液體噴出頭及其制造方法
【專利摘要】液體噴出頭及其制造方法。本發(fā)明提供一種液體噴出頭的制造方法，其包括如下步驟：準備元件基板、配線基板和支撐構件，其中，元件基板設置有用于產(chǎn)生噴出液體用的能量的元件，配線基板經(jīng)由導線電連接至元件基板，支撐構件設置有第一支撐部和第二支撐部；將密封劑涂布至第二支撐部；將元件基板放置于第一支撐部，并且使導線與涂布至第二支撐部的密封劑接觸；和使密封劑固化。
【專利說明】液體噴出頭及其制造方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及液體噴出頭及其制造方法，并且特別地涉及設置有覆蓋導線的密封劑的液體噴出頭及其制造方法。

【背景技術】
[0002]近年來，液體噴出頭被用于諸如打印機和復印機等的許多辦公設備并且將要迅速擴展至諸如紡織印染設備等的工業(yè)系統(tǒng)。液體噴出頭的形式的示例包括:液體噴出部和液體罐可以被單獨且可拆卸地安裝這樣的形式；以及液體噴出部與液體容器被一體地形成這樣的盒(cartridge)形式。
[0003]圖6是有關的液體噴出頭的立體圖。如圖6所示，液體噴出頭I設置有元件基板2、經(jīng)由導線電連接至元件基板2的電氣配線基板3、和支撐元件基板2與電氣配線基板3的支撐構件4。導線覆蓋有密封劑5。
[0004]作為用于制造圖6中所示的液體噴出頭I的方法，提出了包括在導線的周圍填充兩種不同的液體填充物并使填充物固化的步驟的制造方法(日本特開2001-130001號公報)。使兩種不同的填充物固化，由此形成覆蓋接合部的密封劑5。
[0005]參照圖7A至圖7D更加詳細地描述了日本特開2001-130001號公報中公開的制造方法。圖7A至圖7D是用于說明日本特開2001-130001號公報中公開的制造方法的圖，并且是沿著圖6中的線7-7截取且示出元件基板2、電氣配線基板3和支撐構件4的放大截面圖。
[0006]如圖7A所示，作業(yè)者或制造設備首先將用于固定元件基板2的安裝粘合劑6和用于固定電氣配線基板3的TAB粘貼用粘合劑7涂布至支撐構件4。作業(yè)者或制造設備還使元件基板2經(jīng)由導線8電連接至電氣配線基板3。
[0007]接著，如圖7B所示，作業(yè)者或制造設備將元件基板2和電氣配線基板3配置在支撐構件4上。此時，在元件基板2的周圍形成填充物積存部9，并且導線8配置于填充物積存部9的上方。此后，作業(yè)者或制造設備將第一填充物10注入填充物積存部9內(nèi)。
[0008]第一填充物10是諸如在裸芯片安裝中使用的倒裝芯片(flip chip)用底層填料(underfilling material)等的熱固性樹脂。底層填料的粘度常溫下為大約50泊(poise),但是在40°C至70°C時為15泊或更低。也就是，第一填充物10的粘度在40°C至70°C的狀態(tài)下相對低，所以其流動性相對高。
[0009]當?shù)谝惶畛湮?0被注入填充物積存部9內(nèi)時支撐構件4的溫度被保持為40°C至70°C,由此使第一填充物10保持為其流動性相對高這樣的狀態(tài)。將支撐構件4在40°C至70°C的溫度下擱置大約3分鐘至10分鐘，由此使第一填充物10遍及整個填充物積存部9以到達導線8 (見圖7C)。
[0010]此后，作業(yè)者或制造裝置將第二填充物11涂布到第一填充物10上。第二填充物11是具有與第一填充物10幾乎相同的組成但是具有比第一填充物10高的粘度和低的流動性的熱固性樹脂。因此，第二填充物11在第一填充物10上升高，并且導線8被第一填充物10和第二填充物11覆蓋。對第一填充物10和第二填充物11施加熱，由此使第一填充物10和第二填充物11固化以形成覆蓋導線8的密封劑5 (見圖6)。
[0011]為了更大程度地降低液體噴出頭的制造成本，需要縮短液體噴出頭的制造時間并簡化制造液體噴出頭時的作業(yè)。然而，對于日本特開2001-130001號公報中公開的制造方法而言，難以縮短制造時間并簡化制造時的作業(yè)。
[0012]具體地，在日本特開2001-130001中公開的制造方法中，當在第一填充物10被注入填充物積存部9之后支撐構件4的擱置時間不充分時，可能如圖8所示在第一填充物10中混入氣泡12。氣泡12在第一填充物10和第二填充物11被加熱固化時迅速膨脹。結果，第一填充物10和第二填充物11飛濺致使導線8露出。為此原因，需要在第一填充物10被注入填充物積存部9內(nèi)之后將支撐構件4擱置大約3分鐘至10分鐘，以防止第一填充物10內(nèi)混入氣泡，以至于難以縮短制造時間。
[0013]另外，日本特開2001-130001號公報中公開的制造方法必須使用兩種不同的填充物10和11。因此，使制造液體噴出頭時的材料管理復雜，以至于難以簡化制造液體噴出頭時的作業(yè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種液體噴出頭的制造方法，其包括如下步驟:
[0015]準備元件基板、配線基板和支撐構件，其中，所述元件基板設置有用于產(chǎn)生噴出液體用的能量的元件，所述配線基板經(jīng)由導線電連接至所述元件基板，所述支撐構件設置有第一支撐部和第二支撐部；
[0016]將密封劑涂布至所述第二支撐部；
[0017]將所述元件基板放置于所述第一支撐部，并且使所述導線與涂布至所述第二支撐部的所述密封劑接觸；和
[0018]使所述密封劑固化。
[0019]為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種液體噴出頭，其包括:
[0020]元件基板，其設置有用于產(chǎn)生噴出液體用的能量的元件；
[0021]配線基板，其經(jīng)由導線電連接至所述元件基板，并且設置有用于傳輸驅動所述元件基板用的電信號的配線；
[0022]密封劑，其用于密封所述導線與所述元件基板之間的電連接部；和
[0023]支撐構件，其設置有支撐所述元件基板的第一支撐部和涂布有所述密封劑的第二支撐部，
[0024]其中，所述第二支撐部形成于凸部的頂面，并且在所述凸部與所述元件基板之間形成有未涂布所述密封劑的空間部。
[0025]從下面參照附圖對示例性實施方式的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1A和圖1B是可以應用本發(fā)明的液體噴出頭的分解立體圖及其外觀立體圖。
[0027]圖2是第一實施方式中的支撐構件的局部放大主視圖。
[0028]圖3A和圖3B是用于說明根據(jù)第一實施方式的制造方法的截面圖。
[0029]圖4A和圖4B是示出在密封劑通過相鄰導線之間的間隙之前和之后的液體噴出頭的主視圖。
[0030]圖5A、圖5B、圖5C和圖是用于說明根據(jù)第二實施方式的制造方法的截面圖。
[0031]圖6是有關的液體噴出頭的立體圖。
[0032]圖7A、圖7B、圖7C和圖7D是用于說明傳統(tǒng)的制造方法的截面圖。
[0033]圖8是用于說明在第一填充物中混有氣泡的狀態(tài)的截面圖。

【具體實施方式】
[0034]以下將參照附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0035]參照圖1A和圖1B來說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于噴出諸如墨等液體的液體噴出頭的概況及其制造方法。順便提及，為與圖6或圖8中示出的組成元件相同的組成元件賦予相同的附圖標記。
[0036]首先描述液體噴出頭的結構。圖1A和圖1B是可以應用本發(fā)明的液體噴出頭的分解立體圖及其外觀立體圖。如圖1A和圖1B所示，液體噴出頭I設置有元件基板2、電氣配線基板3和支撐構件4。
[0037]兀件基板2包括具有不小于0.6mm且不大于0.8mm的厚度的娃基板、配置在娃基板的一個表面(以下，硅基板的該表面被稱作“正面”)上的多個電熱轉換器和電連接至各個電熱轉換器的電氣配線。電氣配線為各個電熱轉換器供給電力，并且各個電熱轉換器通過利用電氣配線所施加的電力將噴出能量施加至諸如墨等的液體以噴出液體。電氣配線借助于例如膜形成技術而形成于硅基板。
[0038]元件基板2還包括與電熱轉換器對應的多個噴出口(以下，“多個噴出口 ”也被稱作“噴出口組”)、分別與噴出口連通的多個液體流路和用于為多個液體流路供給液體的液體供給路徑。液體供給路徑由在硅基板的正面和與正面相反的背面之間貫通的孔形成。多個噴出口和多個液體流路通過平板印刷技術(lithographic technology)形成于娃基板。
[0039]電氣配線基板3是用于將噴出液體用的電信號施加至元件基板2的構件并且具有與配置在元件基板2上的連接端子13 (見圖3A、圖3B和圖4A)對應的多根導線8。順便提及，導線8也可以是單根。
[0040]導線8覆蓋有密封劑5。熱固性材料或紫外線固化型材料可以被用作密封劑5。
[0041]支撐構件4支撐元件基板2和電氣配線基板3。
[0042]在圖1A和圖1B中示出的實施方式中，支撐構件4具有凹部14，并且元件基板2配置于凹部14的底部。也就是，支撐構件4在凹部14的底部支撐元件基板2。導線8跨越元件基板2與凹部14的至少一個側面之間的間隙。
[0043]另外，支撐構件4具有支撐元件基板2的元件基板支撐面，即，在凹部14的底面中具有液體流路15的開口。當元件基板2配置于凹部14的底部時，元件基板2的液體供給路徑與液體流路15連通。
[0044]此外，支撐構件4具有從凹部14的底部在上述間隙中突出地設置的凸部(第二支撐部)16。凸部16具有從凹部14的底部一側來支撐密封劑5的支撐面。支撐面例如是凸部16的頂端面(頂面)。
[0045]接著描述用于制造根據(jù)本發(fā)明的液體噴出頭I的方法的概況。首先設置元件基板2、支撐構件4、具有導線8的電氣配線基板3和固化前的密封劑5。將元件基板2和電氣配線基板3定位在元件基板2的連接端子13 (見圖3A、圖3B和圖4A)可以被連接至電氣配線基板3的導線8的范圍內(nèi)。接著通過TAB技術使元件基板2經(jīng)由導線8電連接至電氣配線基板3。
[0046]接著將安裝粘合劑6涂布至凹部14的底部(支撐元件基板的第一支撐部)，并且將TAB粘貼用粘合劑7涂布至支撐構件4的用于支撐電氣配線基板3的部分(配線基板支撐部，第三支撐部)。接著將固化前的密封劑5涂布至凸部16的頂部(保持部)。
[0047]此后，將元件基板2配置在凹部14的預定位置處并且用安裝粘合劑6來固定，所以液體流路15與元件基板2的液體供給路徑連通。將電氣配線基板3配置在支撐構件4的配線基板支撐部上并且用TAB粘貼用粘合劑7來固定。接著使導線8埋設在液態(tài)密封劑5內(nèi)。
[0048]優(yōu)選的是，安裝粘合劑6和TAB粘貼用粘合劑7是具有良好的耐液性的粘合劑，例如可以使用含有作為主要成分的環(huán)氧樹脂的紫外線固化型粘合劑。期望以在凹部14的底部與元件基板2之間不形成間隙的方式涂布安裝粘合劑6。
[0049]最后使固化前的密封劑5固化以完成液體噴出頭I的制造。
[0050]以下將參照圖2至圖詳細說明本發(fā)明的第一實施方式和第二實施方式。
[0051]第一實施方式
[0052]以下將參照圖2至圖4B說明本發(fā)明的第一實施方式。
[0053]圖2是該實施方式中的支撐構件4的局部放大主視圖。支撐構件4具有用于支撐并固定元件基板2的凹部14和用于為元件基板2的液體供給路徑供給液體的液體流路15。凹部14和液體流路15形成在一個構件中。
[0054]諸如樹脂材料和以Al2O3為代表的陶瓷材料等的很多種材料都可以被用作用于形成支撐構件4的材料。在該實施方式中，由改性聚苯醚(PPE)形成支撐構件4。
[0055]圖3A和圖3B是用于說明根據(jù)該實施方式的制造方法的圖，并且是沿圖1B中的線
3-3截取且示出了元件基板2、電氣配線基板3和支撐構件4的放大截面圖。
[0056]如圖3A所示，首先使元件基板2經(jīng)由導線8電連接至電氣配線基板3。例如群接合法(gang bonding method)可以用于元件基板2與電氣配線基板3的連接。另外,將安裝粘合劑6涂布至凹部14的底面，并且將TAB粘貼用粘合劑7涂布至配線基板支撐部。此夕卜，將液態(tài)密封劑5涂布至凸部16的頂端面。
[0057]將固化前的密封劑5涂布至凸部16的頂端面，由此在固化前的密封劑5的表面形成彎液面以使密封劑5的高度穩(wěn)定。為了使固化前的密封劑5的高度更高，優(yōu)選的是，具有相對高的粘度的材料被用作密封劑5。
[0058]期望凸部16的頂端面相對于凹部14的底面(元件基板支撐面)朝向與液體流路15的開口側相反的一側傾斜。凸部16的頂端面以該方式傾斜，由此使涂布至凸部16的頂端面的固化前的密封劑5不容易朝向液體流路15的開口流動。結果，液體流路15不容易被密封劑5封閉。
[0059]接著，如圖3B所示，將元件基板2和電氣配線基板3配置在支撐構件4上。此時，使導線8埋設在固化前的密封劑5內(nèi)。導線8被埋設在固化前的密封劑5內(nèi)，由此使密封劑5從導線8的與凸部16側相反的一側(以下稱作“導線8的正面?zhèn)取?突出。
[0060]此后，使固化前的密封劑5固化，由此形成覆蓋導線8的密封劑5。
[0061]期望涂布至凸部16的頂端面的固化前的密封劑5的量是當元件基板2和電氣配線基板3配置于支撐構件4時使密封劑5從導線8的正面?zhèn)瘸浞值赝怀鏊璧牧?。將充分量的密封?涂布至凸部16的頂端面，由此使導線8容易埋設在密封劑5內(nèi)。
[0062]當作為凸部16的頂面的頂端面被用作支撐密封劑5的支撐面時，支撐密封劑5的支撐面與導線8之間的間隙變窄。結果，即使固化前的密封劑5的量相對小，導線8也能夠被密封劑5覆蓋。以該方式涂布密封劑，由此在凸部16與元件基板2之間形成未涂布有密封劑的空間部。另外，在凸部16與涂布有粘合劑7的第三支撐部之間形成既未涂布密封劑也未涂布粘合劑的空間部。可以使這樣的空間部起到當粘合劑7從電氣配線基板與第三支撐部之間突出時接收粘合劑的部分的作用。另外，還可以抑制密封劑5與粘合劑7的接觸。
[0063]當元件基板2經(jīng)由多根導線8連接至電氣配線基板3時，密封劑5通過相鄰導線8之間的間隙。圖4A和圖4B是示出在密封劑5通過相鄰導線8之間的間隙之前和之后的液體噴出頭I的平面圖。
[0064]固化前的密封劑5通過相鄰導線8之間的間隙的容易度由各導線8的厚度、相鄰導線8之間的間距(以下稱作“導線間距”)和固化前的密封劑5的粘度確定。導線8的厚度越小并且導線間距越大，固化前的密封劑5越容易通過相鄰導線8之間的間隙并覆蓋導線8。
[0065]在該實施方式中，導線8的厚度被控制為40 μ m,并且導線間距被控制為80 μ m。具有不小于20Pa.s且不大于250Pa.s的粘度(在20°C、10轉并且用B8H型粘度計的7號轉子以20rpm的條件下測得的)并且含有作為主要成分的環(huán)氧樹脂的熱固性樹脂被用作固化前的密封劑5，并且對密封劑5施加熱以使密封劑5固化。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的制造方法不需要在將固化前的密封劑5涂布至凸部16的頂端面之后擱置支撐構件4的步驟。另外，可以僅進行一次涂布固化前的密封劑5的步驟。因此，能夠縮短制造時間。
[0067]特別是，在將固化前的密封劑5涂布至或注入預定區(qū)域之后必須將支撐構件4擱置一段時間的制造方法(日本特開2001-130001號公報中公開的制造方法)中，制造設備需要用于擱置支撐構件4的空間。結果，需要使制造設備大型化。
[0068]根據(jù)該實施方式，在將固化前的密封劑5涂布至凸部16的頂端面之后無需擱置支撐構件4。因此，在制造設備中不必提供用于擱置支撐構件4的空間，所以能夠使制造設備小型化。
[0069]另外，根據(jù)該實施方式，僅使用一種密封劑5，使得制造液體噴出頭I時的材料管理變得相對容易，并且能夠簡化制造時的作業(yè)。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的該實施方式，能夠縮短液體噴出頭的制造時間，并且能夠更加簡化制造液體噴出頭時的作業(yè)。
[0071]第二實施方式
[0072]參照圖5A至圖來描述本發(fā)明的第二實施方式。
[0073]圖5A至圖是用于說明根據(jù)該實施方式的制造方法的圖，并且是沿著圖1B中的線3-3截取且示出元件基板2、電氣配線基板3和支撐構件4的放大截面圖。和第一實施方式一樣，支撐構件4包括凹部14和凸部16，并且由改性PPE形成。
[0074]在該實施方式中，包含作為主要成分的環(huán)氧樹脂的紫外線固化型樹脂被用作密封劑5。更優(yōu)選的是,密封劑5是紫外線延遲固化型樹脂(ultrav1let delayed-curableresin)。紫外線延遲固化型樹脂是通過在其上照射紫外光來引發(fā)固化反應并且需要花費大約幾分鐘至幾十分鐘來固化的樹脂。
[0075]如圖5A所示，首先使元件基板2經(jīng)由導線8電連接至電氣配線基板3。例如，群接合法可以用于元件基板2與電氣配線基板3的連接。另外，將安裝粘合劑6涂布至凹部14的底面(元件基板支撐面)，并且將TAB粘貼用粘合劑7涂布至配線基板支撐部。
[0076]此外，將固化前的密封劑5涂布至凸部16的頂端面。涂布至凸部16的頂端面的固化前的密封劑5的量是當元件基板2和電氣配線基板3配置于支撐構件4時使密封劑5從導線8的與凸部16側相反的一側突出所需的量。
[0077]和第一實施方式中一樣，凸部16的頂端面以使得液態(tài)密封劑5不會流入液體流路15的方式傾斜。另外，以使得液態(tài)密封劑5不會流入配線基板支撐部的方式在凸部16與凹部14的開口邊緣(配線基板支撐部)之間形成槽19。
[0078]在將固化前的密封劑5涂布至凸部16的頂端面之后，使從紫外線光源17發(fā)出的紫外光18照射至固化前的密封劑5。由于密封劑5是紫外線延遲固化型樹脂，所以在剛剛照射了紫外光18之后,密封劑5尚未固化。
[0079]在將紫外光18照射至固化前的密封劑5之后，如圖5B所示將元件基板2和電氣配線基板3配置在支撐構件4上。由于此時密封劑5尚未固化，所以導線8被埋設在密封齊IJ5內(nèi)。
[0080]此后，使密封劑5固化以形成覆蓋導線8的密封劑5。
[0081]在該實施方式中，密封劑5是紫外線延遲固化型樹脂，使得無需加熱密封劑5。為了使密封劑5在較短時間內(nèi)固化，也可以在導線8被埋設在固化前的密封劑5內(nèi)之后對固化前的密封劑5施加熱。
[0082]即使在圖5B所示的狀態(tài)中，導線8也是受到保護的。然而，如圖5C所示，還可以在已經(jīng)被涂布至凸部16的頂端面的密封劑5上額外涂布新的密封劑5。當以該方式額外涂布密封劑5時，增加了密封劑5的整體厚度以改善密封劑5的耐液體性，使得能夠更加確實地保護導線8。結果，不易發(fā)生短路。當涂布新的密封劑5時，需要如圖所示額外照射紫外光18。
[0083]根據(jù)該實施方式，獲得了與第一實施方式相同的效果，此外無需設置用于對密封劑5施加熱的爐，使得制造設備能夠進一步小型化。
[0084]根據(jù)該實施方式，在如圖5A所示的狀態(tài)下、也就是在支撐構件4上既沒有配置元件基板2也沒有配置電氣配線基板3并且導線8未被埋設在固化前的密封劑5內(nèi)的狀態(tài)下對密封劑5照射紫外光18。因此，能夠在在密封劑5上不形成元件基板2、電氣配線基板3或導線8的陰影的情況下對整個固化前的密封劑5照射紫外光18。結果，能夠使密封劑5均勻地固化。
[0085]雖然已經(jīng)參照示例性實施方式說明了本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施方式。所附權利要求書的范圍應符合最寬泛的解釋，以包括所有這種變型、等同結構和功能。
【權利要求】
1.一種液體噴出頭的制造方法，其包括如下步驟: 準備元件基板、配線基板和支撐構件，其中，所述元件基板設置有用于產(chǎn)生噴出液體用的能量的元件，所述配線基板經(jīng)由導線電連接至所述元件基板，所述支撐構件設置有第一支撐部和第二支撐部； 將密封劑涂布至所述第二支撐部； 將所述元件基板放置于所述第一支撐部，并且使所述導線與涂布至所述第二支撐部的所述密封劑接觸；和 使所述密封劑固化。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在使所述密封劑固化的步驟中，在所述導線被埋設在所述密封劑內(nèi)的狀態(tài)下使所述密封劑固化。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述密封劑是熱固性材料，并且在使所述密封劑固化的步驟中，通過對固化前的所述密封劑施加熱而使所述密封劑固化。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述密封劑是紫外線固化型材料，并且在使所述密封劑固化的步驟中，在使所述導線與所述密封劑接觸之前對所述密封劑照射紫外光。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在將所述元件基板放置于所述第一支撐部之前將粘合劑涂布至所述第一支撐部。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述密封劑和所述粘合劑是熱固性材料。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，通過將所述液體噴出頭放置到加熱氣氛內(nèi)而使所述密封劑和所述粘合劑固化。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第二支撐部形成于凸部的頂面。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述凸部的所述頂面在所述元件基板側相對高，并且在遠離所述元件基板的一側相對低。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第二支撐部相對于所述第一支撐部傾斜。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述第二支撐部在所述元件基板側相對高，并且在遠離所述元件基板的一側相對低。
12.—種液體噴出頭,其包括: 元件基板，其設置有用于產(chǎn)生噴出液體用的能量的元件； 配線基板，其經(jīng)由導線電連接至所述元件基板，并且設置有用于傳輸驅動所述元件基板用的電信號的配線； 密封劑，其用于密封所述導線與所述元件基板之間的電連接部；和 支撐構件，其設置有支撐所述元件基板的第一支撐部和涂布有所述密封劑的第二支撐部， 其中，所述第二支撐部形成于凸部的頂面，并且在所述凸部與所述元件基板之間形成有未涂布所述密封劑的空間部。
13.根據(jù)權利要求12所述的液體噴出頭，其中，在所述支撐構件上形成有支撐所述配線基板的第三支撐部。
14.根據(jù)權利要求13所述的液體噴出頭，其中，與所述配線基板接觸的粘合劑被涂布至所述第三支撐部，并且在所述凸部與所述第三支撐部之間形成有既未被涂布所述密封劑也未被涂布所述粘合劑的空間部。
15.根據(jù)權利要求12所述的液體噴出頭，其中，所述凸部的所述頂面在所述元件基板側相對高，并且在遠離 所述元件基板的一側相對低。
【文檔編號】B41J2/16GK104070811SQ201410101831
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2013年3月29日
【發(fā)明者】島津聰, 塚本直哉, 佐藤元昭 申請人:佳能株式會社