專利名稱：噴墨打印頭中噴嘴結構的保護的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及打印介質產品，并且具體地涉及噴墨打印機。
背景技術：
噴墨打印機是眾所周知的并且是廣泛使用的打印介質產品的形式，將墨水進送到打印頭上的數字控制的噴嘴陣列。當打印頭經過該介質時，從噴嘴陣列噴射出墨水，從而在介質上生成一幅圖像。
打印機性能依賴于諸如操作費用，打印品質，運行速度以及使用的方便程度等因素。噴嘴噴射的單個墨滴的質量、頻率以及速度將會影響這些性能參數。
最近，噴嘴陣列一直采用微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術制作，它具有亞微米厚度的機械結構。這樣就允許生產能夠快速地噴射體積在皮升(10-12升)大小的墨滴的打印頭。
當這些打印頭的微觀結構能夠以相對低的成本提供高速以及良好的打印品質時，它們的尺寸使這些噴嘴極其容易損壞，并且非常容易被手指、灰塵或者介質基質的輕微接觸而損壞。這樣使該打印頭對于很多必須具有一定的強度的應用不能實用。另外，損壞的噴嘴可能不能噴射向它進送的墨水。隨著墨水的積累并在噴嘴的外部形成墨滴，可能會影響周圍噴嘴的噴墨并且/或者該損壞的噴嘴將直接將墨水泄露到打印的基質上。這兩種情況對打印品質是有害的。
為了解決這個問題，可以在噴嘴上裝配有孔的防護裝置以保護它們不受到破壞性的接觸。從該噴嘴噴射的墨通過孔噴到達紙或者其他要打印的基質上。然而，為有效保護該噴嘴，該開孔需要足夠小，以最大程度地限制外物的侵入，卻仍然允許墨滴通過為宜。優(yōu)選地，每個噴嘴通過該防護裝置中各自的單獨的孔來噴墨。然而，就MEMS設備的微觀尺寸而言，該防護裝置與該噴嘴之間的輕微錯位將阻塞墨滴的通路。在硅晶片基板上設置調準結構，用于嚙合防護裝置上的互補結構，該調準結構能夠使噴嘴和其各自的孔在0.1μm的范圍之內對準。但是當將防護裝置貼附到基板上時，互補結構移動與調準結構嚙合會破壞精密的噴嘴結構。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明提供了一種用于噴墨打印機的打印頭的制造方法，該打印頭包括一基板，設有噴嘴陣列，用于將墨水噴射至待打印的介質上；以及一開孔的噴嘴防護裝置，用于防止與噴嘴的破壞性接觸，該方法包括以下步驟采用材料蝕刻以及沉積技術在基板上制作噴嘴，使噴嘴經犧牲材料得到加固；將該開孔噴嘴防護裝置定位在噴嘴的外部，使其開孔與噴嘴精確對準，并且隨后，蝕刻掉加固噴嘴的犧牲材料。
在本說明書中，“噴嘴”一詞應該被理解為限定一個開口的元件而不是該開口自身。
在一優(yōu)選實施例中，在基板上制作調準結構，該調準結構被配置為與開孔的噴嘴防護裝置上的互補結構相接合；其中調準結構和互補結構之間的接合使開孔與噴嘴精確對準，以使該防護裝置不會阻塞墨水從噴嘴噴射至介質上的正常軌道。
優(yōu)選地，通過噴嘴防護裝置中的一個或者多個開孔注入蝕刻等離子體，以去除防護噴嘴的犧牲材料，該去除的犧牲材料以及蝕刻等離子體通過噴嘴防護裝置中的開孔而沖掉。
在一實施例中，該蝕刻等離子體是氧等離子體并且該犧牲材料為聚酰亞胺。在此實施例中，理想的是在調準結構和互補結構之間設置一種無機密封件。
該基板可以是一個硅晶片。該噴嘴防護裝置可以具有一個包括開孔的護罩，該護罩通過一體制作的支柱而與該硅基板間隔設置，該支柱由該護罩伸出以與調準結構接合。一種便利的方式是，該調準結構采用硅基板上的隆起，將其設置在適當的位置以便與支柱接合而保持開孔與噴嘴陣列對齊。
該調準結構必然占據該打印頭的表面的一部分區(qū)域，而這將對噴嘴的組裝密度產生不利影響。相同數目噴嘴所需的額外打印頭芯片區(qū)域將增加制造該芯片的成本。然而，在對該打印頭以及噴嘴防護裝置進行的裝配不可能充分精確的情況下，基板和防護裝置上的集成結構將降低噴嘴的缺陷率。
該噴嘴防護裝置可以還包括流體進口，用于引導流體通過該通道，以阻止在該噴嘴陣列上異物顆粒的堆積。在此實施方式中，該流體進口可以被設置在該支柱之中。
值得重視的是，當通過該開口、該噴嘴陣列以及通過該通道輸出而引導空氣時，在該噴嘴陣列上的異物顆粒的堆積會受到抑制。
該流體進口可以被設置在遠離該噴嘴陣列的結合襯墊的支持元件中。
本發(fā)明確保易損的MEMS噴嘴在制造和裝配打印頭過程中受到保護。通過對該打印頭配備噴嘴防護裝置，該噴嘴結構能夠受到保護而避免在其使用年限中被大多數其他表面接觸或者碰撞。為了使提供的保護達到最佳，該防護裝置形成一個平面護罩，覆蓋著該噴嘴的外側，其中該護罩具有一個通道陣列，所述通道大到足以允許墨滴的噴射，但是卻小到足以防止意外的接觸或者大多數灰塵顆粒的進入。通過采用硅來制作該護罩，它的熱膨脹系數與該噴嘴陣列的熱膨脹系數充分匹配。這將有助于防止該護罩中的該通道陣列失去與該噴嘴陣列的精確對準。使用硅也允許使用MEMS技術來精確地微加工該護罩。另外，硅的強度很高并且基本上是不可變形的。


現在對于本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，僅通過例子并參照附圖進行描述，其中圖1所示為用于噴墨打印頭的噴嘴組件的三維示意圖；圖2-4為示意圖1所示噴嘴組件操作的三維視圖；圖5所示為構成具有噴嘴防護裝置或密封壁的噴墨打印頭的一個噴嘴陣列的三維視圖；圖5a所示為具有一個噴嘴防護裝置或密封壁的打印頭的三維剖面視圖；圖5b所示為從隔離每個噴嘴的密封壁處截取的噴嘴的截面平面視圖。
圖6所示為圖5的陣列的部分放大視圖；圖7是包括一個噴嘴防護裝置而不包括該密封壁的一個噴墨打印頭的三維視圖；圖7a是具有調準結構打印頭的部分放大透視圖，該調準結構與噴嘴防護裝置上的互補結構接合；圖7b所示為嵌入貼附在聚酰亞胺犧牲層的噴嘴組件的剖面視圖；圖7c所示為用于除去環(huán)繞噴嘴組件的犧牲材料的蝕刻等離子體氣流；圖8a至8r所示為噴墨打印頭的噴嘴組件的制作步驟的三維視圖；圖9a至9r所示為該制作步驟的剖面?zhèn)纫晥D；圖10a至10k所示為在該制作過程的不同步驟中使用的掩模圖案。
圖11a至11c為示意按照圖8和圖9的方法制作的噴嘴組件的操作三維視圖；以及圖12a到12c所示為按照圖8和圖9的方法制造的噴嘴組件的操作的剖面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
首先參見附圖1，根據本發(fā)明的噴嘴組件通常由參考數字10來表示。一個噴墨打印頭具有多個噴嘴組件10，以陣列14形式排列(圖5和圖6)在硅基板16上。該陣列14將在下面詳細地描述。
該組件10包括一個硅基板或晶片16，在其上面沉積了一個介電層18。在該介電層18上面沉積了一個CMOS鈍化層20。
每個噴嘴組件10包括限定一個噴嘴口24的噴嘴22，一個采用杠桿臂26形式的連接件以及一個執(zhí)行機構28。該杠桿臂26將該執(zhí)行機構28連接到該噴嘴22。
如圖2到4中的詳細圖示，該噴嘴22包括一個冠頂部分30以及從該冠頂部分30下垂的邊緣部分32。該邊緣部分32形成了一個噴嘴腔34的部分外壁。在該噴嘴口24與該噴嘴腔34之間液體可以自由流通。需要注意的是該噴嘴口24被凸起的邊框36所圍繞，它“固定”了在該噴嘴腔34中的墨水40主體的一個彎月面38(圖2)。
在該噴嘴腔34的底板46上設有一個進墨孔42(在附圖的圖6中最清楚)。在該孔42與由設置在該基板16中墨水入口通道48之間流體連通。
壁部50圍繞孔42，并且從基板部分46向上方伸出。如上面所指示的噴嘴22的邊緣部分32形成噴嘴腔34的外壁的第一部分，并且該壁部50形成該噴嘴腔34的外壁的第二部分。
壁50在其自由端具有向內指向的凸緣52，起到液體密封的作用，當移動噴嘴22時用以阻止墨水泄露，這一點在以下內容將給予詳細的描述。值得重視的是，由于該墨水40的粘性以及在該凸緣52和該邊緣部分32之間間隔的尺寸很小，向內指向的凸緣52以及表面張力對于阻止墨水從該噴嘴腔34的逸出起到有效的密封作用。
該執(zhí)行機構28是一個受熱彎曲的執(zhí)行機構，并且與從該基板16或者更具體地從該CMOS鈍化層20向上伸出的固定器54相連。該固定器54安裝在導電墊56上，該導電墊56與該執(zhí)行機構28形成電連接。
該執(zhí)行機構28包括第一有源梁58，安置在第二無源梁60的上方。在一種優(yōu)選的實施方式中，梁58和60都是采用或者包括，一種導電陶瓷材料例如氮化鈦(TiN)。
梁58和60兩者都將其第一末端固定于該固定器54并且將其相反的一端連接到臂26。當使電流通過該有源梁58時，會引起該梁58的熱膨脹。對于該無源梁60，沒有電流流過，不以相同速率膨脹，因此產生了一個彎曲力矩使該臂26以及該噴嘴22向下朝向基板16移動，如圖3所示。這將導致噴嘴口24中噴射出墨水，如圖62所示。當將熱源撤離該有源梁58時，即通過使電流停止，噴嘴22返回靜止位置，如圖4所示。當噴嘴22返回其靜止位置時，如圖4中66處所示的墨滴頸部斷開而形成微墨滴64。然后該微墨滴64移動到例如紙張等打印媒介上。由于微墨滴64的形成，如圖4中68所示形成一個“負向”彎月面。此“負向”彎月面68引起墨水40內流并進入噴嘴腔34中，從而形成一個新彎月面38(圖2)，為墨滴從噴嘴組件10的再次噴射做好準備。
參見圖5和圖6，對該噴嘴陣列14給予更詳細的描述。將陣列14用于一個四色打印頭。因此，該陣列14包括四組噴嘴組件70，每組用于一種顏色。每組70具有以兩行72和74排列的噴嘴組件10。圖6中給出了一個組70的更多細節(jié)。
為了在該行72和74中實現噴嘴組件10的緊湊的安裝，將行74中的噴嘴組件10相對于行72中的噴嘴組件10偏置或交錯設置。另外，將該行72中的該噴嘴組件10互相以充分遠的距離而間隔設置，以使行74中的噴嘴組件10的杠桿臂26能夠在行72的組件10的相鄰噴嘴22之間通過。需要注意的是，每個噴嘴組件10基本上是啞鈴形的，以使該行72中的該噴嘴22可以嵌套在該噴嘴22和該行74中的相鄰的噴嘴組件10的該執(zhí)行機構28之間。
另外，要使該行72和74中的噴嘴22安裝緊湊，每個噴嘴22基本上是六邊形的。
所屬領域普通技術人員將會理解當噴嘴22向基板16移動時，在使用中，由于噴嘴口24相對于噴嘴腔34有一個很小的角度，墨水的噴射會略微地偏離垂直方向。圖5和圖6中所示配置的一個優(yōu)點是行72和74中的噴嘴組件10的執(zhí)行機構28以相同方向延伸至行72和74的一側。因此，從行72中的噴嘴22噴射的墨水以及從行74中的噴嘴22噴射的墨水相對彼此以相同角度偏移，從而提高了打印品質。
另外，如圖5中所示，該基板16具有配置于其上結合墊76，通過該墊56形成與該噴嘴組件10的該執(zhí)行機構28的電連接。這些電連接是通過該CMOS層(沒有示出)而實現的。
參見圖5a和5b，將如圖5中所示的噴嘴陣列14間隔設置以容納環(huán)繞每個噴嘴組件10的密封結構。該密封結構是一個環(huán)繞該噴嘴22的密封壁144，并且從該硅基板16延伸到開孔的噴嘴防護裝置80的上側，以形成一個密封室146。若由于噴嘴的損壞使墨水不能正常噴射，則該裂縫受到限制以避免影響周圍噴嘴的功能。也可以設想的是，每個密封室146將具有檢測出現墨水泄露的能力，并對控制該噴嘴陣列14操作的微處理器提供反饋。通過使用容錯功能，該損壞可以由該陣列14中剩余的噴嘴來補償從而保持了打印的品質。
容器壁144必然占據硅基板16的一部分，這樣就降低了該陣列中噴嘴的組裝密度。隨之這也增加了該打印頭芯片的生產成本。然而，在制造技術引起較高噴嘴磨損率時，單個的噴嘴密封結構將避免或者至少最小化對該打印品質的不良影響。
所屬領域普通技術人員將可以接受，也可以配置密封結構來隔離噴嘴組。分立的噴嘴組提供了更好的噴嘴組裝密度，但是通過利用周圍的噴嘴組對損壞的噴嘴進行補償變得更加困難。
參見圖7，示出了用于保護該噴嘴陣列的一個噴嘴防護裝置。參見先前的附圖，除非另外指定，同樣的參考數字指示同樣的部分。
將一個噴嘴防護裝置80安裝在該陣列14的硅基板16上。噴嘴防護裝置80包括一個護罩82，具有設置在其中的多個孔84。孔84與陣列14的噴嘴組件10的噴嘴口24精確對準，以使當墨水從噴嘴口24其中任何一個噴出時，該墨水在到達該打印介質之前通過相關的通道。
防護裝置80采用硅制作以便具有必要的強度和剛性，以防護該噴嘴陣列14避免在與紙，灰塵或者用戶手指的接觸時發(fā)生損壞。由于采用硅制作該防護裝置，其熱膨脹系數基本上與該噴嘴陣列匹配。這樣做的目的是為了在打印頭被加熱至其正常的工作溫度范圍內時，護罩82中的孔84不會失去與該噴嘴陣列14的精確對準。硅也同樣十分適用于采用MEMS技術的精確的微細加工，下面將詳細討論與該噴嘴組件10的制造有關的MEMS技術。
護罩82的安裝通過分支或支柱86相對于該噴嘴組件10形成間隔的關系。一個支柱86具有設置在其中的進氣口88。
在使用中，當陣列14在操作時，空氣通過進氣口88注入，并被迫與在孔84中移動的墨水一起通過該孔84。
在空氣中并不夾帶墨水，因為空氣是以與微墨滴64不同的速率通過孔84而注入的。例如，微墨滴64從噴嘴22以大約3m/s的速率噴出。而空氣以約1m/s的速率通過孔84而注入。
該空氣的用途是保持該孔84沒有異物顆粒。存在的一個危險是這些異物顆粒，例如灰塵顆粒，能夠落到該噴嘴組件10上，對其操作產生不良影響。通過在噴嘴防護裝置80中設置進氣口88，可以在很大程度上解除此問題。
在孔84和噴嘴22之間的對準是很關鍵的。然而，由于MEMS設備的微觀尺寸使噴嘴防護裝置80的相對噴嘴的精確定位很難實現。如圖7a所示，可以對該硅晶片或基板16配置調準結構，例如隆起148，用以與該支柱86的自由端相接合。如果所采用的犧牲材料是聚酰亞胺，則在支撐結構86和隆起148之間夾設一無機密封件150。可以采用相同的蝕刻和沉積技術將隆起148與該噴嘴22精確地制作在一起。
圖7a示出俘獲犧牲材料，例如形成該校準調節(jié)隆起148的聚酰亞胺。在其他的配置中，額外的隆起148與容器壁144相接合如圖5a到圖5b所示。在此形式中，隆起148將占據一定表面面積并且對噴嘴的組裝密度產生不良的影響，但是它能夠有力地保持每個孔84與該對應的噴嘴22的對齊。一無機密封件150位于該支柱86和隆起148之間。
當然，其他裝置也能夠形成調準結構，例如晶片基板16中的凹陷或者槽，它們能夠與設置在防護裝置80上的互補結構相接合。
使用CMOS蝕刻和沉積技術形成的調準結構能夠提供0.1μm數量級的對位精度。
當在調準結構148上調節(jié)防護裝置80位置時，易損的噴嘴22由于與云集86接觸而面臨受損的危險。如圖7v所示，可以將噴嘴22嵌入在犧牲材料152中，用以防護考慮到80完成對位調節(jié)并固定于隆起148。參考圖7c，一旦防護裝置80就位，保護性的犧牲材料152經氧等離子蝕刻154去除并通過孔84而排出。
參見圖8到圖10，描述了噴嘴組件10的制作過程。
以硅基板16開始，在晶片16的表面上沉積介電層18。該介電層18是采用大約1.5微米的化學汽相沉積(CVD)氧化物的形式制作的。在層18上旋涂(spin)抗蝕層并且將層18對掩膜100曝光并且隨后顯影。
在顯影后，將層18等離子向下蝕刻到該硅層16。然后將抗蝕層去除并且清洗層18。此步驟形成了進墨孔42。
在圖8b中，在該層18上沉積了大約0.8微米的鋁102。將抗蝕層旋涂并且將鋁102對掩膜104曝光并且隨后顯影。在顯影以后，將鋁102等離子向下蝕刻到該氧化層18，將該抗蝕層去除并且對該設備進行清洗。此步驟形成該結合墊并且與該噴墨執(zhí)行機構28互連。此互連至一個NMOS驅動晶體管和一個電源層，具有制作在該CMOS層(沒有示出)中多個連接。
沉積約0.5微米的PECVD氮化物作為CMOS鈍化層20。將抗蝕層旋涂在層20并將其對掩膜106曝光然后顯影。在顯影之后，將該氮化物等離子向下蝕刻到鋁層102以及該入孔42區(qū)域中的硅層16。將該防護層去除并且對該設備進行清洗。
在層20上旋涂犧牲材料層108。層108采用6微米厚度的光敏材料聚酰亞胺或者大約4μm的高溫抗蝕層。將層108進行軟烘并隨后將其曝光于掩膜110之后顯影。然后，若層108是由聚酰亞胺構成，則將層108在400℃硬烘一個小時，若層108是高溫抗蝕層則在大于300℃燒硬。需要注意的是在附圖中對掩膜110的設計中考慮到了由收縮引起的聚酰亞胺層108對圖案的變形。
在下一步中，如圖8e所示，涂敷了第二犧牲層112。該層112或者是2μm的旋涂上的光敏材料聚酰亞胺，或者是大約1.3μm的高溫抗蝕層。將該層112軟烘并隨后曝光于掩膜114。在曝光于掩膜114之后將該層112顯影。然后，若該層112采用聚酰亞胺則在400℃硬烘大約一個小時，或者若該層108是高溫抗蝕層則在大于300℃硬烘大約一個小時。
隨后沉積一個0.2微米的多層金屬層116。此層116的部分形成了該執(zhí)行機構28的無源梁60。
該層116的是通過在濺射50的氮化鉭(TaN)之后在300℃左右濺射1,000的氮化鈦(TiN)而形成的。再濺射50的TaN層和1000的TiN之后再濺射1000厚度的TiN。其他可以用于替代TiN的材料是TiB2、MoSi2或者(Ti，Al)N。
隨后將該層116對掩膜118曝光、顯影并且等離子向下蝕刻到該層112，在此之后將涂敷到該層116抗蝕層濕剝除，注意不要去除已固化的層108或112。
通過旋涂4μm光敏聚酰亞胺或者約2.6μm的高溫護蝕層而涂敷第三犧牲層120。對該層120進行軟烘，隨后曝光于掩膜122。隨后該曝光層顯影并且隨后進行硬烘。在采用聚酰亞胺的情況下，將該層120在400℃溫度下硬烘大約一個小時，在該層由高溫抗蝕層構成的情況下，在大于300℃溫度下進行硬烘。
將第二多層金屬層124涂敷至層120。該層124的成分與該層116的成分相同并且以同樣的方式涂敷。需要注意的是層116和124都是導電層。
將層124對掩膜126曝光并且隨后被顯影。將層124等離子向下蝕刻到該聚酰亞胺或防護層120，其后將覆蓋該層124的防護層濕剝除，并注意不要將已固化的層108或112或120去除。需要注意的是該層124的剩余部分形成執(zhí)行機構28的有源梁58。
通過旋涂4μm光敏聚酰亞胺或者大約2.6μm的高溫抗蝕層而涂敷第四犧牲層128。將層128進行軟烘，曝光于掩膜130并且隨后顯影以留下如附圖的圖9k中所示的島狀部分。層128的剩余部分在采用聚酰亞胺的情況下在400℃溫度進行硬烘大約一個小時，當采用高溫抗蝕層的情況下，在大于300℃的溫度進行硬烘。
如圖8I中所示沉積一高楊氏模量的介電層132。層132由大約1μm的硅氮化物或鋁氧化物構成。層132是在低于犧牲層108，112，120，128的硬烘溫度下沉積的。此介電層132需要的基本特性是高彈性模量，化學惰性，以及與TiN的良好粘合。
通過旋涂上2μm的光敏聚酰亞胺或者大約1.3μm高溫抗蝕層而形成第五犧牲層134。對該層134進行軟烘，并對掩膜136曝光，隨后進行顯影。在采用聚酰亞胺的情況下將該層134的剩余部分在400℃溫度下硬烘大約一個小時，當采用高溫抗蝕層的情況下，在大于300℃溫度下硬烘。
介電層132是經等離子向下蝕刻到犧牲層128，注意不要去除任何犧牲層134。
此步驟形成噴嘴組件10的噴嘴口24、杠桿臂26以及固定器54。
沉積一個高楊氏模量的介電層138。該層138是通過在低于犧牲層108，112，120以及128的硬烘溫度下沉積0.2微米的硅氮化物或者鋁氮化物而形成的。
然后，如圖8p所示，將該層138各向異性地等離子蝕刻到0.35微米的深度。此蝕刻是為了清除整個表面的除該介電層132和該犧牲層134的側壁之外的絕緣物。此步驟產生了圍繞在噴嘴口24周圍的噴嘴邊框36，它如上面所述“限制”了該墨水的彎月面。
采用一個紫外(UV)分離帶140。4μm的抗蝕層被旋涂到該硅晶片基板16的后面。將該晶片基板16對掩膜142曝光，以回蝕該晶片基板16以形成噴墨通道48。隨后將該抗蝕層從該晶片16去除。
對該晶片基板16的后面涂敷另一UV分離帶(沒有示出)并且該將分離帶140去除。在氧等離子體中將該犧牲層108，112，120，128和134剝除，以形成如附圖8r和9r中所示的最終噴嘴組件10。為了便于參考，在這兩個圖采用與圖1相同的參考數字來表示噴嘴組件10的相關元件。圖11和12說明了該噴嘴組件10的操作過程，該噴嘴組件是由如上述過程而制造的，參照圖8和9，并且這些附圖與圖2到圖4相對應。需要注意的是本領域的技術人員可以在不脫離廣義描述的本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行很多改變和/或修改。因此，本實施例在各個方面都應被看作描述性的而非限定性的。
權利要求
1.一種制造用于噴墨打印機的打印頭的方法，該打印頭包括一基板，設有噴嘴陣列，用于將墨水噴射到待被打印的介質上；以及一開孔的噴嘴防護裝置，用于防止對噴嘴的破壞性接觸，該方法包括以下步驟采用材料蝕刻以及沉積技術在基板上制作噴嘴，使該噴嘴經犧牲材料得到加固；設置該開孔噴嘴防護裝置覆蓋該噴嘴的外部，使其開孔與噴嘴精確對準，并且隨后，蝕刻掉加固噴嘴的犧牲材料。
2.如權利要求1所述的方法，其中在基板上制作調準結構，該調準結構被配置為與開孔的噴嘴防護裝置上的互補結構相接合；其中調準結構和互補結構之間的接合使所述開孔與噴嘴精確對準，以使該防護裝置不會阻塞墨水從噴嘴噴射至介質上的正常軌道。
3.如權利要求1所述的方法，其中通過噴嘴防護裝置中的一個或者多個開孔注入蝕刻等離子體，以去除防護噴嘴的犧牲材料，該去除的犧牲材料以及蝕刻等離子體通過噴嘴防護裝置中的開孔而沖掉。
4.如權利要求3所述的方法，其中該蝕刻等離子體是氧等離子體并且該犧牲材料為聚酰亞胺。
5.如權利要求4所述的方法，其中在調準結構和互補結構之間設置一無機密封件。
6.如權利要求1所述的方法，其中該基板是一個硅晶片。
7.如權利要求6所述的方法，其中該噴嘴防護裝置具有一個包括開孔的護罩，該護罩通過由該護罩伸出的一體制作的支柱而與該硅基板間隔設置，該支柱用于與校準調節(jié)結構相接合。
8.如權利要求7所述的方法，其中該調準結構是硅基板上的隆起，其被定位為與所述支柱接合以保持開孔與噴嘴陣列對齊。
9.如權利要求1所述的方法，其中該噴嘴防護裝置還包括流體進口，用于引導流體通過該通道，以阻止在該噴嘴陣列上異物顆粒的堆積。
10.如權利要求9所述的方法，其中，該流體進口在該支柱中。
全文摘要
一種用于噴墨打印機的打印頭，具有一個采用微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術制作的噴墨噴嘴(22)陣列(14)。為了保護該精密的噴嘴結構，一個噴嘴防護裝置(80)覆蓋了該陣列(14)的外表面。在該防護裝置(80)中制作一個對應的孔(84)陣列。為把防護裝置(80)貼附到設有噴嘴(22)的硅基片(16)上，配置了用于與噴嘴防護裝置(80)上面的互補結構相接合的調準結構(148)。為了在該噴嘴(22)和該防護裝置(80)中的各個孔(84)之間精確的定位，可以使用與用于制作該噴嘴(22)的同樣的蝕刻和沉積技術來形成該調準結構(148)。為保護易損的噴嘴結構(22)在裝配過程中免于與支柱的各種不利接觸，采用犧牲層(152)來強化噴嘴(22)，該犧牲層隨后通過氧等離子蝕刻(154)而去除。
文檔編號B41J2/16GK1524039SQ02804631
公開日2004年8月25日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權日2001年2月6日
發(fā)明者卡·西爾弗布魯克, 卡 西爾弗布魯克 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司