[發明專利]流體噴射裝置及其制作方法

無效

• 申請號: 200610077356.0
• 申請日: 2006-04-29
• 公開（公告）號: CN101062612A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 莊文賓;周忠誠
• 申請（專利權）人: 明基電通股份有限公司
• 主分類號: B41J2/14
• 分類號: B41J2/14;B41J2/16;B41J2/05
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波;侯宇

技術領域

本發明涉及一種流體噴射裝置及其制作方法，特別涉及一種增加熱使用率及降低熱串擾(Thermal?Crosstalk)的流體噴射裝置及其制作方法。

背景技術

由于噴液打印機的打印技術不斷的突破創新，對于打印質量和分辨率等方面的要求不斷提高。使得增加噴墨頭芯片封裝元件的可靠度、噴孔密度以及減少元件尺寸方面的需求也隨之增加。熱氣泡式噴墨頭芯片藉由加熱元件加熱流體腔室內的墨水，使墨水遇熱產生氣泡進而將墨水推出。墨滴噴出后溫度隨即降低，流體腔室內的溫度也隨之降低，再藉由毛細管原理將突出的墨水拉回腔體內。然而加熱元件所產生的熱量，除了傳輸至墨水之外，也會傳導至與加熱元件接觸的結構部份，特別是加熱元件下方的襯底部份。以致于產生無法將所供應的電壓功率完全利用而產生功率散失的缺點，間接造成所需驅動電壓功率的提高。

因此，一般現有技術會在加熱元件底下制作絕熱層，減少向下方襯底的熱傳遞，以提升熱使用效率。如圖1所顯示，此為一般常規流體噴射結構，其中流體噴射裝置包括襯底10及絕熱層12，該絕熱層12設置于該襯底上方，且在該絕緣層上還設置一加熱元件14。一般而言，可增加絕熱層12的厚度，以提高其熱使用率。但增加厚度除了工藝成本相對提高外，且易伴隨著應力及附著力的問題。因此，一般其厚度限制為3微米(μm)。而且熱會集中于絕熱層，故會造成兩相鄰加熱元件間加熱墨水時產生熱串擾(Thermal?Crosstalk)效應，使得噴墨效果變差。

如美國專利第4,847,636號專利所述，在兩加熱元件間形成熱遮蔽元件，藉此熱遮蔽元件可加速將熱能傳遞至底下的襯底，藉以消除兩相鄰間加熱元件的熱串擾(Thermal?Crosstalk)效應。然而，加速熱能的消散卻不能有效的提升熱使用率，使得整個噴射裝置功率上升。

發明內容

有鑒于此，本發明涉及一種流體噴射裝置及其制作方法，特別是關于一種具有腔室的流體噴射裝置及其制作方法，以同時增加流體噴射裝置熱使用率及改善其噴墨效果。

本發明的一目的在于提供一種流體噴射裝置的制作方法。首先提供一具有凹槽的第一襯底，接著在該凹槽與該第一襯底表面保形地形成蝕刻停止層，之后將該蝕刻停止層接合于第二襯底上表面，使該第二襯底表面與該蝕刻停止層間的該凹槽形成腔室，接著移除該第一襯底。其中該腔室填充氣體，例如空氣，且空氣操作時(500K-850K)的導熱系數約為0.04-0.06(W/cm·℃)，可有效達到絕熱效果，以提升流體噴射裝置熱使用率及噴墨效果。

完成上述制作流程后，在該第二襯底上還可形成外框，該外框與該第二襯底形成噴液室，以供流體通過。其中該外框具有噴孔，該噴孔與該加熱元件相互對應，以供液體受熱后噴出。

上述本發明的流體噴射裝置的制作方法，還可以再在該腔室內的該第二襯底的上表面及該蝕刻停止層的第一表面上形成第一氧化層及第二氧化層，以及在該蝕刻停止層的第二表面形成第三氧化層。該些氧化層厚度可以是1微米(μm)，且該腔室尺寸可控制大于10微米(μm)，相比于因應力及附著力的問題而氧化層厚度限制為3μm的流體噴射裝置，因此，本發明揭露的制作方法所制作的流體噴射裝置較常規流體噴射裝置具有明顯的絕熱效果，進而可增加流體噴射裝置熱使用率及降低相鄰流體噴射裝置內加熱元件的熱串擾(Thermal?Crosstalk)。

值得注意的是，本發明的流體噴射裝置的制作方法僅需要一道掩模。因此，本發明的制作方法并不需花費昂貴的成本，即能制作具有顯著絕熱效果的流體噴射裝置。

本發明的另一目的在于提供一種流體噴射裝置，其中該流體噴射裝置包括襯底及蝕刻停止層，該蝕刻停止層具有第一表面及第二表面，且該第一表面與該襯底形成腔室，該腔室內呈現真空，以隔絕流體噴射裝置產生的熱散失。其中該蝕刻停止層上方還設置有加熱元件，且在該襯底上形成外框，該外框與該襯底構成噴液室，以供流體通過。該外框還具有噴孔，該噴孔與該加熱元件相互對應，以供液體受熱后噴出。

其中在該腔室內的該第二襯底的上表面及該蝕刻停止層的第一表面上形成第一氧化層及第二氧化層，以及在該蝕刻停止層的第二表面形成第三氧化層。該些氧化層厚度可以是1μm，且該腔室尺寸可控制大于10微米(μm)，相比于因應力及附著力的問題而氧化層厚度限制為3μm的流體噴射裝置，本發明所揭露的流體噴射裝置較常規流體噴射裝置具有明顯的絕熱效果，進而可增加流體噴射裝置熱使用率、降低流體噴射裝置內相鄰加熱元件的熱串擾。

附圖說明

圖1為常規流體噴射裝置的剖面圖；