[發(fā)明專利]一種MEMS打印頭封裝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811023412.1
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109130169B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王莉;張浩;黃菲;盧秉恒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/209;B33Y30/00;B41J2/01;B41J2/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊亞婷

本發(fā)明涉及一種MEMS打印頭封裝，為了解決現(xiàn)有打印頭封裝中，打印頭芯片被完全包裹所導致的微驅(qū)動單元驅(qū)動效果難以評價、噴嘴處墨滴難以擦除及觀測的技術(shù)問題，本發(fā)明的打印頭封裝包括由下至上依次設(shè)置的噴嘴板、振動板、供墨過渡層及印制電路板；噴嘴板下表面完全裸露；印制電路板依靠供墨過渡層懸空設(shè)置于振動板的上方，印制電路板與供墨管孔及微驅(qū)動單元的對應(yīng)處設(shè)置有開口，使得外部供墨管能夠穿過印制電路板與供墨管孔連接，并使微驅(qū)動單元裸露。該打印頭封裝更便于微驅(qū)動單元振動過程中，激光測振儀對其振動的測試，而且便于打印頭墨滴噴射過程中對噴嘴周圍的掛墨、殘留墨水進行掛刷擦拭。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種打印頭封裝，特別涉及一種MEMS打印頭封裝。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)又稱為增材制造技術(shù)、快速成型制造技術(shù)，通過CAD設(shè)計數(shù)據(jù)并采用材料逐層累加的方法制造實體零件。相對于傳統(tǒng)的制造方法，可以在一臺設(shè)備上快速精確的制造出任意復雜形狀的零件。3D打印技術(shù)根據(jù)原理又可以分為光固化成型、激光選區(qū)燒結(jié)、激光選區(qū)熔化、電子束熔化及立體噴印等技術(shù)。

無論是面向二維打印的噴墨打印頭還是面向3D打印應(yīng)用的噴墨打印頭，其打印頭原理基本一致，分為熱驅(qū)動型噴墨打印頭及壓電式噴墨打印頭。

通常采用微納納米制造技術(shù)(MEMS)制造出噴墨打印頭的打印頭芯片，打印頭芯片進行精密封裝后安裝于立體噴印打印機中。用于二維打印的打印頭芯片僅能提供較小的驅(qū)動力，可驅(qū)動較低粘度的噴墨材料。而面向3D打印的噴墨打印頭，需要較大的驅(qū)動力，采用圖案化塊材壓電驅(qū)動的微驅(qū)動單元，并將微驅(qū)動單元封裝于通過微納加工制備的振動板之上，從而形成打印頭芯片。在打印頭的制備過程中，二維打印和三維打印都需要對打印頭芯片封裝后的驅(qū)動性能進行實時評價，以便于對打印頭的結(jié)構(gòu)及封裝工藝進行優(yōu)化。

在現(xiàn)有噴墨打印頭芯片封裝過程中，無論對于二維噴墨打印還是三維噴墨打印，打印頭封裝均采用外殼完全包裹打印頭芯片的結(jié)構(gòu)形式，只能通過墨滴觀測系統(tǒng)進行噴射墨滴參數(shù)檢測來間接評價振動板、噴嘴板及微驅(qū)動單元的性能，此種封裝結(jié)構(gòu)在打印頭研發(fā)前期過程中無法與前期模擬仿真結(jié)果進行直接對比，更不便于對打印頭芯片性能的快速評價與改進。

另外，在傳統(tǒng)的噴墨打印頭封裝中，噴墨打印頭芯片與微驅(qū)動單元通過環(huán)氧樹脂膠粘接后，噴射墨滴留在噴嘴板處或者墨水在噴嘴處形成掛墨，會影響墨滴噴射的速度、體積以及線性度等參數(shù)，從而導致打印質(zhì)量下降，因此需要利用擦拭刮板進行噴嘴板下表面的擦拭，這就需要噴嘴板下表面平整的裸露在外面，但是傳統(tǒng)的噴墨打印頭封裝在噴嘴板下表面四周由打印頭框架下方頭蓋覆蓋，難以完全將殘留的墨水擦除干凈。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有打印頭封裝中打印頭芯片被完全包裹所導致的對微驅(qū)動單元驅(qū)動效果難以評價、噴嘴處墨滴難以擦除及觀測的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種MEMS打印頭封裝。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種MEMS打印頭封裝，包括打印頭芯片及印制電路板，所述打印頭芯片包括振動板、噴嘴板及微驅(qū)動單元；其特殊之處在于：還包括供墨過渡層；

所述噴嘴板、振動板、供墨過渡層及印制電路板由下至上依次設(shè)置；

所述噴嘴板具有多個噴嘴，且下表面完全裸露；

所述振動板具有流道結(jié)構(gòu)，所述流道結(jié)構(gòu)的上端入口進墨，下端出口與噴嘴板的多個噴嘴相通；

所述微驅(qū)動單元設(shè)置在振動板上，用于驅(qū)動流道結(jié)構(gòu)中的墨水通過噴嘴噴出；

所述供墨過渡層設(shè)置在振動板上且位于微驅(qū)動單元的旁側(cè)，具有與流道結(jié)構(gòu)上端入口相通的供墨管安裝孔；

所述印制電路板依靠供墨過渡層懸空設(shè)置于振動板的上方，且設(shè)置有微驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)接接口，所述轉(zhuǎn)接接口用于引入微驅(qū)動單元的驅(qū)動信號；