熱列印頭的製造技術
2023-12-01 09:21:41
專利名稱：熱列印頭的製造技術
本發明涉及噴墨列印頭的製造，此列印頭中安裝著帶加熱器的半導體晶片，得以耗散過量的熱。
在能進行高速列印的熱噴墨列印頭的設計中，過量的熱聚集是其主要的制約條件。此種列印頭具有半導體矽片，其中有許多加熱器是這些矽片中的嵌入件。這些加熱器由電流有選擇地驅動以蒸發噴墨中的水，而由此種水蒸汽的力將墨粒噴出。隨著這種操作重複的次數與速度加大，從列印頭中清除過量的熱便成為主要的設計障礙。
本發明通過用導熱性粘合劑將矽片接附到輻射體上來除去過量的熱。但在此將電路帶(一般稱作TAB電路，用於帶的自動結合)的導線也連接到晶片上。由於導熱性粘合劑通常有顯著程度的導電性能，這種TAB導線首先沿其整個長度以絕緣材料加以內塗層。
電路帶的導線例如通過標準的超聲焊或其他連接技術連接到晶片的接線點。這些導線的底側然後以在固化時為電絕緣的可固化材料塗層。與導線連接點相對的晶片一側此時便由塗布到晶片與輻射體之間的導熱性粘合劑粘附到此導熱性輻射體上。
下面將結合
本發明的細節，此附圖示明了依據本發明製成的產品同時示明了實施本發明的元件。
半導體晶片1可以完全是標準的熱噴墨加熱器晶片。這樣，此種晶片主要是矽的材料體，它有許多空腔其中有加熱器電阻體裝在此晶片，還有外部的鋁質電接點用來從晶片接收電信號。這種電接點由於是標準的，連接成通過晶片選擇和提供加熱電流給選擇的電阻體。這樣一種示例性的晶片其技術細節描述於1995,11,19提交，現在允許付費公布的美國專利申請系列No.08/545126中。此申請所公開的內容綜合於此供參考。
圖中所示的導線3類似地是標準的，它們是安裝在帶5之上並從帶5上延伸出的薄金屬件。帶5的中心有孔來納置晶片1，然後這些導線連接到晶片1上的鋁接點。這些在當前是完全標準的電路制連方法，且實質上可以完全由機械手完成。導線3對晶片1上接點的連接通常是由超聲帶自動結合(TAB)焊合。
特別是當晶片1具有大量的加熱器，支承著由這些加熱器噴出的大量墨滴時，熱的耗散就成為重要的設計目的。為了耗散這種熱，上面安裝著晶片1的支承體7是由導熱材料構成以從晶片1上將熱帶走。晶片1由粘合劑9連接到支承體7上，此粘合劑也必須是導熱的。
但是此導熱性粘合劑9同樣是固有地和顯著地導電或半導電的。本發明防止了粘合劑9與導線3的接觸，因為這樣的接觸將成為旁路或短路而使晶片1不能工作。
於是，圖中所示產品的製法如下晶片1位於帶5內而導線3焊接到晶片1上；然後將此組件定位成使得到達接點的TAB成束導線3面朝上，而可固化的液體料例如可熱固化或可紫外光固化的液體，它們塗布到導線3的整個暴露底面上會固化成電絕緣固體層11；然後將此已塗層組件用熱、紫外輻射或其他適於所用液體的處理方法使之固化；再將導熱性粘合劑9塗布於晶片1和支承體7之間，此時最好將支承體7定位成使它支承晶片1的這一表面朝上，將流動性(液體或漿體)粘合劑9塗布到支承體7的上述表面，之後將晶片1與帶5的組件下移，使晶片1與粘合劑9接觸。在經過所需的固化處理使粘合劑9硬化後，便完成了本發明的組件。某些粘合劑9有時沒有到達導線3，但導線3上的底塗層11會防止由於這種情形出現而發生任何的電故障。
形成固體層11的塗層是這樣地塗布到導線3上的，即在存在有暴露的導線3處，沿著晶片1各側的長度。塗布由噴嘴梢來的塗層料滴或用刷子進行刷塗。刷子最好採用小型的尖點式的水彩畫筆。
用於固化成固體層11的可固化液體必需對TAB成束的導線3具有良好的粘附性；它必須在固化時不使TAB成束導線不變形；它必須對列印頭的墨水中的水、染料、有機潛溶劑和其他組份有良好的穩定性；且必須粘合到晶片1上。作為可固化成固體層11的一種液體材料是FLUORAD FC-725，這是3M公司的一種可熱固化的產品。它刷塗到TAB成束導線3和帶5的組件上，然後此TAB導線3和晶片1於70℃烘焙15分鐘。其他可能的可紫外固化材料系列是UV9000，屬於Emmerson and Cummings,Specialty Polymers(National starch andchemiclas company的一家分公司)的產品；以及EMCAST 7000系列，屬於EMI公司的產品。
相應的各種變更型式，包括採用廣範圍的合適粘合劑，這些都應是顯然的並且是可以預料得到的。具體參考後附權利要求書來求助由法律提供的專利權保護。
權利要求
1．製造熱噴墨列印頭組件的方法，此方法包括將電路帶的導線連接到熱噴墨加熱器晶片表面上的接點上；將可固化成電絕緣固體的液體塗布到到達上述接點的所述導線的整個暴露側；將上述液體固化成覆蓋所述導線整個先前暴露側的電絕緣固體層；用可固化成導熱性固體的可固化流動性粘合劑使所述晶片結合到熱導性支承體上；將此流動性粘合劑固化成固體的導熱性狀態。
2．權利要求1所述方法，其中所述液體是FLUORAD FC-725。
3．權利要求1所述方法，其中所述液體固化步驟是用加熱完成。
4．權利要求1所述方法，其中所述液體固化步驟是用紫外光照射完成。
5．權利要求2所述方法，其中所述液體固化步驟是用加熱完成。
全文摘要
加熱器晶片(1)位於TAB電路帶(5)的孔口內而TAB導線(3)則焊接於此晶片之上。將這兩者的組合件轉動使此導線的底側面向上,以電絕緣液體塗布並固化成固體層(11)。然後用導熱性粘合劑將此晶片的底部接附到熱輻射支承體(7)上。導線上的已固化固體層阻止了到達導線的任何粘合劑會導致分流。所形成的列印頭能由此支承體將晶片的過量熱充分地耗散。
文檔編號B32B37/06GK1301216SQ99806172
公開日2001年6月27日 申請日期1999年5月7日 優先權日1998年5月14日
發明者布魯斯·D·吉布森, 珍妮·M·薩爾達尼亞辛格 申請人:萊克斯馬克國際公司