在柔性电路处电连接电隔离的打印头芯片接地网络制造技术

一种用于喷墨打印设备的打印头组件包括打印头芯片和连接到该打印头芯片的柔性电路。该打印头芯片包括衬底、电连接到该衬底的第一接地网络、器件层和电连接到该器件层的第二接地网络。第一接地网络和第二接地网络在打印头芯片内被相互电隔离。第一接地网络和第二接地网络在柔性电路处被相互电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在柔性电路处电连接电隔离的打印头芯片接地网络
技术介绍
喷墨打印设备通过经由打印头芯片将油墨喷射到诸如纸张的介质上以在介质上 形成图像而运行。打印头芯片是通常具有许多复杂组件的相对小的半导体部件，所述复杂 组件必须精确地制造以便芯片正确地运行。许多打印头芯片包括硅衬底和在硅衬底上的器 件层。该器件层可以包括晶体管、加热电阻器及其它组件以允许芯片正确地运行。在许多类型的打印头芯片中，将硅衬底和器件层一起接地以便打印头芯片进行最 佳运行。然而，在这些打印头芯片的制造期间，将硅衬底和器件层一起接地可能存在问题。 特别地，包括硅衬底的蚀刻的制造工艺在将硅衬底和器件层一起接地的情况下可能无法最 佳地执行。附图说明图1是根据本公开的实施例的代表性喷墨打印设备打印头组件的图。图2是根据本公开的实施例的喷墨打印设备打印头组件的图，其示意地示出在打 印头芯片内相互电隔离并在柔性电路处相互电连接的第一接地网络和第二接地网络。图3是根据本公开的实施例的详细描绘喷墨打印设备打印头芯片的各层的横截 面图。图4是根据本公开的实施例的用于至少部分地制造喷墨打印设备打印头组件的 方法的流程图。图5是根据本公开的实施例的基本的喷墨打印设备的框图。 具体实施例方式图1示出根据本公开的实施例的代表性喷墨打印设备打印头组件100。打印头组 件100包括封闭墨盒102。封闭墨盒102可插入喷墨打印设备的相应槽口中，并且因此打印 头组件100也可插入喷墨打印设备的相应槽口中，从而使得设备可以将油墨喷射在诸如纸 张的介质上以在介质上形成图像。打印头组件100包括电连接到组件100的柔性电路106的打印头芯片104。打印 头芯片104通常是小的半导体芯片，为了清楚地示出起见，其在图1中被描绘为相对于柔性 电路106和封闭墨盒102成比例地比其实际上大。柔性电路106在封闭墨盒102被可去除 地插入或安装到喷墨打印设备中时电配合到喷墨打印设备的相应电连接器。具体而言，柔 性电路106可以包括从打印头芯片104起的导体迹线，以便可以将芯片104电耦合到喷墨 打印设备。电路106是柔性的，从而使得如图1所描绘的，其可以在封闭墨盒102的一个或 多个边缘周围弯曲。在图1的实施例中，打印头组件100还包括油墨供给108，其被包含在封闭墨盒 102的内部。然而，在另一实施例中，可以将油墨供给108包含在与打印头组件100分开的 组件中。通常，已将打印头组件100安装到其中的喷墨打印设备使打印头芯片104通过芯 片喷射油墨108的液滴以便在诸如纸张的介质上形成图像。图2示出根据本公开的实施例的喷墨打印设备打印头组件100的一部分的示意 图。具体而言，在图2中示出打印头组件100的打印头芯片104和柔性电路106。打印头 芯片104被描绘成包括衬底202，诸如硅衬底。衬底202是打印头芯片104的衬底，在其上 面，制造有芯片104的各种器件，诸如晶体管和加热电阻器。衬底202被电连接到所谓的第 一接地网络206。也就是说，第一接地网络206被电连接到衬底202的多个部分。打印头芯片104还被描绘成包括器件地线208和表面金属层210。器件地线208 是制造在打印头芯片104上的器件的接地连接，诸如可以制造在打印头芯片104上的各种 晶体管的地线。具体而言，表面金属层210可以是金层。在一个实施例中，表面金属层210 为打印头芯片104内的功率和接地信号提供低电阻导体。器件地线208和表面金属层210 被电连接到所谓的第二接地网络212。可以将第二接地网络212视为主接地网络，同时可以将第一接地网络206视为辅 助或“静默”接地网络，因为在打印头芯片104的运行期间，流过第二接地网络212的电流 明显比流过第一接地网络206的多。应注意的是在打印头芯片104本身内，第一接地网络 206和第二接地网络206被相互电隔离。这是有利的，因为在诸如蚀刻的在打印头芯片104 的制造期间采用的某些工艺中，第二接地网络212理想地是处于与第一接地网络206不同 的电位。这样，在芯片104的制造期间，使接地网络206和212在打印头芯片104内彼此电 隔离是有利的。然而，在打印头芯片104的运行期间，第一接地网络206和第二接地网络212理想 地是都保持在具体而言为公共电位或地电位的相同电位，诸如接地。图2的实施例在柔性 电路106处将接地网络206和212相互电连接。具体而言，接地网络206和212在柔性电 路106内的一个或多个点214处被短路连接在一起。所述多个点214可以被实现为例如喷 墨打印设备连接器管脚，其将打印头芯片104电连接到打印头组件100被插入或安装在其 中的喷墨打印设备。因此，图2的实施例提供了在打印头芯片104的制造期间以及在打印头芯片104 的运行期间的接地网络206和212处的至少基本最佳的电位。在打印头芯片104的制造期 间，接地网络206和212被电隔离，且因此可以处于不同的电位。在打印头芯片104的运行 期间，接地网络206和212在柔性电路106处相互电连接，并因此被保持在相同的接地或公 共电位。图3示出根据本专利技术的实施例的打印头芯片104的一部分的横截面。设置在打印 头芯片104上的是器件层302。器件层302包括多个薄膜晶体管。例如，一个晶体管包括 源极304A、多晶硅栅极304B和漏极304C，其中，在栅极304B与源极304A和304C之间存在 小的栅极氧化物层(其在图3中未被具体指明)。另一晶体管包括源极306A、多晶硅栅极 306B和漏极306C，其中，在栅极306B与源极306A和漏极306C之间存在小的栅极氧化物层。 漏极304C与漏极306C是同一个。还可以将器件层302说成是包括加热电阻器316，虽然在图3中为了说明的方便性 将加热电阻器316描绘成在分开的器件层302上。如本领域的普通技术人员可以认识到的 那样，当向加热电阻器316提供电流时，称为电阻器316是“被点火”。这样，电阻器316导 致在位于打印头芯片104的顶面上的油墨内形成气泡。此气泡从芯片104喷射油墨液滴。 之后，气泡破裂。在一个实施例中，还可以将器件层302说成是包括绝缘层307，绝缘层307在一个实施例中可以是磷硅酸盐玻璃(PSG)。设置在器件层302上的是薄电阻层，在其上面设置有第一金属层310。第一金属层 310可以是例如铝和/或钽铝合金，从而使得层310具有两个子层，一个是铝，一个是钽铝合 金。设置在第一金属层310上的钝化和/或绝缘层312，其保护打印头芯片104免于油墨。 层312可以是例如碳化硅或氮化硅。可以将加热电阻器316说成是包括绝缘层307的一部 分、电阻层308的一部分、第一金属层310的一部分、层312的一部分、和/或设置在钝化层 312上的附加保护层314的一部分。设置在器件层302上(具体而言是在第一金属层310上)的是表面金属层210，其 可以是还包括钽层的第二金属层的子层。表面金属层210通过层312的一部分与第一金属 层310分离开并与其电绝缘。表面金属层210被电连接到器件层302内的晶体管的地线， 并且例如还可以电连接到主电源地线以及其它地线，虽然这些电连接中没有一个在图3的 横截面剖面中可见。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于喷墨打印设备的打印头组件，包括：打印头芯片，其包括：　　衬底；　　第一接地网络，其电连接到所述衬底；　　器件层；　　第二接地网络，其电连接到所述器件层，其中，第一接地网络和第二接地网络在所述打印头芯片内相互电隔离；以及　　柔性电路，其连接到所述打印头芯片，其中，第一接地网络和第二接地网络在所述柔性电路处相互电连接。

【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：K布鲁斯，GN伯顿，JM托尔格森，
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]