TW526139B - Fully integrated thermal inkjet printhead having multiple ink feed holes per nozzle - Google Patents

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526139 A7 B7 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（ 本案係為Colin Davis等人於1998·3·2申請之第 09/033504號“具有積體散熱片的流體喷射列印頭”美國 專利申凊案之部份後續申請案；Timothy weber等人於 1999.5.19申請之第09/3 14551號“固態喷墨列印頭及製造 方法”美國專利申請案之部份後續申請案，而其係為 1996.2.7申請之第08/597746號美國專利申請案的後續申請 案，及Chien-Hua Chen、Naoto kamamura等人於 1998.3.2 所申請之直接形成-圖像的聚合物喷流孔，，美國專利申請 案第09/033987號的部份後續申請案。該等申請案乃已被 讓渡給本受讓人，併此附送提供參酌。 本發明係有關於噴墨列㈣，尤其是有關力一種喷墨 列印機的單片列印頭。 噴墨列印機典型具有一列印頭固設在一架上，其會前 後掃描橫越一送經該列印機的紙頁寬度。由一被附設在該 架上或在該架外之-油墨貯槽所送出的油墨，將會被饋入 該列印頭上的油墨喷射室中。每一油墨噴射室含有一油墨 噴射元件，諸如一加熱電阻器或壓電元件，其乃可 = 較址，諸如-加熱電阻器或壓電元件，其乃可被獨立地 定址。激發一油墨喷射元件會使一墨滴由一噴嘴噴出，而 在一媒體上形成一小點。所造成之黑 、風之墨點的圖紋會形成一圖 像或文字。 當點解析度（每吁點數）隨著激發的頻率增加時，該等 激發元件會產生更多的熱。此等熱須要被消散。敎量俾由 要被發射的油墨及該列印職片，共同將該等油墨喷射元 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格⑵Q x 297公爱_ ^--------^--------- (請先閱讀臂面之注意事項再填寫本頁) 4 發明說明（2 ) 件之熱吸收而消散。該基片甚至可被流至該列印頭之供應 油墨所冷却。 有關一特殊形式的列印頭與喷墨列印機之其它的資訊 ，乃可見於Steven Steinfield等人名稱為“在一高解析度 之喷墨列印機的寬幅噴嘴陣列之穩定的基片結構，，之^ 5648806號美國專利案’其已讓渡給本受讓人，併此附送 提供參酌。 曰由於列印：^解析度與列印速度需提高以㈤足消費市 場之需求’故有須要新的列印頭製造技術及結構。因此， 乃須要一種改良的列印頭其至少具有以下特性：在高操作 頻率下能由該等油墨噴射元件充分地吸熱；以最小的逆吹 來提供油墨喷射室足夠的再裝填速度；儘量減少鄰近的油 墨噴射室之間的串音；可容忍在油墨中的微粒；提供—輕 南的列印解析度；能精確地校準噴嘴及油墨喷射室提^ 一精確而可制的墨滴軌跡；製造㈣容_ 1 可靠的。 及 於此所述係為使用積體電路技術製成的單片列印頭。 包括-電阻層之薄膜層等乃被設在_石夕基片的頂面。令各 層會㈣刻以提供導路於該等加熱電阻元件。 : = 等電阻元件。一選擇的導熱層在該等加熱 而可由該等加熱電阻器及吸熱，並將熱傳導 至該石夕基片與油墨的組合體。 至乂有ϋ墨孔貫穿該等薄膜層而對應於各累^ 射室。在一實施例中，咳箄 /丄、貝 4饋墨孔係多於油墨噴射室，因 526139 A7 B7 五、發明説明（ 此每一油墨噴射室具有_個以上的饋墨孔。假使有一饋墨 孔被一微粒阻塞’則另一饋墨孔仍可充分地再裝填該腔室 0 有一溝槽被姓刻於該基片的底面，因此油墨可流入該 溝槽中，而經由設在該等薄膜層中的饋墨孔流入各油墨喷 射室内。 有一孔層被設在該等薄膜層的頂面，以形成噴嘴及油 墨喷射室。在一實施，中，有一可以透光的材料乃被用來 製造該孔層。 ·- 各種不同的薄膜結構可被作為各種不同的饋墨裝置及 孑L層。 所製成之完全積體的熱噴墨列印頭乃可被製成非常精 確的谷差’因為整體結構係、為單片式的，而能滿足下一代 列印頭的須求。 圖式之簡單說明 第1圖係為一列印£實施例的立體圖，其可設有本案 所述之任一列印頭。 、 ---------衣--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 第2圖係為本發明一列印頭實施例之部份立 體截剖圖 第3圖為第2圖之列印頭外部的立體圖。 第4圖為沿第2圖之4-4線的剖視圖。 第）圖為第2圖之列印頭的頂視圖而具有一 透明的孔層 第6圖為一可擇實施例之列印頭的部份頂視 圖0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（η〇Χ297公慶 6 發明說明（4 ) 第7圖為沿第6圖之'7線的立體截剖圖。 第8圖為沿第7圖之8 - 8線的剖視圖。 第9圖為一頂視圖不出第8圖之列印頭實施例中單一油 墨噴射室的更詳細構造。 第〜10F圖係為第8圖之列印頭在製造程序各階段 時的剖視圖。 川圖係為—第二可擇實施例之列印頭的剖視圖。 弟12圖係'為一習用噴墨列印機的立體圖，'本發明之列 印頭乃可設於其令以列印在一媒體上。 第1圖為—種噴墨列印㈣之立體圖，其可配設本發 明之列印頭構件。第1圖的列印匡10係為含有大量油墨於 其本體12㈣形式，但純可用❹i特亦可為由外部油 墨供應器接收油墨的形式，該供應器可固設在該列印頭上 或經由一管連接該列印頭。 该油墨會破饋送至一列g 列印頭14將被於後 坪況明:其會將油墨導人油墨喷射室，該各室中含有一 ^墨贺射7L件。電信號會被提供至接點16等，以個 發該等油墨噴射元件，而經由—對應的噴嘴18來喷出一滴 油墨。傳統的列印E之構造與操作乃十分泛知。 久4=關於一列印㈣列印頭部份，或-種可永 印機中的列印頭，而與對該列印頭提供油墨的 油墨輸送糸統益干。太恭 列印機無干/‘、干本㈣亦與該列印頭所要裝人的特定 第2圖係沿第1圖之2_2線所採的列印頭之部份剖視圖 526139 A7

五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。雖然一列印頭可能具有300•個或更多的噴嘴，並設有油 墨喷射至，但要瞭解本發明則僅須詳細說明一單獨的油墨 噴射室。專業人士可瞭解，有許多列印頭係被設在單一矽 晶圓上’嗣再使用習知技術其互相分開。 在第2圖中，其上設有各種薄膜層22的矽基片2〇,將 詳細說明於後。該等薄膜層22包括一可形成電阻器24的電 阻層。其它的薄膜層則具有不同的功能，例如提供與基片 20的電絕緣，楫供一由該加熱電阻元件至基片2〇的導熱路 從，及對該電阻元件提供電的導體等。有一電導體25乃被 示出導接於一電阻器24的一端。而有一類似的導體會導接 於該電阻器24的另端。在一實施例中，於一腔室内的電阻 器與導體等會被其上之各層所覆蓋。 饋墨孔26等係被設成完全貫穿該等薄膜層22。 有一孔層28覆設在該薄膜層22上，並被蝕刻形成油墨 噴射室30，每一電阻器24對應一腔室。有一管道32亦被設 在該孔層28中，以對一排油墨噴射室3〇提供一共用的油墨 通道。該管道32的内緣係以虛線33表示。噴嘴34等乃可使 用一罩體及習知的光蝕刻技術，以雷射磨削來製成。 該矽基片20會被蝕刻而形成一溝槽36，並沿整排饋墨 孔26的長度延伸，因此來自一油墨貯槽的油墨38乃可進入 該等饋墨孔26，而將油墨饋入該等油墨噴射室3〇中。 在一實施例中，各列印頭係約為半吋長而包含兩排岔 開的噴嘴等，其各排則包含15〇個喷嘴而使每一列印頭總 共有300個喷嘴。因此談列印頭沿著該排噴嘴的方向，能 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝---------訂---------線 - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526139 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 別 五、發明説明（6 以單次通過每吋600點（600dpi)的解析度來列印，或在多 人通過以更同的解析度來列印。較高的解析度亦可沿著該 列印頭的掃描方向來印出。12⑻或更高dpi的解析度亦可 使用本發明來獲得。 在操作時’有一電信號會被提供至加熱電阻器24，其 會瘵發一部份的油墨，而在一油墨噴射室3〇内形成一氣泡 。該氣泡會驅使-墨滴穿過-對應的噴嘴34而噴在一媒體 上。嗣該油墨噴射室:會被毛細作用再填滿。 第3圖係為第2圖之列印頭外部的立體圖，示出溝槽％ 與饋墨孔26等。在第3圖的特定實施例中，有一單獨的溝 槽36對兩排饋墨孔26提供通路。 在貝施例中，各種墨孔26的尺寸係小於一喷嘴34的 尺寸因此在油墨中的微粒將可被該饋墨孔26所過濾，而 不會阻基贺嘴34。饋墨孔26的阻塞乃對一腔室3〇的再填滿 速度成乎沒有影響，因為各腔室3〇有多數個饋墨孔26在供 應油墨。於一實施例中，饋墨孔26係比油墨噴射室30更多 第4圖係沿第2圖之4-4線的剖視圖。第4圖示出該個 的薄膜層。在第4圖的特定實施例中，所示之矽基片2〇部 伤ίτ、約為1 〇微米厚。此部份係可作為橋段。該矽塊則約有 675微米厚。 一％氧化物層40具有1.2微米厚，乃使用習知技術被 a又在矽基片2〇上。一磷矽酸鹽玻璃（psG)層u具有〇.5微米 尽度’則再覆設於該氧化層40上。 (210X297公釐） . 批衣 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 526139 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明説明（ 一硼PSG或硼TEOS(BTEOS)層乃可被用來取代該層42 ’並以類似於蝕刻該層42的方式來蝕刻。 有一例如鈕化鋁（TaAl)的電阻層，具有〇· 1微米厚度 ’乃被設在該PSG層42上。其它習知的電阻層亦可使用。 該電阻層當蝕刻後會形成電阻器24。該PSG與氧化層42與 4〇等’會在該等電阻器24與基片20之間提供電絕緣，在蝕 刻基片20時提供一蝕刻止擋，並為懸伸部份45提供機械支 撐。該PSG與氧化層亦可隔離用來耦接對電阻器24之激發 4吕號的電晶體（未示出）之聚石夕閘極。 因為很難十分精確地對齊背面罩體（供製造溝槽36)與 饋墨孔26等。因此’其製造方法乃被設計成提供一可變的 懸伸部份45，俾免有使基片20妨礙饋墨孔26的危險。 未示於第4圖，但有示於苐2圖中，即有一被形.成圖案 的金屬層，諸如一鋁銅合金，乃疊覆該電阻層以對該等電 阻器提供電連接。轨路乃被蝕刻於AlCu及TaAl中以界定 一第一電阻器尺寸（例如寬度）。一第二電阻器尺寸（例如 長度）係藉蝕刻該AlCu層而使一電阻部份被AlCu執路連接 於兩端而來界定。此製造電阻器與電導體的技術在該領域 係已泛知。 在該等電阻器24與AlCu金屬層上乃設有一氮化石夕 (SisN4)層46 ’其厚度為〇·5微米。此層會提供絕緣與銳化 。在該氮化物層46未被澱積之前’該psG層42會被蝕刻而 由饋墨孔26處將該PSG層42拉回，俾使其不會接觸油墨。 此乃是很重要的，因為該PSG層42會受損於某些油墨及用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 526139

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以袋造溝槽3 6的飯刻劑。 將一膜層蝕刻拉回以保護其免接觸油墨，乃亦可使用 於在列印頭中的聚矽層與金屬層。 在該氮化物層46上乃設有一碳化矽層48(SiC)，其厚 度為〇·25微米，以提供更多的絕緣或鈍化，該氮化物層46 與碳化物層48乃可保護PSG層42免於接觸油墨與蝕刻劑。 其它的介電層亦可被用來取代該氮化物與碳化物。 該碳化物層48巧氮化物層46會被蝕刻來曝光部份的 AlCu執路，以供接觸於後續製成的地線（在第4圖之外）。 該碳化物層48上乃形成一鈕（Ta)的黏著層5〇，厚度為 〇·6微米。该鈕層之功效亦形如在該電阻元件上的氣泡空 腔阻擋層。此層5G會穿過在氮化物^/碳化物層中的開孔而 接觸該AlCu導電軌路。 金（未示出）會被澱積於該鈕層5〇上，並被蝕刻製成地 線而私連接於某些AlCu執路。該等導體亦可為習用者。 該等AlCu與金的導體可被耦接於設在基片表面上的 電晶體。該等電晶體乃被揭露於前述之第56488〇6號美國 專利案。該等導體可終結於沿著基片2G邊緣佈設的電極。 一可撓電路（未示出）具有導體連接於該基片2〇的電極 ，而終結於接點16(第1圖）以電連接於該列印機。 該等饋墨孔26係藉蝕刻貫穿該等薄膜層而形成。在一 實施例中，乃使用單-的饋墨孔罩體。在另_實施例中， 當製造不同的薄膜層時，乃使用數個罩蔽及蝕刻的步驟。 嗣该孔層28會被澱積形成，然後蝕刻該溝槽％。於另 I---------^------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一實施例中，該溝槽的蝕刻係在製造該孔層之前來進行。 該孔層28可由一稱為SU8的旋塗之環氧樹脂所製成。在一 實施例中，該孔層係約為2〇微米。 假若須要使由基板20對油墨的導熱更佳，則可澱積一 背面金屬。 第5圖係為第2圖之構造的頂視圖。該等元件的尺寸乃 可如下：饋墨孔26為1〇微米X 20微米；噴嘴34的直徑為16 微米；加熱電阻器24〕為15微米X15微米；管道32之寬度約 為20微米。該等尺寸將視所使用的油墨，操作溫度，列印 速度’要求解析度，及其它因素等而變化。 第6圖係為一可擇實施例之列印頭的部份頂視圖。在 此列印頭中，乃未設有油墨管道。饋送至各油墨喷射室的 /由墨係由兩個專用的鎖墨孔來提供。該列印頭之其它視圖 /一、；第7 8 9圖中。在該所示實施例中，饋墨孔數為 加熱電阻H的兩倍。在另_實施例中，各腔室係有一個或 更多專用的饋墨孔。 於第ό圖中，一油饋噴射室6〇的廓線係與一加熱電阻 器62，一噴嘴64(以虛線示出噴嘴較小的直徑），及饋墨孔 66與67等一起示出。饋墨孔66與67係被設計成小於喷嘴64 俾此在微粒到達腔室6〇前將之濾除。若有一微粒阻塞一 饋墨孔，則另一饋墨孔的尺寸亦能以接近的操作頻率再填 滿該腔室60。 在第7圖中，一矽基片70上設有多數的薄膜層72(相同 於第8圖者），包括一電阻層與一 AiCu層乃被蝕刻以形成該 I ^ 衣IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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等加熱電阻器62。AlCu導體63乃被示出導接於電阻器以 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 饋墨孔67乃被設成貫穿該等薄膜層72，而延伸至該矽 基片70的表面。一孔層74嗣被設在該薄膜層”上，而形成 油墨噴射室60與噴嘴64等。該矽基片7〇會被蝕刻以形成一 溝槽76延伸整排油墨噴射室的長度。該溝槽％亦可在該孔 層之前被製成。來自一油墨貯槽的油墨78會流進溝槽％， 通過饋孔67，而進入腔室60中。 第8圖係沿第7圖之8-8線的剖視圖，示出一半的腔室6〇 。其另一半則對稱於第8圖。不像第一實施例，其矽基片2〇 的一部份係直接位於該加熱電阻器底下以吸取該電阻器的 熱，該第8圖的構造乃在該等電阻器底下使用一金屬層， 來由該等電阻器將熱引走，而移轉至該基片與油墨.本^。 一場氧化物90之絕緣層具有1>2微米厚度，在該溝槽％ 被形成之前，乃被設在該矽基片7〇(第7圖）上。第8圖中的 列印頭部份係表示該溝槽76已形成之後，因此該矽基片7〇 乃未被示於圖中。 一具有〇·5微米厚度的？8(3層92嗣被設在該氧化物層 90上。如第4圖中所述者，該氧化物與pSG層會在加熱電 阻器與底下的導電層之間提供電絕緣與導熱性，並在該溝 槽76被蝕刻之後，提供更多的機械式支撐橋段延伸於所剩 的矽基片各部份之間。亦如前所述，該psG層92會被由饋 墨孔67拉回，以避免與油墨接觸，否則其可能會與該psG 層發生反應。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 ^〇139 A7 -—— ______ B7 1 '發明説明（u ) ~~麵 ' - 該PSG層92上設有-短化链的電阻層，厚度為〇ι微 米。有41Cu層（未示出）設在該⑽層上。該丁^與八心 層S如岫述般被蝕刻而形成不同的加熱電阻器62與導體 63(第 7圖）。 一氮化物層96厚度為〇·5微米嗣被設在該電阻器“與 ^icu導體上，再覆設一層碳化矽98，厚度為〇 25微米。該 等氮化物/碳化物層會被蝕刻以曝光部份的A1Cu導體。 一鈕的黏著層1吵厚度為〇·6微米，嗣會被澱積，再澱 積一金的導電層。該二層將會被蝕刻而形成金導體，以電 接觸某些導接於加熱電阻器62的八1<:11導體，而最後終結 於該基片邊緣的接點。在一實施例中，該等金導體係為地 線。 嗣該等饋墨孔67會被蝕刻穿過該等薄膜層（或在製造 該等薄膜層時被形成圖案）。該孔層74會被澱積與蝕刻而 形成腔室60與喷嘴64。噴嘴64亦可被以雷射磨削來形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該基片70(第7圖）的背面嗣會被罩蔽並使用ΤΜΑΗ蝕 刻法來钱刻’以形成該溝槽76，而延伸整排油墨喷射室6〇 的長度。一些蝕刻技術，不論乾式、濕式皆可被使用。乾 姓刻之例包括Xeh及SiF6。適當的濕蝕刻之例包括二胺乙 婦兒茶酚（EDP)，鉀氫氧化物（KOH)，及TMAM等。其它 的#刻亦可被使用。這些或其組合之任一種皆可被使用於 此用途。 該溝槽76可具有大約一油墨噴射室的寬度，或可具有 涵括數排油墨喷射室的寬度。該溝槽可在該製造過程中的 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 14 526139

五、發明說明（12 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

任何時候被製成。 μ，該溝槽76形成之後，有―㈣叫的點著層如會被 設在疊覆該場氧化物9G之晶圓的背面。_例如為金(⑽的 熱傳導層102’具有υ微米厚，嗣被設在該黏著層ι〇ι上 。另一組黏著層1G3，具有(U微米厚，則被設在該埶傳導 層102上。 第9圖係為第6圖中的列印頭之一半油墨喷射室6〇的頂 視圖。第9圖乃配合*8圖示出各層的蝕刻。由該饋墨孔π 開始，氧化物與鈍化層90、96、98會形成一大約2微米長 的架。該架之長度可為其它尺寸，例如1至1〇〇微米。該鈕 層100(作為金導體的黏著層）乃被示出延伸超過該PSG層92 1微米，而該PSG層92則延伸超出該電阻器62有2微米。 第10A至1 OF係為製造第8圖之列印頭時在不同步驟的 晶圓之部份剖視圖。除非另有說明，否則乃使用習知的澱 積、罩蔽及蝕刻等步驟。 在第10A圖中，有一具有結晶方向ln的矽基片7〇乃 被置於一真空室中。場氧化物90係以習知方法來生成。嗣 PSG層92係以習知技術來殿積。第1〇a圖示出罩體11〇係以 習知的光姓刻技術設在該PSG層92上。該PSG層92嗣被以 習知的反應離子蝕刻法（RIE)來蝕刻，而將該PSG層92由 其後形成的饋墨孔處拉回。 在第10B圖中，罩體110會被除去，而有一TaAi的電 阻層111乃被澱積在該晶圓表面上。一 AlCu的導電層112 會被澱積在該TaAl上。有一第一罩體113會被以習知的光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Μ--------t---------^ (請先閱讀臂面之注咅？事項再填寫本頁) 15 526139 五、發明説明（13 ) 蝕刻技術來澱積並形成圖案，且該導電層112與電阻層ln 亦使用習知的ic製造技術來蝕刻。另一罩蔽及蝕刻步驟( 未示出）乃被用來除去該AlCu覆蓋該電阻器62的某些部份 ，如前所述。最後得到的AlCu導體則在第1〇A〜1〇F圖之 圖外。 在第10C圖中，該等鈍化層，氮化物96及碳化物98等 ，會被以習知技術澱積在該晶圓表面上。該鈍化層嗣會被 以習知技術罩蔽(在_面外）並蝕刻，以曝光部份的八1(:11等 電執路來電接觸於一後續的金導電層。 一鈕的黏著層100與一金的導電層114嗣會澱積在晶圓 上，而被以第一罩體115罩蔽，及以習知技術來蝕刻，而 形成地線，終結於該基片邊緣的接點等。一第二罩體（未 不出）會除去部份在鉅黏著層1〇〇上的金，例如覆蓋在加熱 電阻器區域上者。 第10D圖乃示出經過第1〇c圖之步驟後所得的結構， 八有罩虹116可曝光部份要被餘刻的薄膜層以形成饋墨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 孔。或者，可用多個罩蔽及蝕刻步驟來在各薄膜層被製成 時蝕刻出該等饋墨孔。 第10E圖乃示出在蝕刻該等薄膜層之後的構造。該等 薄膜層係被使用異向性蝕刻來蝕刻。此饋墨孔的蝕刻處理 乃可結合數種蝕刻方式（RIE或濕式）。該等蝕墨孔67可與 、元成圖案的溥膜一起在製造時被钱刻製成。該等孔6 7 可被以i體在各步驟時來形成，或以一連串的姓刻步驟 來衣成。所有的蝕刻皆可使用習知的IC製造技術。 526139 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（14 ) 嗣該晶圓的背面會被以習知技術來罩蔽以曝光該溝槽 部份76(見第7圖）。該溝槽76係以溼蝕刻法用四甲基氫氧 化銨（TMAH)作為蝕刻劑來蝕刻而形成斜角狀。其它的溼 . 式異向性餘刻劑亦可使用。（參見U. Schnakenberg等人之 , “TMAHW Etchants for Silicon Micromachining，，，Tech

Digest, 6th Int. Cont. Solid State Sensors and Actuators (Transducers，91)，San Francisco, CA，June 24-28, 1991 pp.815-818)。該等溼蝕刻將形成斜角狀的溝槽76。該溝 槽76可延伸該列印頭的長度，或為了增進該列印頭的機械 強度，而只延伸在該油墨喷射室60底下之列印頭的長度部 份。若顧慮該基片與油墨的反應，則可將一鈍化層殺積在 該基片上。 在第10F圖中，有一鈕黏著層1 〇 1會被閃燃蒸發或被 濺射在該基片的底面上’嗣再設以一金導熱層1〇2與另一 组層103。這些膜層會形成導熱層，並對該橋段部份提供 機械強度。 第10F圖亦示出該孔層74的資訊。在一實施例中，兮 孔層74係為一可形成光影像的材料，例如sU8。孔層74係 ^ 可為層豐的，整片的，或旋塗的。而油墨腔室與噴嘴等代 . 以光蝕刻法來製成。 在姓刻孔層74之後所得的構造乃示於第8圖中。該孔 層74亦可在一兩段式處理中被製成，即以第一層來形成^亥 專/由墨腔室’而以第二層來形成喷嘴。 嗣所得之晶圓會被切鋸以形成個別的列印頭，而有— 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)a4規格（21〇 X 297公爱 -------- -------------訂--------- (請先閱讀臂面之注意事項再填寫本頁) 17 526139

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（15 ) 可撓電路（未示出）.係被用來對該列印頭上的導體提供電的 導路者’乃被連接於在基片邊緣的各接點。然後所得的組 合體會被固接於一塑膠的列印匣，如第1圖所示，且該列 印頭會相對於該列印匣本體被密封，以防止油墨滲透。 第11圖為第二可擇列印頭實施例的部份剖視圖，其乃 類似於第4圖所示者，惟除其在矽中的溝槽並未被全部蝕 刻至該薄膜。而是，該矽塊12〇乃被部份地蝕刻以形成一 薄矽橋位於加熱電阻:器24底下。為完成這些，在該等薄辉 層被澱積之前，該晶圓的正面會被以一罩體來將在該溝槽 區域中不要被完全蝕穿的矽區域曝光，以形成圖案。該等 曝光。卩伤嗣會被以一 P型摻雜劑例如蝴來摻雜，至大約1 至2微米深度。此深度可至15微米或更深一些。該罩體嗣 會被除去。一背面的硬罩乃被用來界限該溝槽蝕刻要發生 之處。該晶圓的背面嗣會被施以ΤΜΑΗ.刻處理，而只蝕 刻未被摻雜的矽部诊。在該溝槽區域的矽部份乃具有約ι〇 微米厚度而位於該等電阻器24底下。 一類似的方法亦可用來形成第4圖中的薄矽橋段。 與第4圖中標示相同號碼的薄膜層係可為相同者，並 以類似於前述之方法來按序製成。該孔層122乃可相同於 弟8圖中所示者。 第11圖之列印頭有一優點即在電阻器24底下的石夕會將 該寻電阻器24的熱導掉。 、

精習於積體電路製造技術之專業人士應可瞭解於此所 述之用以形成該列印頭結構的各種技術。該等薄膜層與其

本紙張尺度·中國國家標準( 18 526139

發明說明（16 ) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 厚度係可改變的’且某些膜層被刪除，而仍可獲致本發明 的效益。 第12圖示出-可配設本發明之喷墨列印機的實施例。 斗多其它設計的噴墨列印機亦可與本發明一起使用。更詳 細之噴墨列印機内容乃可見於Norman Pawl〇wski等人的第 5852459號美國專利，併此附送參考。 嘴墨列印機130包括一輸入盤132含有乡頁的紙134， 可利用滾輪I37等將翏前送通過一列印區us而在其上列印 。然後該紙134會向前送至一輸出盤136。一可動架138固 裝著列印£140〜143等，其係分別可列出青藍色（c)，黑 色（K) ’紫紅色（μ)，及黃色（γ)等油墨。 在一實施例中，於一墨匣146中的油墨係經由可撓 墨管148被送至所對應的列印匣中。該等列印匣亦可為〜 外的形式，即裝有大量的供應墨液而可再裝填或不能再裝 填者。在另_實施例中，其油墨供應器係與該列印頭部份 分開，而可卸除地裝設在可動架138中的列印頭上。 該可動架138係被一習知的皮帶與皮帶輪系統沿一 描軸來驅動，並沿一滑桿15〇滑動。在另一實施例中， 架係為固定的，而以一固定的列印匣陣列來印在一移動 紙張上。 由一習知的外部電腦（例如一 PC)而來之列印信號會被 列印機130所處理，而產生要被印出的點位元圖陣。該等 位το圖陣嗣會被轉換成印刷頭的激發信號。在列印時該架 138沿著掃描軸前後運行的位置，係由一光學編碼條帶來 的 另 掃 該 的 ----------------------t--------- (請先閱讀-^面之注音？事項再填寫本頁) 19 526139 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（17 ) 決定，並被在如8上的光電元件所檢測，而使在各列印 匣上之不同的油墨喷射元件在該架掃描的適當時間選擇性 地發射。 該列印頭乃可使用電阻式’壓電式，或其它種類的油 墨發射元件。 當該架138中的列印匣等掃描通過一紙頁時，被該等 列㈣列印的區域會重叠。纟一次或更多次的掃描之後、， 該紙頁134會轉至朝向輸出盤136的方向，而該架138會繼 續掃描。 … 本發明亦可同樣地應用於其它可擇的列印系統（未示 出），其係使用另外的媒體及/或列印頭移動機構，諸如 那些設有粗粒輪，滾輪饋送器，或轉筒或真空帶技術等， 來撐持列印媒體並使之相對於列印頭總成移動者。若以一 粗粒輪設計，則有一粗粒輪與壓著滾輪會沿一軸心前後移 動該媒體，而有一裝有一個或更多列印頭總成的架會沿一 正交聯劑之軸來掃描通過該媒體。若以一轉筒式列印機設 計，該媒體會被固設於一轉筒上，其係沿一軸來轉動，而 有一裝有一個或多假列印頭總成之架會沿一垂交的轴來掃 描通過該媒體。於該轉筒式或粗粒輪設計中，其掃描典型 並非如第12圖所示之該系統以前後移動的方式來完成。 在一基片上乃可設有多個列印頭。而且，_ 列印頭陣 列乃可延伸遍及一紙頁的整個寬度，因此該列印頭不需要 掃描運作；而只須要使該紙頁對該陣列垂向移動即可。 在該架中的附增列印匣乃可包括其它的色料或定影劑 • II - —1 -1 · -------鬌衣丨丨 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 ir. 20 18 18 五、 發明説明（ 雖本發明之特定實施例已被示出 將可顯而且{士· σ 但專業人士 的声I飾犯破灵施，而不超出 之 申明專利乾圍係用以涵蓋在其範疇内 包含於本發明真正精神與範圍内的變化與修飾。 裝 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

線 526139 A7 B7 五、發明説明（19 ) 元件標號對照 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10…列印匣 50…黏著層 12…本體 6 0…油墨噴射室 14…列印頭 62…加熱電阻器 16…接點 63··· AlCu 導體 18…噴嘴 64…噴嘴 20…矽基片 : 66、67···饋墨孔 22…薄膜層 70…矽基片 24…電阻器 7 2…薄膜層 25…電導體 7 4 · · ·孑 L 26…饋墨孔 76…溝槽 2 8 · · ·孑L 1 7 8…油墨 30…油墨喷射室 90…場氧化物絕緣層 32…管道 92-PSG 層 33…内緣 96…氮化物層 34…噴嘴 9 8…碳化石夕層 36…溝槽 100、101、103 …钽 38···油墨 層 40…場氧化物層 102…熱傳導層 42…磺^夕酸鹽玻璃層 110…罩體 4 5…懸伸部份 111…電阻層 46…氮化石夕層 112…導電層 48…碳化石夕層 113···第一罩體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 22 526139 A7 B7 20 五、發明説明（ 114···金導電層 115、116…罩體 12 0…石夕塊 122…孔層 130···噴墨列印機 132···輸入盤 13 4…紙 135···列印區 136···輸出盤 137…滾輪 13 8…可動架 14 0〜14 3…歹J印臣 14 6…墨 148…墨管 150…滑桿 152···光學編碼條帶 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 23

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 第89103705號專利再審查案申請專利範圍修正本 修正日期·· 91年〇3月 1 · 一種流體噴射裝置，其包含： 一基片（20); 多數個形成於該基片（20)之第一纟面上的薄膜層 (24, 4〇_5G)’該等薄膜層之至少_者形成有多數的喷 射：件㈣；饋送孔(26,66,67)，其等係形成貫穿該 等薄膜層，而使饋送孔多於噴射元件（24 , 62); 其特徵係在於，該流體噴射裝置更包含： 一位於該基片（20)中之至少—開孔（36)，其可由該 基片的第二表面提供一裝置路徑（78)，穿過該基片（2〇) 而至該形成於該等薄膜層中的饋送孔（26.，％ 6 以及 ' 一與該等饋送孔（26,66,67)流體相連通之管道（32) ，以將流體（78)輸送至該噴射元件（24，62)。 2· —種流體噴射裝置，其包含： 該第一表面具有 一具有一第一表面之基片（2〇) 一第一邊與一第二相對邊； 多數個形成於該基片（20)之第-表面上的薄膜層 40，，該等薄膜層之至少一者係於該第—邊: 形成有多數的噴射元件（24); 位於第二邊上之饋送孔（26 , 66， A' ^ - )，/、專係形 成貝穿该寻潯膜層而使饋送孔多於噴射元件 六、申請專利範園 其特徵係在於，該流財 片的苐一表面提供一 3. 如申請專利範圍第丨或2項之裝置，其更包含. 一形成於該等薄膜層上之孔層⑽，該孔層界定 出多數個喷射室（30)，每—室中具有_噴射.元件…， 切’該孔層更對各噴射室界定出嘴⑼。 4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該孔層⑽係為-可透光層’而被形成為該流體噴射裝置的—部份。 5. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該等饋送孔（26 ’ 66 ’ 67)係約為噴射元件（24，62)數目的兩倍。 6. 如申請專利範圍第⑷項之裝置，其中該位於基片例 )開孔（36)之至少一部份係藉由姓刻於該基 片的溝槽（36)所形成，該基片係提供—源自該第二表 面之途徑（38)。

   8. 9. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中各噴射元件（24 ，62)係配設有兩個饋送孔（66，67)，該二饋墨孔係位 於各喷射元件的相反邊上。 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其更包含要被提供 至該至少一開孔（26，66，67)的流體。 一種製造流體噴射裝置的方法，其包含： 提供一基片（20); 在s亥基片（20)的第一表面上形成多數薄膜層（24， 25 本紙張尺度適财關家群（CNS) A4規格⑽χ2·^) 526139 申請專利範圍 40-50)，該等膜層之至少 ^ 心成有多數的贺射元件 (24，62); 形成貫穿該等薄膜層之饋送孔(26，66，67)，而 使饋送孔多於噴射元件（24，62);且 其特徵在於， 形成-與該等饋送孔（26, 66, 67)流體相連通之 管道⑽，以將流體（78)輪送至該噴射元件（my 以及 在該基片（20)中形成至少一開 ^ 開孔（36)，以由該基片 的第二表面提供一路徑，穿過 牙恋系基片而至該等形成於 該等薄膜層（24，40-50)中的饋送孔（26，^，幻）。