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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Oberflächeneigenschaft
und auf ein Verfahren zum Steuern einer Oberflächeneigenschaft.
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Hintergrund
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Vorrichtungen,
die Fluidausstoßelemente verwenden,
wie z. B. Tintenstrahldrucker, umfassen eine Fluidkassette, in der
ein Fluid gelagert und durch eine oder mehrere Öffnungen ausgestoßen wird. Jede Öffnung richtet
den Fluidtropfen, während
dieser in Richtung eines Ziels, wie z. B. eines Druckmediums, ausgestoßen wird.
Da unterschiedliche Fluide unterschiedliche Eigenarten aufweisen,
richtet die Öffnung
jedoch unter Umständen
Tropfen für
einen Typ von Fluid genau, jedoch nicht für einen anderen. Als ein Ergebnis
könnte
die Öffnung
Tropfen fehlrichten, was eine Tropfenplatzierungsgenauigkeit negativ
beeinflusst.
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Pfützenbildung
ist eine Eigenschaft, die eine Fluidbahn beeinflussen kann. Pfützenbildung
beinhaltet im Grunde das Sammeln äußeren Fluids um die Öffnung herum,
was als ein Ergebnis dessen auftritt, dass das Fluid seine eigene
Oberflächenenergie minimieren
möchte.
Eine unerwünschte
Fluidpfützenbildung
könnte
einen Fluidtropfenausstoß durch die
ausgewählte Öffnung behindern
und kann deshalb problematisch sein, wenn dies nicht vermieden und/oder
minimiert wird. Kleine Pfützen,
die sich in der Öffnung
sammeln, können
z. B. Fluidbahnfehler aufgrund von Endkrümmung erzeugen, insbesondere
dann, wenn das Fluid eine hohe Oberflächenspannung aufweist. Für Fluide
mit geringer Oberflächenspannung
jedoch ist eine Pfützenbildung
unter Umständen
wünschenswert,
um eine Tropfenbahn zu steuern.
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Es
besteht ein Wunsch nach einer Struktur, die eine Fluidtropfenrichtung
basierend auf einer Eigenart des Fluids optimieren kann.
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Die
US 6,290,331 offenbart eine
Polymeröffnungsplatte
für einen
Druckkopf.
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Zusammenfassung
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Entsprechend
richtet sich ein Ausführungsbeispiel
der Beschreibung auf ein Verfahren zum Herstellen einer Oberfläche einer
Senkung, die eine Öffnung
in einer Öffnungsschicht
umgibt, gemäß Anspruch
1.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Beschreibung richtet sich auf eine Fluidausstoßvorrichtung
gemäß Anspruch
6.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Beschreibung richtet sich auf eine Öffnungsschicht für eine Fluidausstoßvorrichtung
gemäß Anspruch
4.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Beschreibung richtet sich auf ein Verfahren zum Steuern eines
Benetzens auf einer Polymeroberfläche, das ein Laserbehandeln
der Polymeroberfläche,
um eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft
zu besitzen, aufweist.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Beschreibung richtet sich auf eine Oberfläche mit einer Benetzungseigenschaft,
die über
Laserbehandlung basierend auf einer vorbestimmten Eigenart eines Fluids,
das sich auf der Oberfläche
befinden kann, gebildet wird.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
der Beschreibung sind aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden
Figuren zu erkennen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
eine Druckkassette gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar;
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2 ist
ein darstellendes Diagramm eines Ausführungsbeispiels einer Öffnungsschicht;
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3 ist
ein darstellendes Diagramm eines Ausführungsbeispiels einer Öffnungsschicht
mit einem Fluidtropfen in einer Senkung mit einem Beispiel einer
ersten Oberflächentextur;
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4 ist
ein darstellendes Diagramm eines Ausführungsbeispiels einer Öffnungsschicht
mit einem Fluidtropfen in einer Senkung mit einem Beispiel einer
zweiten Oberflächentextur;
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5 ist
ein darstellendes Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Lasersystems
und eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6A ist
ein darstellendes Diagramm eines Beispiels eines Fluids auf einer
behandelten glatten Oberfläche,
was zu einem großen
Kontaktwinkel führt;
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6B ist
ein darstellendes Diagramm eines Beispiels eines Fluids auf einer
unbehandelten glatten Oberfläche,
was zu einem kleinen Kontaktwinkel führt;
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6 ist
ein darstellendes Diagramm eines Beispiels eines Fluids auf einer
glatten Oberfläche;
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7 ist
ein darstellendes Diagramm eines Beispiels eines Fluids auf einer
rauen Oberfläche, was
zu einem kleinen Kontaktwinkel führt;
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8 ist
ein Graph, der ein Beispiel eines Laserprozessergebnisses gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt;
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9 ist
ein Graph, der ein Beispiel einer Wirkung eines Ausführungsbeispiels
eines Laserprozesses auf eine Benetzbarkeit darstellt;
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10 stellt
ein Ätzsystem
und einen -prozess gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Allgemein
richtet sich ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren zum Steuern einer Oberflächeneigenschaft
einer Senkung basierend auf den Eigenarten des Fluids, das durch
die Öffnung,
die durch die Senkung umgeben ist, ausgestoßen werden soll. Das Verfahren
umfasst ein Bestimmen einer Eigenart eines durch die Öffnung auszustoßenden Fluids
und ein Steuern der Oberflächeneigenschaft
der Senkung basierend auf der Fluideigenart. Weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung richten sich auf eine Öffnungsschicht und auf eine
Fluidausstoßvorrichtung
mit einer Senkungsoberflächeneigenschaft
basierend auf einer Fluideigenart. Obwohl die unten beschriebenen
Ausführungsbeispiele
sich hauptsächlich
auf eine Oberflächentextur
konzentrieren, ist die Erfindung auch in Bezug auf andere Oberflächeneigenschaften
anwendbar, wie z. B. chemische Zusammensetzung, chemische Inhomogenität, chemische
Reaktivität, physisches
und chemisches Absorptionsvermögen, sowie
beliebige andere Eigenschaften, die ein Fluidverhalten in der Öffnung und
der Senkung beeinflussen können.
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Eine
mögliche
Anwendung für
die Erfindung ist eine Fluidausstoßkassette 10, wie
z. B. eine Druckkassettenanordnung, die allgemein in 1 gezeigt
ist. Die in 1 gezeigte Kassette 10 stellt eine
typische Druckkassette zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker
dar, die Kassette könnte
jedoch verwendet werden, um auch andere Fluide in anderen Anwendungen
auszustoßen.
Die Kassette 10 umfasst einen Körper 12, der als eine
Fluidbeinhaltungsvorrichtung dienen könnte, und ist typischerweise
aus einem starren Material hergestellt, wie z. B. einem technischen
Kunststoff. Spezifische Beispiele von Materialien, die bei der Herstellung
des Körpers
verwendet werden können,
umfassen: technische Kunststoffe, wie z. B. Flüssigkristallpolymer-Kunststoff
(LCP-Kunstoff; LCP = liquid crystal polymer), Polyphenylensulfid
(PPS), Polysulfon (PS) und Mischungen, sowie Nichtpolymermaterialien,
wie z. B. Keramiken, Glase, Silizium, Metalle und andere geeignete
Materialen. Eine Öffnungsschicht,
wie z. B. eine Öffnungsplatte 14,
ist an dem Körper 12 befestigt
und umfasst Öffnungen 16,
durch die Fluidtropfen durch ein beliebiges einer Anzahl von Tropfenausstoßsystemen
ausgestoßen
werden.
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2 stellt
eine mögliche Öffnungsplattenstruktur 14 dar,
die eine Senkung 18 aufweist, die jede Öffnung 16 umgibt.
Die Öffnungsplatte 14 könnte in
eine beliebige Fluidausstoßvorrichtung
eingebaut sein und ist nicht auf eine Verwendung in einer Druckkassette 10 eingeschränkt. Es
wird angemerkt, dass die 2 bis 4 und 8 lediglich
darstellende Diagramme sind und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu
gezeichnet sind. Die Öffnungsplatte könnte bei
diesem Beispiel aus Kapton® E hergestellt sein; die Öffnungsplatte 14 könnte jedoch
auch aus anderen Materialien hergestellt sein, wie z. B. Polyimid,
Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat, anderen Kapton®-Formulierungen,
flexiblem Material, UpilexTM oder einem
beliebigen anderen Substrat, das gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
behandelt werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Düsen durch
Ablatieren der Öffnungsplatte 14 von
einer inneren Oberfläche 22 (der
Oberfläche,
die am nächsten
an einer Fluidquelle ist) der Platte 14 mit einem Laser
oder einer anderen Einrichtung, um die Öffnungen 16 zu bilden,
gebildet. Die konische Form von zumindest einem Abschnitt der Öffnung bildet
eine Düsenposition 20 der Öffnung 16.
Eine Vertiefung wird dann um die Öffnung 16 herum auf
einer äußeren Oberfläche 24 der Platte 14 gebildet,
um die Senkung 18 zu erzeugen. Die Düsen 20, die Fluid
durch die Öffnungen 16 leiten,
sind allgemein als einen trichterförmigen Querschnitt aufweisend
gezeigt. Es wird jedoch angemerkt, dass die Düsen 20 eine beliebige
einer Vielzahl von Formen aufweisen können.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
umgibt zumindest eine Senkung 18 konzentrisch jede Öffnung 16 in
der Öffnungsplatte 14.
Die Senkung 18 beginnt bei einem Ausführungsbeispiel an der äußeren Oberfläche 24 derselben
und endet an einer Position innerhalb der Öffnungsplatte 14 zwischen
der äußeren Oberfläche 24 und
der inneren Oberfläche 22.
Die Senkung 18 umfasst eine Senkungsoberfläche 26 und
Seitenwände 28,
die die inneren Grenzen der Senkung 18 definieren. Die
Textur und/oder Zusammensetzung der Senkungsoberfläche 26 könnten eine
Fluidpfützenbildungswirkung
um die Öffnung 16 herum
beeinflussen. Der Querschnittsentwurf der Senkung 18 könnte viele
unterschiedliche Konfigurationen beinhalten, die ohne Einschränkung diejenigen
umfassen, die quadratisch, dreieckig, ovalförmig und kreisförmig sind,
jedoch nicht darauf beschränkt sind.
Die Senkung 18 umgibt die Öffnung 16, was Kanten
der Öffnung 16 vor
physischer Beschädigung und „Zerknittern" schützt, was
durch physischen Abrieb und äußere Kräfte bewirkt
wird. Ein Zerknittern der Öffnungsplatte 14 bewirkt,
dass sich erhöhte
stegartige Strukturen entlang der Umfangskanten der Öffnungen 16 bilden,
was wesentliche Veränderungen
an einer Tropfenbahn bewirkt.
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Diese
unerwünschten
Veränderungen
an der Öffnungsplattengeometrie
verhindern unter Umständen,
dass sich der Fluidtropfen in seiner beabsichtigten Richtung bewegt.
Wenn die Geometrie der Senkungsoberfläche 206 und/oder der Öffnungsplatte 14 nicht
optimiert ist, um bestimmte Eigenheiten des ausgestoßenen Fluids
unterzubringen, könnte
der Fluidtropfen unsachgemäß ausgestoßen werden
und an einen unerwünschten
Ort auf z. B. dem Druckmedienmaterial geliefert werden. Bei einem
Ausführungsbeispiel
schützt
ein Trennen der Öffnung 16 über die
Senkung 18 die Öffnung 16 vor
Beschädigung,
die durch den Durchgang von Wischern und anderen Strukturen über die äußere Oberfläche 24 der Öffnungsplatte 14 bewirkt
wird. Auf diese Weise könnten
Fluidbahnprobleme, die auf „Zerknittern" basieren, vermieden
werden.
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Die
innere Oberfläche
der Öffnungsplatte 14 liegt
gegenüber
dem Fluidvorrat frei. Das Fluid fließt an der inneren Oberfläche 22 vorbei
durch die Öffnung 16.
Es wird angemerkt, dass unterschiedliche Fluide mit unterschiedlichen
Eigenarten durch unterschiedliche Öffnungen 16 in der
gleichen Öffnungsplatte 14 fließen können. Vorzugsweise
sollte die innere Oberfläche 22 der Öffnungsplatte 14,
einschließlich
des konischen Düsenabschnitts 20,
den Fluidfluss von einem Vorrat durch die Öffnung 16 erleichtern.
Ein Teil des Fluids jedoch, das durch die Öffnung 16 ausgestoßen wird,
erreicht sein Ziel nicht (wie z. B. Papier oder ein anderes Druckmedium)
und sammelt sich stattdessen in der Senkung 18.
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Bei
der Thermotintenstrahldruckkassette 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
z. B. ist ein Tropfenausstoßsystem
(nicht gezeigt) jeder Öffnung 16 zugeordnet,
um selektiv Tintentropfen 30 durch die Öffnung 16 auf ein
Druckmedium, wie z. B. Papier, auszustoßen. Es könnte mehrere Öffnungen 16 geben,
die in einer einzelnen Öffnungsplatte 14 gebildet sind,
wobei jede Öffnung 16 ein
zugeordnetes Tropfenausstoßsystem
zum Liefern eines Tintentropfens bei Bedarf, wenn sich der Druckkopf über ein
Druckmedium bewegt, aufweist. Das Tropfenausstoßsystem könnte einen Dünnfilmwiderstand
(nicht gezeigt) umfassen, der intermittierend erwärmt wird,
um einen Teil von Fluid, wie z. B. Tinte, nahe einer benachbarten Öffnung 16 zu
verdampfen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
erzeugt die schnelle Ausdehnung des Fluiddampfs eine Blase, die
einen Tintentropfen 30 durch die Öffnung 16 treibt.
Nachdem die Blase zusammengefallen ist, wird die Tinte 30 durch
Kapillarkraft in die Düse 20 der Öffnungsplatte 14 gezogen. in
Teilvakuum oder „Gegendruck" wird in dem Stift beibehalten,
um zu verhindern, dass Tinte 30 aus der Öffnung 16 herausleckt,
wenn das Tropfenausstoßsystem
inaktiv ist. Bei einem Ausführungsbeispiel verhindert
der Gegendruck, dass Tinte 30 in Abwesenheit einer Ausstoßkraft vollständig durch
die Öffnung 16 gelangt.
Jedes Mal jedoch, wenn Tintentropfen 30 nicht gerade durch
die Öffnung 16 ausgestoßen werden,
befindet sich die Tinte 30 mit einem Meniskus 32 gerade
innerhalb der äußeren Kante
der Öffnung 16.
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Jedes
Mal, wenn ein Fluidtropfen 30 durch die Öffnung 16 ausgestoßen wird,
bewegt sich ein hinterer Abschnitt oder „Schwanz" an Fluid mit dem Tropfen. Eine kleine
Menge des Fluidschwanzes könnte
sich absetzen und auf der Senkungsoberfläche 26 sammeln. Restfluid,
das sich in der Senkung 18 sammelt, das durch die Oberflächentextur
der Senkungsoberfläche 26 beeinflusst
wird, könnte nachfolgend
ausgestoßene
Fluidtropfen berühren und
möglicherweise
die Bahn dieser Tropfen verändern.
Bei einer Tintenstrahldruckeranwendung reduziert dieses Phänomen die
Qualität
des gedruckten Bildes für
bestimmte Tinten, während
für andere
Tinten eine Druckqualität
verbessert wird.
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Ein
Verändern
der Oberflächentextur 26 der Senkung 18 verändert die
Benetzbarkeit der Senkung 18, was den Grad vorgibt, zu
dem sich Fluid in der Senkung 18 sammelt oder eine Pfütze bildet.
Die Benetzungseigenschaften einer Oberfläche 26 könnten „benetzend" und „nicht
benetzend" sein
und könnten
auch entlang eines Bereichs innerhalb und zwischen jeder Kategorie
variieren. „Benetzend" bedeutet, dass die
Oberflächenenergie
der Senkungsoberfläche 26 grö ßer ist
als diejenige des Fluids, das in Kontakt mit der Oberfläche steht,
während „nicht benetzend" bedeutet, dass die
Oberflächenenergie der
Senkungsoberfläche 26 kleiner
ist als diejenige des Fluids, das in Kontakt mit der Oberfläche ist.
Fluid neigt zu einer Tropfenbildung auf nicht benetzenden Oberflächen und
zu einer Verteilung über
benetzenden Oberflächen.
In Bezug auf eine Senkungsstruktur 18 mit einer benetzenden
Oberfläche 26,
die z. B. in 4 gezeigt ist, neigt Fluid dazu,
sich als eine Pfütze 40 im
Inneren der Senkung 18 zu sammeln. Im Gegensatz dazu ist
das in 3 gezeigte Beispiel darstellend für eine Senkung 18 mit
einer nicht benetzenden Oberfläche 26.
Die optimale Senkungsoberflächentextur,
sowie der Grad und die Erwünschtheit
einer Pfützenbildung
in der Senkung hängen
von der einen oder den mehreren Eigenarten des gerade durch die Öffnung 16 ausgestoßenen Fluids
ab. Bei einem Ausführungsbeispiel
sind die berücksichtigten
Fluideigenarten Oberflächenspannung,
Viskosität,
chemische Zusammensetzung und/oder chemische Reaktivität des Fluids.
Obwohl die Beispiele unten sich auf Oberflächenspannung konzentrieren,
treffen ähnliche
Betrachtungen in der Erfindung auch in Bezug auf die anderen Eigenheiten zu
und können
durch durchschnittliche Fachleute auf dem Gebiet aus der vorliegenden
Beschreibung bestimmt werden.
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Pfützenbildung
könnte
für Fluide
mit geringer Oberflächenspannung
wünschenswert
sein, wie z. B. Farbtinten, da Tropfen, die durch eine dünne einheitliche
Pfütze
in der Senkung 18 ausgestoßen werden, eine gerade Bahn
besitzen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
stellt die einheitliche Pfütze
sicher, dass es keinen Vorzugsbereich in der Pfütze 40 gibt, an dem sich
das Fluid anlagert und die Tropfenbahn in Richtung des Vorzugsbereichs
verändert.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Pfütze 40 in
der Senkung 18 aufgrund der geringen Oberflächenspannung
des Fluids relativ flach. So ist die Senkungsoberfläche 26 für Fluide
mit einer Oberflächespannung
unter einer „niedrigen" Oberflächenspannungsschwelle,
wie allgemein in der Technik gekenn zeichnet ist (z. B. Farbtinten),
bei einem Ausführungsbeispiel
rau, um eine Pfützenbildung
in der Senkung zu unterstützen (4).
Für Fluide
mit einer Oberflächenspannung über einer „hohen" Oberflächenspannungsschwelle jedoch,
wie allgemein in der Technik charakterisiert ist (z. B. schwarze
Tinte), ist eine Pfützenbildung
in der Senkung unerwünscht,
da das Fluid dazu neigt, eine Pfütze
mit einer nach außen
gekrümmten
Oberfläche
zu bilden, die die Fluidtropfenbahn negativ beeinflusst, wenn sich
Tropfen durch die Pfütze
bewegen. Fluide mit hoher Oberflächenspannung
z. B. können
eine Tropfenbahn verändern,
indem eine unerwünschte
Wechselwirkung zwischen dem gerade ausgestoßenen Tropfen (insbesondere
dem Endabschnitt jedes Tropfens oder seinem „Schweif") mit einer Pfütze in Senkung 18 bewirkt
wird. So sollte die Senkungsoberfläche 26 für Fluide
mit hoher Oberflächenspannung
bei einem Ausführungsbeispiel
glatt sein, um eine Pfützenbildung
in der Senkung 18 zu hemmen (3). Ein
Optimieren der Pfützenbildungseigenschaften
der Senkungsoberfläche 26 für Fluide
mit sowohl hoher als auch niedriger Oberflächenspannung kann gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Auswählen
einer geeigneten Laserfluenz und eines geeigneten Schusszählwerts
erzielt werden, um ein erwünschtes
Maß an
Rauheit oder Glattheit der Senkungsoberfläche 26 basierend auf
den Eigenheiten des Fluids zu erzielen. Kurz gesagt wird die Textur
der Senkungsoberfläche 26 bei
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung optimiert und basierend auf den Eigenarten des gerade
durch die Öffnung,
die durch die Senkung 18 umgeben ist, ausgestoßenen Fluids
gesteuert.
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Unter
Bezugnahme auf 5 ist eine Technik zum Erzielen
der gerade erwähnten
ausgewählten
Benetzungseigenschaften in Bezug auf eine bestimmte Fluideigenart
in Bezug auf z. B. eine Kapton®E-Öffnungsplatte 14 beschrieben.
Die äußere Oberfläche 24 von Öffnungsplatten,
die aus Kapton® E
oder anderen Polymeren gebildet sind, sind allgemein nicht benetzend
in Bezug auf bestimmte Tinten. Bei alternativen Ausführungsbeispielen
kann eine beliebige Anzahl von Tech niken zum Verändern der Oberflächentextur
der Senkungsoberfläche 26 in
der Öffnungsplatte 14 eingesetzt
werden, um eine erwünschte
Benetzungseigenschaft zu erhalten. Zwei mögliche Verfahren sind unten
detaillierter beschrieben.
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Ein
mögliches
Verfahren zum Steuern der Textur der Senkungsoberfläche
26 basierend
auf einer Fluideigenart ist über
Laserablation. Jedes bekannte Laserablationssystem und jeder -prozess kann
verwendet werden, um die Senkungsoberflächentextur zu steuern, wie
z. B. einen Excimer-Laser eines Typs, der aus den folgenden nicht
einschränkenden
Alternativen ausgewählt
ist: F
2, ArF, KrCl, KrF oder XeCl. Ein mögliches
Laserablationsverfahren dieses Typs ist z. B. in dem
U.S.-Patent Nr. 5,305,015 von Schantz
u. a. beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel definieren Masken
oder ein gemeinsames Maskensubstrat ablatierte Merkmale. Das in derartigen
Masken verwendete Maskierungsmaterial ist vorzugsweise bei der Laserwellenlänge stark
reflektierend, wie z. B. ein mehrschichtiges Dielektrikum oder ein
Metall, wie z. B. Aluminium. Unter Verwendung dieses bestimmten
Systems (gemeinsam mit bevorzugten Pulsenergien von mehr als etwa
100 Millijoule/cm
2 und Pulsdauern von weniger
als etwa 1 Mikrosekunde) kann die Senkungsoberflächentextur mit einem hohen
Maß an
Genauigkeit und Präzision gesteuert
werden. Ferner könnte
das Ausführungsbeispiel
andere Quellen ultravioletten Lichts mit im Wesentlichen der gleichen
optischen Wellenlänge und
Energiedichte wie Excimer-Laser verwenden, um den Ablationsprozess
zu erzielen. Bei einem Ausführungsbeispiel
liegt die Wellenlänge
einer derartigen Quelle ultravioletten Lichts in dem Bereich von 150
nm bis 400 nm, um in der zu ablatierenden Maske eine hohe Absorption
zu ermöglichen.
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Ein
Ablationssystem für
Polymeröffnungsplatten
basierend auf frequenz-multiplizierten Nd:YAG-Lasern sowie Excimer-Lasern kann ebenso in
der Erfindung verwendet werden. Ein Beispiel eines derartigen Systems
ist in. dem
U.S.-Patent Nr. 6,120,131 von
Murthy u. a. beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel ist über die
zu ablatierende Oberfläche
eine Haftmittelschicht gelegt, die mit einer Opferschicht beschichtet
ist. Die Opferschicht könnte
ein beliebiges Polymermaterial sein, das sowohl in Dünnschichten
beschichtbar als auch durch ein Lösungsmittel entfernbar ist,
das nicht mit der Haftmittelschicht oder der Oberfläche in Wechselwirkung
steht. Mögliche
Opferschichtmaterialien umfassen Polyvinylalkohol und Polyethylenoxid,
die beide wasserlöslich
sind. Der Laserablationsprozess selbst könnte mit einer Leistung von
etwa 100 Millijoule pro Quadratzentimeter bis etwa 5.000 Millijoule
pro Quadratzentimeter erzielt werden, und vorzugsweise etwa 1.500
Millijoule pro Quadratzentimeter. Während des Laserablationsprozesses
kann ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 150 Nanometern
bis etwa 400 Nanometern und noch bevorzugter etwa 248 Nanometern
in Pulsen angelegt werden, die von etwa einer Nanosekunde bis etwa
200 Nanosekunden dauern, und vorzugsweise etwa 20 Nanosekunden.
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Andere
Verfahren sind ebenso geeignet zum Steuern der Senkungsoberflächentextur,
einschließlich
herkömmlicher
Ultraviolettablationsprozesse (z. B. unter Verwendung von ultraviolettem
Licht in dem Bereich von etwa 150–400 nm), sowie standardmäßigem chemischen Ätzen, Stanzen,
Reaktivionenätzen,
Ionenstrahlfräsen,
mechanischem Bohren und ähnlichen
bekannten Prozessen.
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Insbesondere
ist ein Lasersystem 50, bei dem ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung implementiert sein könnte, allgemein in 5 gezeigt.
Das Lasersystem 50 umfasst einen Laser 52, der
konfiguriert ist, um Laserlicht 54 (z. B. Photonen) auf
die Senkungsoberfläche 26 der Öffnungsplatte 14 zu
richten, wobei ein Abschnitt derselben durch eine oder mehrere Masken
(nicht gezeigt) bedeckt sein könnte,
so dass nur ausgewählte
Abschnitte der Öffnungsplatte 14 (z.
B. der Bereich der Senkungsoberfläche 26) ablatiert
werden. Es wird angemerkt, dass jeder Laser, der in der Lage ist,
die Senkungsoberfläche 26 zu
ablatieren, verwendet werden könnte,
einschließlich
Gas-, Flüssig-
und Festkörperlasern,
sowie jeder beliebigen anderen Lichtquelle, die eine ausreichende
Fluenz bereitstellt, um das Material der Öffnungsplatte 14 in
einer kontrollierten Weise zu entfernen. Chemische Gaslaser, wie
z. B. Excimer-Laser,
können
verwendet werden, wenn das Öffnungsplattenmaterial
Strahlung in dem UV-Wellenlängenbereich
absorbieren kann. Durch Auswählen
einer Quelle, die die erwünschte
Wellenlänge
bereitstellt, können
auch andere Materialen behandelt werden, die mit längeren oder
kürzeren
Wellenlänge
ablatiert werden können.
Typischerweise arbeiten Excimer-Laser in dem UV-Bereich. Die optimalen
Laserparameter für
das Verfahren, einschließlich
Intensität,
Wiederholrate und Anzahl von Pulsen, hängen typischerweise von dem
Substratmaterial und der spezifischen Anordnung des Lasersystems ab,
wie es bei dem vorliegenden Beispiel beschrieben ist.
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Wie
in 5 dargestellt ist, kann der Laser 52 in
Richtung der Senkungsoberfläche 26 gerichtet sein,
wo das Laserlicht 54 auf die Oberfläche der Oberfläche 26 auftrifft.
Das Laserlicht 54, das aus dem Laser 52 emittiert
wird, kann durch einen Strahlstop 58 gerichtet werden,
der wirkt, um einen Teil des Laserlichts, das aus dem Laser 52 emittiert
wird, in Richtung der Senkungsoberfläche 26 zu richten.
Das Laserlicht 54 könnte
auch durch eine oder mehrere Linsen 60 gerichtet werden,
die Laserlicht 54 auf die Senkungsoberfläche 26 der Öffnungsplatte 14 fokussieren
können.
Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass es eine Anzahl anderer
Weisen zum Konditionieren des Laserlichts und Richten desselben
in Richtung der Senkungsoberfläche 26 als
das einfache oben beschriebene Verfahren gibt. Linsen, Masken, Spiegel,
Strahlstops, Dämpfer
und Polarisatoren z. B. sind typische Elemente, die zur Konditionierung
von Licht verwendet werden. Es ist außerdem nützlich, für die Befestigung und Positionierung des
Teils vor dem Strahl zu sorgen. Teile könnten flutbehandelt werden
oder könnten
unter Verwendung eines X-Y-Tischs über den Strahl bewegt werden oder
eine Drehspiegelvorrichtung kann zum Bewegen des Strahls über das
Teil verwendet werden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann die Fluenz des Lasers eingestellt werden, um eine Ablation der
Oberfläche 26 der
Senkung 18 zu bewirken. Fluenz, wie dies hierin verwendet
wird, bezieht sich auf die Anzahl von Photonen pro Flächeneinheit
pro Zeiteinheit. Ablation, wie dies hierin verwendet wird, bezieht
sich auf die Entfernung von Material durch die Wechselwirkung des
Lasers mit der Senkungsoberfläche 26.
Durch diese Wechselwirkung wird die Senkungsoberfläche 26 derart
aktiviert, dass die Oberflächenbindungen
aufgebrochen werden und Oberflächenmaterial
von der Senkungsoberfläche 26 weg verschoben
wird, wodurch die Oberflächentextur
der Senkungsoberfläche 26 verändert wird.
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Die
Fluenz des Lasers 52 wird typischerweise auf der Basis
der Eigenschaften des Senkungsmaterials, das ablatiert werden soll,
sowie der erwünschten
Senkungsoberflächentextur
eingestellt, was unten detaillierter erläutert werden wird. Bei einem
Ausführungsbeispiel
wird Laserlicht 54 auf Bereiche der Öffnungsplatte 14 gerichtet,
die die Laseroberflächenbehandlung
empfangen sollen (z. B. die Senkungsoberfläche 26), während Bereiche,
die keine Laseroberflächenbehandlung
erfordern, maskiert werden können
oder anderweitig nicht dem Laserlicht 54 ausgesetzt werden
können,
so dass diese unverändert
bleiben.
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Die
tatsächliche
Textur der Senkungsoberfläche 26,
die über
Laserablation erhalten wird, könnte von
der Anzahl von Pulsen, Pulsbreite, Pulsintensität, Frequenz, Dichte von Initiatoren
in dem Laser 52, dem Typ von Material in der Senkungsoberfläche 26 und/oder
dem Typ von Initiator, der verwendet wird, abhängen. Bei einem Ausführungsbeispiel
sollte die Fluenz typischerweise eine vorbestimmte Schwelle überschreiten,
bevor eine Ablation der Senkungsoberfläche 26 auftritt. Wenn
die Fluenz unter dieser Schwelle ist, gibt es wenig oder keine Ablation
und keine Entfernung des Senkungsoberflächenmaterials. Die Ablationsschwelle
hängt von
den Eigenschaften des gerade ablatierten Materials und der Lichtquelle
ab. Bei Laserablation werden kurze Pulse intensiven Laserlichts
in einer dünnen
Oberflächenschicht
aus einem Material innerhalb etwa einem Mikrometer oder weniger
der Senkungsoberfläche 26 absorbiert.
Bevorzugte Pulsenergien sind mehr als etwa 100 Millijoule pro Quadratzentimeter
und Pulsdauern sind kürzer
als etwa 1 Mikrosekunde.
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Die
Oberflächentextur
selbst kann durch einen „Kontaktwinkel"-Wert definiert und
quantifiziert werden, der der Schnittwinkel zwischen der Senkungsoberfläche 26 und
einem Fluidtropfen ist. Ein großer
Kontaktwinkel entspricht z. B. einer glatteren nicht benetzenden
Oberfläche,
während
ein kleiner Kontaktwinkel einer raueren benetzenden Oberfläche entspricht.
Bei einem Ausführungsbeispiel
entspricht ein Kontaktwinkel von 10 Grad oder weniger einer „stark
benetzbaren" Oberfläche, die
bewirkt, dass sich ein Fluid weit über der Oberfläche verteilt oder „ausnässt". Ein Kontaktwinkel
zwischen 10 und 90 Grad entspricht einer benetzenden Oberfläche. Ein
Kontaktwinkel von 90 Grad oder mehr entspricht einer nicht benetzenden
Oberfläche.
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Die 6A, 6B und 7 stellen
Beispiele von Beziehungen zwischen der Senkungsoberfläche 26 und
einem Fluidtropfen 60 und die resultierenden Kontaktwinkel
unterschiedlicher Oberflächentexturen
dar. Wie in 6A zu sehen ist, könnte eine
glatte behandelte Senkungsoberfläche 26 bewirken,
dass das Fluid 60 Tropfen bildet und in einer aufrechteren
Weise an dem Schnittpunkt zwischen dem Fluid 60 und der
Oberfläche 26 sitzt;
bei diesem Beispiel beträgt
der Schnittwinkel etwas weniger als 90 Grad. Wenn die Oberfläche unbehandelt
bleibt, wie in 6B gezeigt ist, könnte die
Oberflächentextur
der Senkungsoberfläche
dennoch glatt sein, die unbehandelte Oberfläche jedoch könnte eine
Adsorptionsschicht oder oxidierte Oberfläche 62 aufweisen, die
z. B. durch die chemische Zusammensetzung eines Polymerabschlusses
oder durch chemische/physische Adsorption der sauerstoffhaltigen chemischen
Substanzen an der Oberfläche 26 bewirkt
wird. Die Adsorptionsschicht oder oxidierte Oberfläche 62 bewirkt,
dass das Fluid 60 einen kleineren Kontaktwinkel aufweist
als die in 6A gezeigte behandelte Oberfläche. Wie
in 6A zu sehen ist, entfernt ein Behandeln der Senkungsoberfläche 26 die
Adsorptionsschicht oder oxidierte Oberfläche 62, was die Wechselwirkung
zwischen der Senkungsoberfläche 26 und
dem Fluid 60 verändert.
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Das
in 7 gezeigte Beispiel jedoch zeigt, dass eine rauere
Senkungsoberfläche 26 eine
Verteilung des Fluidtropfens 60 unterstützt, was einen kleineren Winkel
an dem Schnittwinkel zwischen der Oberfläche 26 und dem Fluid 60 erzeugt.
Diese verteilende Wirkung und der entsprechende kleine Kontaktwinkel
zeigen an, dass das Fluid 60 wahrscheinlicher an der Oberfläche 26 haftet
oder die Oberfläche „benetzt", und keinen Tropfen
bildet. Als ein Ergebnis würde
eine glattere Senkungsoberfläche
als eine „nicht
benetzende" Oberfläche betrachtet
werden, während
eine rauere Senkungsoberfläche
als eine „benetzende" Oberfläche betrachtet
würde.
Als ein Ergebnis würde
eine glattere Senkungsoberfläche
(wie z. B. in 6 gezeigt) als eine „nicht
benetzende" Oberfläche betrachtet
werden, während
eine rauere Senkungsoberfläche
(wie z. B. in 7 gezeigt ist) als eine benetzende
Oberfläche
betrachtet werden würde.
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Es
wird angemerkt, dass Laserablation der Senkungsoberfläche 26 Oberflächenteilchen
erzeugen könnte,
die eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung aufweisen als
die ablatierte Oberfläche
der ursprünglichen
nicht ablatierten Oberfläche. Eine
Laserbehandlung mit großer
Fluenz z. B. könnte kohlenstoffreiche
Teilchen auf der Oberfläche 26 hinterlassen.
Diese Teilchen könnten
die Benetzbarkeitseigenschaften der Senkungsoberfläche 26 verändern. Abhängig von
den erwünschten
Benetzbarkeitseigenschaften und der spezifischen Anwendung könnten die
Teilchen auf der Senkungsoberfläche 26 verbleiben
oder durch bekannte Mittel entfernt werden.
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8 stellt
ein Beispiel der Wirkungen eines Laserablations-Schusszählwerts
auf eine Senkungsoberflächentextur
bei einem Ausführungsbeispiel dar,
während 9 eine
Beziehung zwischen einem Kontaktwinkel der Senkungsoberfläche 26 in
einer Kapton®E-Öffnungsplatte 14 und
dem Ablations-Schusszählwert bei
einem Ausführungsbeispiel darstellt.
Wie in der Technik bekannt ist, entspricht der Schusszählwert des
Lasers der Laserfluenz. Ein Variieren der Fluenz beinhaltet ein
Variieren des Schusszählwerts
und verändert,
wie oben erläutert wurde,
die letztendliche Oberflächentextur
und Benetzbarkeit der Senkungsoberfläche 26. Ein Verändern der
Laserablationsfluenz, der tatsächliche
Fokus des Lasers und die Anzahl von Pulsen pro Zeiteinheit können alle
die über
Laserablation erzeugte resultierende Oberflächentextur variieren. Bei einem Ausführungsbeispiel
entspricht ein niedrigerer Schlusszählwert einer höheren Fluenz,
da jeder einzelne Schuss auf einer höheren Energieebene ist, während ein
größerer Schusszählwert einer
niedrigeren Fluenz entspricht, da jeder einzelne Schuss auf einer
niedrigeren Energieebene ist, obwohl in einer bestimmten Zeiteinheit
mehr Schüsse
vorliegen.
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Bei
dem in 8 gezeigten Beispiel könnten niedrige Schusszählwerte
für eine
KrF-Laseroberflächenbehandlung
dazu führen,
dass eine Senkungsoberfläche 26 eine
große
Rauheit besitzt (und deshalb große Benetzbarkeit). Umgekehrt
könnten
hohe Schusszählwerte
zu einer glatteren Senkungsoberfläche 26 mit geringerer
Benetzbarkeit führen.
Es wird angemerkt, dass bei diesem Beispiel eine Ablation beliebiger
Art den Kontaktwinkel der Senkungsoberfläche unabhängig von dem Schusszählwert erhöht; die
Gesamtzahl von Schusszählwerten
jedoch beeinflusst stark den resultierenden Kontaktwinkel und so
die Benetzbarkeit der Senkung.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird die Senkungstiefe zwischen unterschiedlichen Senkungen unabhängig von
der Oberflächentextur
konsistent gehalten. Um dies zu erzielen, reduziert ein Ausführungsbeispiel
die Laserenergieeinstellung und erhöht eine Dämpfung, wenn der Schusszählwert erhöht wird;
umgekehrt kann das Ausführungsbeispiel
auch die Laserenergieeinstellung erhöhen und eine Dämpfung senken,
wenn der Schusszählwert
abnimmt.
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9 stellt
ein Beispiel einer Wirkung einer KrF-Laseroberflächenbehandlung auf die Benetzbarkeit
einer Kapton®E-Oberfläche dar.
Bei diesem Beispiel wird die Senkungstiefe unabhängig von dem spezifischen Schusszählwert durch
Einstellen der Ablationsfluenz für
jede Senkung bei 1,1 μm
gehalten. Wie in dem Beispiel aus 9 gezeigt
ist, beträgt
der Kontaktwinkel für
entionisiertes Wasser etwa 30 bis 40 Grad, bevor die Senkungsoberfläche ablatiert
wird. Nach der Ablation jedoch erhöht sich der Kontaktwinkel abhängig von
dem spezifischen Schusszählwert
um variierende Ausmaße
und so um eine variierende Benetzbarkeit. Ein wesentliches Variieren
des Schlusszählwerts
verändert
den Kontaktwinkel. Der Kontaktwinkel für die Senkungsoberfläche nach
fünf Schüssen z.
B. beträgt
zwischen 45 und 50 Grad, zehn Schüsse jedoch erhöhen den Kontaktwinkel
auf 55 Grad, was eine wesentlich weniger benetzbare Oberfläche anzeigt.
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Ein
Verändern
des Fokus des Lasers könnte außerdem die
Senkungsoberflächentextur
beeinflussen. Bei einem Ausführungsbeispiel
verändern
Veränderungen
an dem Fokus des Lasers den Kontaktwinkel der Senkungsoberfläche.
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Die
spezifischen Fluenzwerte zum Erhalten einer optimalen Senkungsoberflächentextur
basierend auf einer bestimmten Fluideigenschaft können durch
grundlegendes Experimentieren erhalten werden. Aufgrund der vielen
möglichen
Oberflächenspannungseigenschaften
unterschiedlicher Fluide können
spezifische optimale Werte für
den Schusszählwert
und eine Fluenz und deren resultierende Oberflächentexturen für jedes
einzelne Fluid unterschiedlich sein. Die optimalen Werte für jedes
Fluid können über Experimentieren
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhalten werden und liegen innerhalb der Fähigkeiten durchschnittlicher Fachleute
auf diesem Gebiet.
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10 stellt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Senkungsoberflächentextur über einen Ätzprozess
und nicht über
Laserablation gesteuert. Das Ätzen
kann über
einen beliebigen bekannten Prozess ausgeführt werden, wie z. B. den Prozess, der
in dem
U.S.-Patent Nr. 5,595,785 beschrieben
ist, dessen Offenbarung hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme
aufgenommen ist. Die äußere Oberfläche
24 der
Senkung
18, die die Öffnung
14 umgibt,
ist durch eine Photoresistschicht
80 bedeckt, die durch
bekannte Mittel aufgebracht ist. Die Photoresistschicht
80 legt
die Senkungsoberfläche
26 frei und
schützt
die bedeckte äußere Oberfläche
26 vor dem
Plasmaätzprozess.
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Wenn
das frei liegende Photoresistmaterial die Bereiche bedeckt, die
die Senkung 18 umgeben, kann die Senkungsoberfläche 26 geätzt werden
(z. B. über
Plasmaätzen
oder Reaktivionenätzen),
um die Senkungsoberflächentextur
zu steuern. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Öffnungsplatte,
wobei Photoresistmaterial 80 die äußeren Oberflächenabschnitte 24 bedeckt,
in einer Vakuumkammer einer herkömmlichen
Plasmaätz-
oder Reaktivionenätzvorrichtung
platziert. Die Öffnungsplatte 14 wird
Sauerstoff ausgesetzt, der vorzugsweise in einem Druckbereich zwischen
50 und 500 Millitorr und noch bevorzugter mit 200 Millitorr angelegt
wird. Die Leistung, die an Elektroden der Ätzvorrichtung angelegt wird,
ist vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 500 Watt und noch bevorzugter
100 Watt. Die Öffnungsplatte 14 wird
dem Plasma etwa 5 Minuten lang ausgesetzt.
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Es
ist zu erkennen, dass beliebige einer Anzahl von Kombinationen von
Parametern (Druck, Leistung und Zeit) des Plasmaätzvorgangs verwendet werden
können,
um die frei liegende Senkungsoberfläche 26 zu ätzen. Es
wird deshalb bei einem Ausführungsbeispiel
in Betracht gezogen, dass eine beliebige Kombination der Parameter
ausreicht, solange die frei liegenden Oberflächenabschnitte (d. h. die Abschnitte,
die nicht mit einer Schicht aus Photoresistmaterial bedeckt sind)
geätzt
werden können, um
eine Senkungsoberflächentextur
zu erzeugen, die für
eine gegebene Fluideigenart optimiert ist, wie z. B. Oberflächenspannung,
wie oben erläutert
wurde.
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Es
wird angemerkt, dass ein Laserablationsprozess gegenüber einem
Maskierungsprozess, wie z. B. photolithographischen/Photoresistprozess,
bevorzugt werden könnte,
um eine hydrophobe/hydrophile Dünnschicht
zu bilden, da bei einem Ausführungsbeispiel
der Laserablationsprozess genauer ist und präzise optimale Oberflächentexturen
in der Senkungsoberfläche 26 erzeugen
kann, ohne Oberflächen
außerhalb
der Senkung 18 zu beeinflussen. Ferner kann der Laserablationsprozess
auf Oberflächen
unter der Hauptoberfläche
einer Vorrichtung angewendet werden, was ein Vorteil ist, der über Maskierungsprozesse
schwieriger zu erzielen ist. Der oben beschriebene Laserablationsprozess
erzeugt mittels seiner Schwellenphänomene und einer Verwendung
vorpolymerisierter Materialien stark vorhersehbare Muster abhängig von
der einfallenden Energie pro Flächeneinheit
(Fluenz) und schafft eine größere Kontrolle über die
Senkungsoberflächentextur, während sichergestellt
wird, dass die Fläche,
die die Senkung umgibt, durch den Ablationsprozess nicht beeinflusst
wird.
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Obwohl
sich die obigen Ausführungsbeispiele
auf ein Steuern einer Senkungsoberflächentextur konzentrieren, kann
die Erfindung auf andere Abschnitte der Öffnungsschicht angewendet werden, wie
z. B. eine obere Oberfläche
oder eine innere Senkungsoberfläche.
Außerdem
kann die Erfindung auf ein beliebiges Objekt angewendet werden,
bei dem eine Kontrolle über
eine Oberflächenbenetzungseigenschaft
er wünscht
ist, und ist nicht auf Öffnungsschichten
eingeschränkt.
Andere mögliche
Anwendungen, bei denen genaue Oberflächenbehandlungen erwünscht sind,
umfassen Anwendungen, die biologisch aktive Materialien, wie z.
B. Proteine oder Enzyme, lokalisieren, chemische Kraftmikroskopie, Metallisierung
organischer Materialien, Korrosionsschutz, Molekularkristallwachsen,
Ausrichtung von Flüssigkristallen,
pH-Erfassungsvorrichtungen, elektrisch leitende Molekulardrähte und
Photoresiste. Ferner ist die Erfindung, obwohl die Beschreibung oben
sich auf die Eigenschaften von Tinte konzentriert, in Bezug auf
andere Fluide anwendbar, wie z. B. ein Silankopplungsmittel (z.
B. Hexandiamino-Methyldiethoxysilan),
eine selbst aufbauende Monoschicht (z. B. ein Alkylsiloxan), einen
Vorläufer
für einen
organischen Halbleiter (z. B. Poly(3,4-Ethylendioxythiopen), dotiert
mit Polystyrensulfonsäure),
eine biologisch aktive Flüssigkeit
oder ein bestimmtes anderes Fluid, dessen Verhalten durch die Eigenschaften
der Oberfläche
beeinflusst werden kann.
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Als
ein Ergebnis kann die Erfindung eine oder mehrere Senkungsoberflächeneigenschaften basierend
auf einer Fluideigenart spezifisch anpassen, um eine Tropfenrichtwirkung
zu optimieren. In einem Tintenstrahldruckkopf z. B. kann, wenn eine Öffnung in
dem Druckkopf schwarze Tinte ausstößt, die eine relativ hohe Oberflächenspannung
aufweist, eine glatte Oberfläche
auf der Senkung erzeugt werden, so dass die Oberfläche der
Bildung einer Tintenpfütze
mit einem großen
Kontaktwinkel widersteht. Umgekehrt kann, wenn eine Öffnung in
dem Druckkopf Farbtinte ausstößt, die
eine relativ niedrige Oberflächenspannung
aufweist, die Senkungsoberfläche
mit einer rauen Oberfläche
gebildet sein, die sich mit einer Tintenpfütze mit kleinem Kontaktwinkel füllen kann.
Ferner kann die Erfindung noch weiter verbesserte Senkungsoberflächeneigenschaften
basierend auf den Eigenheiten jedes einzelnen Fluids, das durch
jede einzelne Öffnung
ausgestoßen
wird, in der gleichen Vorrichtungstintenfarbe bereitstellen. Zum
Beispiel können
innerhalb von Farbtintensätzen leichte
Unterschiede bei den Benetzungsraten von Tinten unterschiedlicher
Farben entsprechende leichte Unterschiede in der Benetzbarkeit der
Senkungsoberfläche
für jede
entsprechende Tintenfarbe, die durch den Druckkopf ausgestoßen wird,
gewährleisten.
Zur Unterbringung der Eigenarten unterschiedlicher Tinten, die durch
unterschiedliche Öffnungen
in der gleichen Öffnungsplatte
ausgestoßen werden,
kann jede Öffnung
eine unterschiedliche Oberflächentextur
aufweisen, die den Eigenschaften der spezifischen gerade durch jede Öffnung ausgestoßenen Tinte
entspricht.
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Durch
ein Variieren der Senkungsoberfläche zur
Unterbringung unterschiedlicher Fluideigenheiten minimiert die Erfindung
Tropfenbahnfehler, wenn Tintentropfen die Öffnung verlassen. Bei einem
Ausführungsbeispiel
können,
wenn ein Laserprozess zur Modifizierung der Senkungsoberfläche verwendet wird,
unterschiedliche Oberflächentexturen
mit unterschiedlichen Benetzbarkeiten einfach durch Abstimmen des
Laserprozesses erhalten werden. Als ein Ergebnis kann ein spezifisches
Anpassen der Benetzbarkeit jeder Senkung basierend auf den spezifischen
Eigenarten des durch die Öffnung,
die durch die Senkung umgeben ist, auszustoßenden Fluids eine Tropfenrichtwirkung
für jedes
einzelne Fluid optimieren. Es wird angemerkt, dass, obwohl sich
die obige Beschreibung hauptsächlich
auf Laserablations- und Ätztechniken
zum spezifischen Anpassen der Senkungsoberflächentextur basierend auf variierenden
Fluideigenarten konzentriert, andere Verfahren (z. B. mechanisches
Abtragen, Sandstrahlen, Ionenstrahlfräsen und Formen oder Gießen auf
einer photodefinierten Struktur usw.) verwendet werden können, ohne
von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
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Es
wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung oben teilweise in
Bezug auf Tintenstrahltechnologie beschrieben wurde. Der Ausdruck „Tintenstrahldruckkopf", wie er in dieser
Beschreibung verwendet wird, soll breit aufgefasst werden, um ohne Einschränkung jeden
beliebigen Typ von Druckkopf zu umfassen, der flüssige Tinte zu einem Druckmedienmaterial
liefert. Diesbezüglich
soll die Erfindung auf keine bestimmten Tintenstrahldruckkopfentwürfe eingeschränkt sein,
wobei viele unterschiedliche Strukturen und interne Komponentenanordnungen möglich sind. Ähnlich soll
die Erfindung auf keine bestimmten Druckkopfstrukturen, Nicht-Tintenstrahlfluidtechnologien
oder Fluidausstoßertypen
eingeschränkt
sein, es sei denn, es ist hierin anderweitig angegeben und ist voraussichtlich
zutreffend.
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Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehenden bevorzugten
und alternativen Ausführungsbeispiele
besonders gezeigt und beschrieben wurde, ist für Fachleute auf dem Gebiet
zu erkennen, dass verschiedene Alternativen zu den hierin beschriebenen
Ausführungsbeispielen der
Erfindung bei einer Praktizierung der Erfindung eingesetzt werden
können,
ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert
ist, abzuweichen. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche den
Schutzbereich der Erfindung definieren.