将模套结构施加到流体喷射管芯的端部部分的制作方法

1.作为流体喷射系统的一个示例的喷墨打印系统可以包括打印头、向打印头供应液体墨的墨供应装置以及控制打印头的电子控制器。作为流体喷射装置的一个示例的打印头通过多个喷嘴或孔口并朝向诸如纸张的打印介质喷射墨滴，以便打印到打印介质上。在一些示例中，孔口被布置成至少一列或阵列，使得当打印头和打印介质相对于彼此移动时，来自孔口的适当排序的墨喷射使得字符或其他图像被打印在打印介质上。
附图说明
2.图1是示出根据一个示例的流体喷射管芯的图。
3.图2是示出根据一个示例的流体喷射装置的图。
4.图3a
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3c是示出根据一个示例的形成图2中所示的流体喷射装置的方法的图。
5.图4是示出根据一个示例的将上模套(mold chase)施加到流体喷射管芯的图。
6.图5是示出根据一个示例的将包括压紧结构的上模套施加到流体喷射管芯的图。
7.图6
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图12是示出根据一个示例的图2中所示的流体喷射装置的一部分的俯视图的图。
8.图13是示出根据一个示例的流体喷射系统的框图。
9.图14是示出根据一个示例的制造流体喷射装置的方法的流程图。
10.图15是示出根据另一示例的制造流体喷射装置的方法的流程图。
11.图16是示出根据另一示例的制造流体喷射装置的方法的流程图。
具体实施方式
12.在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过说明示出了可以实践本公开的具体示例。要理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他示例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被理解为限制性意义的，并且本公开的范围由所附权利要求限定。要理解的是，除非另外具体指出，否则本文所描述的各种示例的特征可以部分或整体地彼此组合。
13.本公开的示例涉及流体喷射装置，以及以减少或消除环氧树脂模制化合物(emc)在定位在流体喷射管芯的端部附近的接触垫上的形成的方式制造流体喷射装置的方法。这种在接触垫上无意的emc形成被称为emc溢料（flash）。在该过程期间，将上模套施加到流体喷射管芯的背侧表面。然后使用传递模塑工艺将emc施加到流体喷射管芯。上模套包括槽形成特征，其在施加emc期间覆盖流体喷射管芯的墨供给孔，并在产生的emc面板中限定了槽，用于向墨供给孔提供流体。上模套的特征的长度限定槽的长度，并且该长度小于流体喷射管芯的长度。减小特征的端部和流体喷射管芯的端部之间的空间可以减小或消除接触垫上的emc溢料。在一个示例中，该过程导致流体喷射装置具有在槽的端部和流体喷射管芯的端部之间的小于1.5mm的长度。在一个示例中，至少一个压紧结构被添加到上模套以与流体喷射管芯的端部部分进行接触，从而减少或消除emc溢料。
14.图1是示出根据一个示例的流体喷射管芯100的图。管芯100包括具有多个(例如，在所示的示例中为六个)接触垫108的第一纵向端部部分102、具有多个(例如，在所示的示例中为六个)接触垫108的第二纵向端部部分104、以及具有多个流体致动装置107的流体喷射部分106。第二纵向端部部分104中的接触垫108与第一纵向端部部分102中的接触垫108纵向对准(即，不横向偏移)，并且定位在距第一纵向端部部分102中的接触垫108的距离152处(即，沿着y轴)。
15.多个流体致动装置107相对于第一纵向端部部分102中的接触垫108和第二纵向端部部分104中的接触垫108纵向地设置。多个流体致动装置107也布置在第一纵向端部部分102中的接触垫108与第二纵向端部部分104中的接触垫108之间。在所示的示例中，第一纵向端部部分102中的接触垫108、第二纵向端部部分104中的接触垫108以及多个流体致动装置107各自布置成一列，并且这三列纵向对准。在一个示例中，流体致动装置107是用于喷射流体液滴的喷嘴或流体泵。
16.管芯100包括细长半导体(例如硅)衬底140，其具有在横向端部148和150之间的长度142(沿y轴)、厚度144(沿z轴)和在管芯100的横向端部103和105之间的宽度146(沿x轴)。在一个示例中，长度142是宽度146的至少二十倍。宽度146可以是1mm或更小，并且厚度144可以小于500微米。流体致动装置107和接触垫108设置在细长衬底140上，并且沿着细长衬底的长度142布置。流体致动装置107具有小于细长衬底140的长度142的条带长度（swath length）152。在一个示例中，条带长度152为至少1.2cm。第一纵向端部部分102中的接触垫108可布置在细长衬底140的第一纵向端部148附近。第二纵向端部部分104中的接触垫108可布置在细长衬底140的与第一纵向端部148相对的第二纵向端部150附近。
17.图2是示出根据一个示例的流体喷射装置200的图。流体喷射装置200包括附接到载体202的流体喷射管芯100。在一个示例中，载体202是通过传递模塑工艺形成的刚性模制载体。在载体202中形成槽204，以向流体喷射管芯100的背侧提供流体。在一个示例中，槽204沿着流体喷射管芯100纵向延伸，并且与多个流体致动装置107纵向地对准(图1)。
18.图3a
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图3c是示出了根据一个示例的形成图2中所示的流体喷射装置200的方法的图。如图3a中所示，流体喷射管芯100定位在释放带层308上，该释放带层定位于管芯载体310上。更具体地，流体喷射管芯100定位成前侧表面307面向释放带层308和管芯载体310。喷嘴层309形成在流体喷射管芯100的前侧表面307上。上模套302定位在流体喷射管芯100(和管芯载体310)上方。更具体地，上模套302定位在流体喷射管芯100上方，其中流体喷射管芯100的背侧表面305面向上模套302。上模套302包括槽形成特征306，其密封形成在流体喷射管芯100中的流体供给孔，以在模制期间保护流体供给孔。上模套302包括限定上模套302和管芯载体310之间的腔312(1)和312(2)(统称为腔312)的底表面。
19.在一个示例中，释放衬垫304沿着上模套302的底表面定位，以便定位在流体喷射管芯100和上模套302之间。释放衬垫304有助于防止上模套302的污染，并使模制过程中的溢料最小化。
20.如图3b中所示，腔体312填充有模制材料320，诸如环氧模制化合物、塑料或其他合适的可模制材料。用模制材料320填充腔体312形成围绕流体喷射管芯100的载体202。在一个示例中，模塑工艺是传递模塑工艺，并且包括将模制材料320加热成液体形式，并且将液体模制材料注入或真空供给到腔体312中(例如，通过与腔体312连通的流道)。上模套302的
特征306(如沿流体喷射管芯100的背侧表面305定位)有助于防止在填充腔体312时模制材料进入管芯100的流体供给孔。
21.如图3c中所示，在模制材料冷却并硬化成固体之后，移除上模套302和衬垫304，并从管芯载体310移除或释放流体喷射管芯100和载体202。因此，载体202被模制成包括模制背侧表面330和模制前侧表面332，其中模制前侧表面332与流体喷射管芯100的前侧表面307基本上共面，并且模制背侧表面330延伸超出流体喷射管芯100的背侧表面305。这样，载体202具有大于流体喷射管芯100的厚度。此外，流体喷射管芯100的前侧表面307和流体喷射管芯100的背侧表面305的一部分都保持从载体202暴露(即，不被载体202的模制材料覆盖)。虽然在图3a
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3c中示出一个流体喷射管芯100被模制到载体202中，但是可以将更多数量的流体喷射管芯100模制到载体202中。
22.槽204的形状通常是特定开槽工艺(例如，激光、各向异性湿法蚀刻、干法蚀刻或这些的组合)的结果，并且这些工艺可能对可产生的槽204的轮廓具有有限的影响。本文公开的示例通过减少或消除接触垫emc溢料问题来实现具有槽模制的传递模塑工艺，如下文进一步详细描述的。
23.图4是示出根据一个示例的将上模套302施加到流体喷射管芯100的图。如图4中所示，喷嘴层309形成在流体喷射管芯100的前侧表面307上，并且管芯100和喷嘴层309定位在释放带层308上。释放带层308定位在管芯载体310上。上模套302的特征306定位在流体喷射管芯100上方，其中流体喷射管芯100的背侧表面305面向特征306。多个流体供给孔406延伸穿过流体喷射管芯100。尽管为了简化附图，在图4中示出了两个流体供给孔406，但流体喷射管芯100可包括多于或少于两个流体供给孔406，且流体供给孔406可横跨管芯100的流体喷射部分106的长度定位。特征306密封形成在流体喷射管芯100中的流体供给孔406，以在模制期间保护流体供给孔406。释放衬垫304沿着特征306的底表面定位，以便定位在流体喷射管芯100和特征306之间。
24.槽模制工艺中的一个挑战是保持管芯100的纵向端部148和150处的接触垫108没有emc溢料。流体喷射管芯100位于释放带层308的顶部，在一个示例中，该释放带层是约100μm厚的顺应层。上模套302的特征306接触流体喷射管芯100的流体喷射部分106并向其施加力，但不接触管芯100的端部部分102和104。该力可使管芯100的流体喷射部分106陷入到释放带层308中，并使端部部分102和104在模制过程期间向上朝向上模套302倾斜。这种倾斜会导致间隙408，其导致接触垫108的区域中的emc溢料。
25.特征306的端部和管芯100的端部150之间的长度404在本文被称为悬臂长度，其在解决接触垫emc溢料问题中起作用。本公开的示例使用短悬臂长度404来减少或消除接触垫emc溢料问题。在一个示例中，端部部分102和104中的一者或两者具有小于1.5mm的悬臂长度404。在另一示例中，端部部分102和104中的一者或两者具有小于1.3mm的悬臂长度404。在又一示例中，端部部分102和104中的一者或两者具有小于1.1mm的悬臂长度404。
26.除了提供短悬臂长度404之外，或者作为提供短悬臂长度404的替代，上模套302可包括至少一个压紧结构，以在模制过程期间将向下的力施加到流体喷射管芯100的端部部分102和104中的至少一者。压紧结构独立于特征306和槽204的构造。
27.图5是示出根据一个示例的将包括压紧结构502(1)和502(2)的上模套302施加到流体喷射管芯100的图。图5包括与图4所示元件相同的元件，但还包括压紧结构502(1)和
502(2)。在所示的示例中，压紧结构502(1)和502(2)是类似于支柱或柱的细长结构，其从上模套302朝向流体喷射管芯100的前侧307竖直向下延伸。
28.压紧结构502(1)和502(2)是上模套302的一部分，并从特征306纵向偏移。释放衬垫304沿压紧结构502(1)和502(2)的底表面定位，以便定位在流体喷射管芯100与结构502(1)和502(2)之间。在模制工艺期间，压紧结构502(1)向流体喷射管芯100的端部部分102施加向下力，而压紧结构502(2)向流体喷射管芯100的端部部分104施加向下力，这有助于消除接触垫108的区域中的emc溢料。可以使用单个压紧结构或多个压紧结构，并且这些结构的特性(例如，尺寸、形状和/或侧壁角度)可以改变。在一个示例中，压紧结构502(1)和502(2)的厚度和宽度各自为至少100微米。
29.图6
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图12是示出根据一个示例的图2中所示的流体喷射装置200的一部分的俯视图的图。如图6中所示，接触垫108定位在管芯100的正面307上。槽204和压紧结构502(3)定位在管芯的背侧305上，因此在图6中用虚线示出。槽204沿其长度具有均匀的宽度或基本均匀的宽度。压紧结构502(3)，其是上模套302的一部分，并且在流体喷射装置200的模制期间使用，纵向定位在接触垫108和槽204之间，并且与接触垫108和槽204纵向对准。
30.槽204由上模套302的槽模制特征306(图3)限定。管芯的纵向端部148与槽204的纵向端部602之间的长度限定悬臂长度404(图4)。由于压紧结构502(3)比槽模制特征306(和相应的所得槽204)更靠近纵向端部148定位，因此悬臂长度404减小到较小的有效悬臂长度602，其为结构502(3)的纵向端部604与管芯100的纵向端部148之间的长度。在一个示例中，有效悬臂长度602小于1.5mm。在另一示例中，有效悬臂长度602小于1.3mm。在又一个示例中，有效悬臂长度602小于1.1mm。将结构502(3)移动到更靠近管芯100的纵向端部148导致有效悬臂长度602减小。
31.如图6中所示，压紧结构502(3)具有横向截面区域，其是基本上正方形。在其他示例中，横向截面区域可以具有其他形状，包括矩形、圆形、椭圆形、三角形以及其他形状。
32.如图7中所示，作为上模套302的一部分并在流体喷射装置200的模制期间使用的压紧结构502(4)和502(5)纵向定位在接触垫108和槽204之间，并彼此横向对准(即，不纵向偏移)。结构502(4)和502(5)中的每一者都从接触垫108横向偏移，并且具有小于图6中所示的结构502(3)的横向截面面积的横向截面面积。
33.如图8中所示，压紧结构502(6)和502(7)，它们是上模套302的一部分，并且在流体喷射装置200的模制期间使用，分别定位在接触垫108与管芯的纵向端部148之间的管芯100的两个拐角附近。结构502(6)和502(7)彼此横向对准。结构502(6)和502(7)中的每一者都从接触垫108横向偏移，并且具有小于图6中所示的结构502(3)的横向截面面积的横向截面面积。
34.如图9中所示，压紧结构502(8)
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(502)(17)全部邻近管芯100的横向端部103和105定位，所述压紧结构是上模套302的一部分，并且在流体喷射装置200的模制期间使用。结构502(8)
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502(12)彼此纵向对准，并且邻近横向端部103定位，并且结构502(13)
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502(17)彼此纵向对准，并且邻近横向端部105定位。结构502(8)和502(13)分别邻近接触垫108与管芯的纵向端部148之间的管芯100的两个拐角定位。结构502(8)和502(13)彼此横向对准(即，不纵向偏移)，并且与接触垫108横向偏移。结构502(9)
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(502)(11)定位在接触垫108与横向端部103之间。结构502(14)
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(502)(16)定位在接触垫108和横向端部105之间。结构502(12)
和502(17)定位在接触垫108和槽204之间，并且彼此横向对准。结构502(12)和502(17)中的每一者从接触垫108横向偏移。结构502(8)
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(502)(17)中的每一者的横向截面面积小于图6中所示的结构502(3)的横向截面面积。
35.如图10中所示，压紧结构502(18)，其是上模套302的一部分，并且在流体喷射装置200的模制期间使用，纵向地定位在槽204和纵向端部148之间，并且从俯视图看完全覆盖或重叠接触垫108。
36.如图11中所示，作为上模套302的一部分并且在流体喷射装置200的模制期间使用的压紧结构502(19)具有纵向定位在接触垫108与管芯100的纵向端部148之间的一个纵向端部，以及纵向延伸超过管芯100的纵向端部148的另一纵向端部。压紧结构502(19)可如压紧结构502(20)所示纵向延伸。压紧结构502(20)具有一个延伸到接触垫108的区域中的纵向端部，使得压紧结构502(20)在俯视图中覆盖接触垫108中的至少一个(例如，在所示示例中为两个接触垫108)。压紧结构502(20)的另一纵向端部纵向延伸超过管芯100的纵向端部148。压紧结构502(20)可覆盖多于或少于两个的接触垫108，包括覆盖所有接触垫108。
37.如图12中所示，在俯视图中，作为上模套302的一部分并在流体喷射装置200的模制期间使用的压紧结构502(21)从槽204纵向延伸到定位在接触垫108的区域中的纵向端部，使得压紧结构502(21)覆盖接触垫108中的至少一个(例如，在所示的示例中为两个接触垫108)。压紧结构502(21)可覆盖多于或少于两个接触垫108。压紧结构502(21)可如压紧结构502(22)所示纵向地延伸。压紧结构502(22)从槽204纵向延伸到与管芯100的纵向端部148相邻地定位的纵向端部，使得压紧结构502(22)在俯视图中覆盖所有的接触垫108。
38.图13是示出根据一个示例的流体喷射系统1000的框图。流体喷射系统1000包括流体喷射组件，诸如打印头组件1002，和流体供应组件，诸如墨供应组件1010。在一个示例中，打印头组件1002可以包括图2的流体喷射装置200，在所示示例中，流体喷射系统1000还包括服务站组件1004、托架组件1016、打印介质输送组件1018以及电子控制器1020。虽然以下描述提供了用于关于墨的流体处理的系统和组件的示例，但是所公开的系统和组件也可应用于处理除了墨之外的流体。
39.打印头组件1002包括至少一个先前参照图1描述和示出的打印头或流体喷射管芯100，其通过多个孔口或喷嘴107喷射墨滴或流体液滴。在一个示例中，液滴被引导朝向诸如打印介质1024的介质，以便打印到打印介质1024上。在一个示例中，打印介质1024包括任何类型的合适的片材材料，诸如纸、卡片材料、幻灯片、聚酯薄膜（mylar）、织物等。在另一示例中，打印介质1024包括用于三维(3d)打印的介质，诸如粉末床，或用于生物打印和/或药物发现测试的介质，诸如贮存器或容器。在一个示例中，喷嘴107被布置成至少一列或阵列，使得当打印头组件1002和打印介质1024相对于彼此移动时，来自喷嘴107的适当排序的墨喷射使得字符、符号和/或其他图形或图像被打印在打印介质1024上。
40.墨供应组件1010向打印头组件1002供给墨，并包括用于存储墨的贮存器1012。这样，在一个示例中，墨从贮存器1012流到打印头组件1002。在一个示例中，打印头组件1002和墨供应组件1010一起容纳在喷墨或流体喷射打印盒或笔中。在另一示例中，墨供应组件1010与打印头组件1002分开，并且通过接口连接件1013，诸如供应管和/或阀，将墨供应到打印头组件1002。
41.托架组件1016相对于打印介质输送组件1018定位打印头组件1002，并且打印介质
输送组件1018相对于打印头组件1002定位打印介质1024。因此，打印区域1026被限定为在打印头组件1002和打印介质1024之间的区域中与喷嘴107相邻。在一个示例中，打印头组件1002是扫描型打印头组件，使得托架组件1016相对于打印介质输送组件1018移动打印头组件1002。在另一示例中，打印头组件1002是非扫描型打印头组件，使得托架组件1016将打印头组件1002固定在相对于打印介质输送组件1018的规定位置处。
42.服务站组件1004提供打印头组件1002的吐出、擦拭、加盖和/或灌注，以保持打印头组件1002的功能，并且更具体地，喷嘴107的功能。例如，服务站组件1004可以包括橡胶刀片或擦拭器，其周期性地在打印头组件1002上经过以擦拭和清洁具有过量墨的喷嘴107。另外，服务站组件1004可以包括覆盖打印头组件1002的盖，以保护喷嘴107在不使用期间不干燥。另外，服务站组件1004可以包括墨盂，打印头组件1002在吐出期间将墨喷射到该墨盂中，以确保贮存器1012保持适当水平的压力和流动性，并且确保喷嘴107不阻塞或渗出。服务站组件1004的功能可以包括服务站组件1004和打印头组件1002之间的相对运动。
43.电子控制器1020通过通信路径1003与打印头组件1002通信，通过通信路径1005与服务站组件1004通信，通过通信路径1017与托架组件1016通信，以及通过通信路径1019与打印介质输送组件1018通信。在一个示例中，当打印头组件1002安装在托架组件1016中时，电子控制器1020和打印头组件1002可以通过通信路径1001经由托架组件1016通信。电子控制器1020还可以与墨供应组件1010通信，使得在一个实施方式中，可以检测新的(或用过的)墨供应。
44.电子控制器1020从诸如计算机的主机系统接收数据1028，并且可以包括用于临时存储数据1028的存储器。数据1028可以沿着电子、红外、光学或其他信息传输路径被发送到流体喷射系统1000。数据1028表示例如要打印的文档和/或文件。这样，数据1028形成用于流体喷射系统1000的打印作业，并且包括至少一个打印作业命令和/或命令参数。
45.在一个示例中，电子控制器1020提供对打印头组件1002的控制，包括对墨滴从喷嘴107的喷射的定时控制。这样，电子控制器1020限定了喷射墨滴的图案，该图案在打印介质1024上形成字符、符号和/或其他图形或图像。定时控制以及因此喷射的墨滴的图案由打印作业命令和/或命令参数确定。在一个示例中，形成电子控制器1020的一部分的逻辑和驱动电路位于打印头组件1002上。在另一示例中，形成电子控制器1020的一部分的逻辑和驱动电路位于打印头组件1002之外。
46.本文公开的示例提供以下特征：(1)通过减少或消除接触垫emc溢料问题而能够使用槽模制工艺；(2)使用对槽未对准较不敏感的稳健的模制工艺；(3)消除了硅开槽工艺，其降低了管芯成本；(4)通过避免对硅的机械/激光损伤来最小化管芯破裂；以及(5)优良的槽侧壁质量/光滑度，以避免颗粒脱落问题。
47.本公开的一个示例涉及一种制造流体喷射装置的方法。图14是示出了根据一个示例的制造流体喷射装置的方法1100的流程图。在方法1100的1102处，将模套施加到流体喷射管芯以至少部分地限定至少一个腔体，其中模套包括接触流体喷射管芯的流体喷射部分的特征，以及与该特征分开以接触与流体喷射管芯的第一端部相邻的第一端部部分的至少一个结构。在1104处，至少一个腔体填充有模制化合物以产生用于流体喷射管芯的模制载体。
48.方法1100中的流体喷射管芯可包括定位在流体喷射部分中的流体供给孔，并且特
征可在填充至少一个腔体期间覆盖流体供给孔。方法1100中的特征可在模制载体中限定槽，以将流体提供到流体供给孔。方法1100中的第一端部可以是流体喷射管芯的第一纵向端部。方法1100中的流体喷射管芯可包括定位在第一端部部分中的接触垫。方法1100中的至少一个结构可沿着流体喷射管芯在接触垫和特征之间纵向定位。方法1100中的至少一个结构可包括第一和第二结构，它们彼此横向偏移，并沿着流体喷射管芯在接触垫和特征之间纵向定位。方法1100中的至少一个结构可包括分别定位成在第一端部处邻近流体喷射管芯的第一和第二拐角的第一和第二结构。方法1100中的至少一个结构可包括横向定位在接触垫与流体喷射管芯的第一横向端部之间的第一多个结构，以及横向定位在接触垫与流体喷射管芯的第二横向端部之间的第二多个结构。方法1100中的至少一个结构可沿着流体喷射管芯纵向定位以与接触垫重叠。
49.图15是示出了根据另一示例的制造流体喷射装置的方法1500的流程图。在1502处，方法1500包括提供流体喷射管芯，该流体喷射管芯包括定位成与流体喷射管芯的第一端部相邻的第一端部部分和定位成与第一端部部分相邻的流体喷射部分，并且其中流体喷射管芯包括定位在第一端部部分内的管芯的前侧上的接触垫。在1504处，方法1500包括将模套施加到流体喷射管芯的背侧以至少部分地限定至少一个腔体，其中模套包括施加到流体喷射部分的特征以及与施加到流体喷射管芯的第一端部部分的特征分开的至少一个结构。在1506处，方法1500包括用模制化合物填充至少一个腔体以产生用于流体喷射管芯的模制载体。
50.方法1500中的至少一个结构可包括沿着流体喷射管芯在流体喷射管芯的第一端部部分的特征和接触垫之间纵向定位的结构。方法1500中的至少一个结构可包括纵向延伸超出流体喷射管芯的第一端部的结构。
51.图16是示出根据另一示例的制造流体喷射装置的方法1600的流程图。在1602处，方法1600包括提供流体喷射管芯，该流体喷射管芯包括与流体喷射管芯的第一端部相邻定位的第一端部部分、与流体喷射管芯的第二端部相邻定位的第二端部部分、以及定位在第一端部部分和第二端部部分之间的流体喷射部分。在1604处，方法1600包括将模套施加到流体喷射管芯以至少部分地限定至少一个腔体，其中模套包括施加到流体喷射部分的槽形成特征，以及施加到流体喷射管芯的第一和第二端部部分的至少一个压紧结构。在1606处，方法1600包括用模制化合物填充至少一个腔体以产生用于流体喷射管芯的模制载体。
52.方法1600中的至少一个压紧结构可包括施加到第一端部部分的第一结构，并且第一结构的端部与流体喷射管芯的第一端部之间的长度可小于1.5mm。
53.尽管本文已经图示和描述了具体示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，各种替代和/或等效实施方式可以替代所示出和描述的具体示例。本技术旨在覆盖本文所讨论的具体示例的任何修改或变化。因此，本公开仅旨在由权利要求及其等同物限定。