化硅和碳化硅的组合材料制造，并且可布置在加热电阻 202上。在喷墨打印装置(打印头芯片200是其一部分)中使用的墨液例如可至少是部分 导电的。这样，钝化层306将金属层304和加热电阻202从该墨液电绝缘。钝化层306也 可充当为加热电阻202提供初始保护层的钝化层。空化层308可由钽制造并且可布置在钝 化层306上。空化层308被设计为保护下面的层不受气泡溃灭的损坏，然而，空化层308常 常并未在打印头芯片200整个寿命内充分地保护下面的层，尤其是在其边缘处。边缘保护层209具体而言布置在钝化层306和空化层308上，并且总体而言布置 在衬底302、加热电阻202和金属层304上。边缘保护层209特别地布置在加热电阻202 上，即，其如图3所示在加热电阻202的边缘上延伸。这样，边缘保护层209并未在加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于喷墨打印装置的打印头芯片（２００），包括：衬底（３０２）；形成在所述衬底上的加热电阻（２０２），所述加热电阻具有一个或多个边缘，在足够大的电流流过所述加热电阻时，所述加热电阻工作从而导致气泡在墨液内所述加热电阻处成核并且随后在所述加热电阻处溃灭，使得墨滴从所述喷墨打印装置喷射出；和边缘保护层（２０９），所述边缘保护层正好覆盖所述加热电阻的所述边缘，以便至少基本上使所述加热电阻免于受到所述加热电阻处气泡溃灭导致的损坏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：BD钟，AK阿加瓦尔，GP库克，S本加利，CA莱昂纳，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]