具有凹槽的硅基底上的接合制造技术

公开了一种在硅基底上接合的方法及装置。装置包括具有膜表面的膜、膜表面上的凹槽、具有和膜表面基本平行的换能器表面的换能器、和将膜表面连接在换能器表面上的粘接剂。该凹槽可被设置为允许粘接剂流入且流经凹槽，而同时最小化可由凹槽的不完全填充引起的空洞或气隙。多个凹槽可被形成在膜表面上且具有一致的深度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下的公开涉及在诸如硅芯片的基底上的接合。
技术介绍
在流体喷射装置的一些实施例中，流体小滴被从一个或多个喷嘴上喷射至介质上。喷嘴被流体连接在液体路径上，其包括流体泵室。该流体泵室被换能器驱动，且在被驱动时，流体泵室导致流体小滴的喷射。该介质可被相对于液体喷射装置移动。流体小滴由特定的喷嘴喷射且与介质的移动协调，从而将该流体小滴放置在介质上期望的位置。在所述流体喷射装置中，通常期望在相同的方向上喷射具有一致大小、速度的流体小滴，从而在介质上提供均勻的流体小滴沉积。
技术实现思路
本公开涉及在膜上的接合，诸如将换能器接合在诸如硅芯片的基底上。在一个方面上，此处描述的系统、装置和方法包括具有膜表面的膜和被形成在该膜表面中的凹槽。换能器可具有换能器表面，其被设置为和膜表面基本平行。粘接剂可将膜表面和换能器表面连接，且粘接剂可至少部分地填充凹槽。在另一个方面上，此处描述的系统、装置和方法包括将换能器的换能器表面设置为和膜的膜表面基本平行。该换能器表面可面向膜表面，且膜表面可包括凹槽。粘接剂可被施加在换能器表面和膜表面中的至少一个上。换能器表面可被压靠膜表面。至少一些粘接剂可被允许在凹槽中流动且基本填充凹槽。实施例可包括一个或多个以下的特征。换能器可包括压电材料，诸如锆钛酸铅。凹槽的宽度可在约20微米至约60微米之间。膜表面可包括多个形成在其中的凹槽。凹槽的间距可在约50微米至约70微米之间。凹槽间的间隔可在约15微米至约25微米之间。多个凹槽的宽度可基本彼此相等。凹槽的深度可在约0. 1微米至约0. 2微米之间。粘接剂可包括苯并环丁烯，且凹槽可基本被粘接剂填充。在一些实施例中，流动提供至少一个优势。粘接剂在凹槽中或者流入凹槽中的流动可减少在换能器和膜之间的粘接剂的厚度。减少粘接剂的厚度可减少在驱动换能器以改变流体泵室的体积并由此导致流体小滴喷射所需要的能量的减少。作为凹槽的又一个优势，为粘接剂提供流动的空间可减轻或防止粘接剂的堆积，该堆积可将膜压入泵室并由此改变换能器在被驱动时的效率。由于这样的堆积可在多个驱动器和流体泵室之间是不一致的，凹槽可以改善流体小滴的喷射尺寸和速度的均勻性，以及将流体小滴放置在介质上的准确性。本专利技术的一个或多个实施例的细节在以下的附图和描述中被阐述。本专利技术的其他特征、目标和优势将从此描述和附图，以及权利要求中变得明显。 附图说明图1是流体小滴喷射装置的横截面图。图2是流体小滴喷射装置的一部分的横截面图。图3是将层接合在膜上的工艺的流程图。图4-8是形成流体小滴喷射装置的各个阶段的横截面示意图。图9A是流体小滴喷射装置的一部分的横截面示意图。图9B是沿图9A中线9-9的横截面示意图。图10是流体小滴喷射装置的一部分的横截面示意图。图11是图10中装置的一部分的平面图。图12是将层接合在膜上的工艺的流程图。图13-18是形成流体小滴喷射装置的各个阶段的横截面示意图。在不同的附图中同样的附图标记表示同样的元件。具体实施方法一种流体小滴喷射装置可具有诸如长方形板状打印头模块的流体小滴喷射模块， 其可为使用半导体加工技术制造的芯片。该流体喷射器还可包括支撑该打印头模块以及其他元件的壳体，所述其他元件诸如此从外部处理器接收信号并向打印头提供驱动信号的柔性电路。该打印头模块包括其中形成有多个流体流道的基底。该打印头模块还包括多个诸如换能器的驱动器，以使流体被选择地从流道中喷射出。因此，每个流道和与其相关的驱动器一起提供了独立可控MEMS液体喷射器单元。该基底可包括流道体，喷嘴层和膜层。所述流道体，喷嘴层和膜层均可为硅，诸如， 单晶硅。该流体流道可包括流体入口、上行部分、和膜层相邻的泵室、以及在穿透喷嘴层形成的喷嘴中终止的下行部分。驱动器的驱动使得膜被偏转入泵室中，强迫流体从喷嘴喷出。该膜可具备形成在其中的凹部。粘接剂可被用来将换能器接合或连接在该膜上， 且该粘接剂至少部分地占据了该凹部。该凹部可被设置来限定膜上的凸起，例如柱。可替换地，该凹部可被形成为膜中的凹槽。图1是流体小滴喷射装置的一部分的横截面视图。入口 100将流体供应器(未示出)流体连接至芯片10，芯片10包括基底17以及换能器30。该基底17包括流道体11。该入口 100通过通道(未示出)和形成在流道上的入口通道104流体连接。该入口通道104 通过诸如上行部分106流体连接到泵室18。泵室18和下行部分110流体连接，该下行部分的末端是喷嘴112。该喷嘴112可由附连于芯片10的喷嘴板12限定。喷嘴12包括了由喷嘴板12的外表面限定的出口 114。在一些实现方式中，设置有再循环通道116以将下行部分106和再循环沟道118流体连接。膜14被形成在流道体11的顶部，其非常靠近且覆盖泵室18，例如膜14的下表面可以界定泵室18的上边界。换能器30被放置在膜14的顶部上，厚度为T的粘合层沈在换能器30和膜14之间，以将两者彼此接合。凹槽22部分地、而不是完全地穿过膜14。在此公开中提及的多于一个凹槽之处，应被理解的是在可替换实现方式中可存在一个凹槽。在一些实现方式中，每一个泵室18具有相应的电隔离换能器30，其可被独立驱动。该换能器30包括电极84、88(参加图10)以允许换能器30被电路(未示出)驱动。膜14可由硅(例如，单晶硅)、一些其他半导体材料、氧化物、玻璃、氮化铝、碳化硅、其他陶瓷或金属，绝缘体上硅，或任意深度造型的层形成。深度造型方法可包括刻蚀、喷砂、机加工、放电加工(EDM)、微造型、或颗粒旋涂。举例来说，该膜14可由惰性材料支撑且其柔度使得换能器30的驱动导致膜14的足够弯曲，以对泵室中的流体施加压力，使流体小滴从喷嘴112喷出。2005年5月12号公布的美国专利公布第2005/0099467号，其被通过引用全文合并于此，描述了打印头模块和制造技术的示例。在一些实现方式中，该膜14可和流道体11单体形成。在操作中，流体经过入口沟道100流入流道体11且流经入口通道104。流体向上流至上行部分106并进入泵室18。当位于泵室18之上的换能器30被驱动时，该换能器30 将膜14偏转入泵室18中。由此产生的泵室18的体积的变化强迫流体流出泵室18并进入下行部分110。如果换能器30施加了足够多的压力使得流体被强迫经过喷嘴112，则流体随后流经喷嘴112且由出口 114出去。该流体小滴可随后被沉积在介质上。为膜14配置有供粘接剂沈流动的空间可防止粘接剂沈的堆积，否则该堆积可能造成膜14偏转进入泵室18中，尤其是施加的粘接剂沈的厚度不均勻时。膜14的厚度可在1. 0微米至150微米之间，诸如在8. 0微米和约20微米之间。该凹槽22的厚度D (参见图7)可取决于粘接剂沈在固化过程中的粘性以及施加在膜14或换能器30上的粘接剂沈的厚度。温度可影响粘接剂在固化周期中的粘度，通常使得粘接剂26变得更黏稠。高粘度的粘接剂26可流动缓慢，并需要更多的空间以在固化之前流动足够迅速。类似地，在膜14 和换能器30之间的粘接剂沈的厚度越大，则保持多余的粘接剂沈需要的空间越大。图2示出了泵室18的横截面的示意图，其边界由膜14限定。图2中示出的膜14 不具有凹槽22。在将换能器30接合在膜14上时，如果两者之间在边沿附近的空隙小于约 0本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种装置，包括：具有膜表面的膜；形成在所述膜表面中的凹槽；具有被设置为和所述膜表面基本平行的换能器表面的换能器；将所述膜表面连接到所述换能器表面的粘接剂，所述粘接剂至少部分地填充所述凹槽。

【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：克里斯托弗·门泽尔，
申请(专利权)人：富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US