用于靜電打印頭的膜片的晶片級制造和粘結的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及噴墨打印設備的領域，并且更特別地，涉及用于靜電致動噴墨打印頭的方法和結構以及包括靜電致動噴墨打印頭的打印機。
【背景技術】
[0002]按需噴墨技術廣泛用于打印工業中。使用按需噴墨技術的打印機典型地使用熱噴墨技術或壓電技術。盡管它們比熱噴墨器制造更昂貴，但是壓電噴墨器通常是有利的，例如原因是它們可以使用更多種多樣的墨。
[0003]壓電噴墨打印頭包括壓電元件(即，換能器或PZT)的陣列。形成陣列的一個過程可以包括用粘合劑將掩蓋壓電層可拆卸地粘結到轉移載體，然后切割掩蓋壓電層以形成多個單獨的壓電元件。可以使用多次切割鋸操作以去除相鄰壓電元件之間的所有壓電材料從而提供每個壓電元件之間的正確間隔。
[0004]壓電噴墨打印頭典型地還可以包括撓性隔膜，壓電元件的陣列附連到所述撓性隔膜。當電壓典型地通過與電連接到電源的電極的電連接而施加到壓電元件時，壓電元件彎曲或偏轉，導致隔膜撓曲，通過孔板(即，噴嘴板)中的噴嘴(即，開孔或孔口)從室排出一定量的墨。撓曲還通過開口將墨從主墨儲存器吸引到室中以替換排出的墨。
[0005]壓電元件可以由包括鉛的散裝材料制造。為了減小基于鉛的壓電致動器對環境的影響，已研究其它噴墨技術。例如，靜電致動器包括電極的使用，當通過供應電壓供電時，所述電極吸引并且撓曲硅膜片(例如，隔膜)以將來自墨供給的墨吸引到部分地由膜片形成的墨室中。當從電極去除電壓時，硅膜片松弛，由此增加墨室中的壓力并且從孔板中的噴嘴噴射墨。
[0006]隨著打印技術改進，致動器的物理尺寸減小，打印頭的指定區域內的噴嘴和致動器的數量相應地增加。形成用于靜電致動噴墨打印頭的致動器膜片隨著尺寸的減小變得愈加困難。例如，使用當前技術，用于靜電致動打印頭的矩形致動器膜片可以具有大約4_乘12mm的面積。這些小致動器難以形成并且傾向于破裂。
[0007]用于形成靜電致動器的陣列的、增加制造產量的簡化方法將是期望的。

【發明內容】

[0008]以下呈現簡化總結以便提供本發明的一個或多個實施例的一些方面的基本理解。該總結不是廣泛概述，也不旨在確定本發明的關鍵或重要要素，也不界定本發明的范圍。相反地，它的主要目的僅僅是以簡化形式呈現一個或多個概念作為隨后呈現的詳細描述的前序。
[0009]在實施例中，一種用于形成具有靜電致動器陣列的噴墨打印頭的方法可以包括在蝕刻停止層的第一表面上形成多個致動器膜片，其中所述多個致動器膜片的每一個與相鄰致動器膜片橫向地間隔，所述蝕刻停止層插入操作層和所述多個致動器膜片之間，并且所述操作層附連到所述蝕刻停止層的第二表面。所述方法還可以包括將所述多個致動器膜片附連到打印頭驅動組件，其中所述打印頭驅動組件包括用于致動所述多個致動器膜片的電路。在將所述多個致動器膜片附連到所述打印頭驅動組件之后，可以去除所述操作層以暴露所述蝕刻停止層的第二表面。在去除所述操作層之后，可以去除所述蝕刻停止層。
[0010]在另一實施例中，一種用于形成具有噴墨打印頭的噴墨打印機的方法，所述噴墨打印頭具有靜電致動器陣列，所述方法包括在蝕刻停止層的第一表面上形成多個致動器膜片，其中所述多個致動器膜片的每一個與相鄰致動器膜片橫向地間隔，所述蝕刻停止層插入操作層和所述多個致動器膜片之間，并且所述操作層附連到所述蝕刻停止層的第二表面。所述方法還可以包括將所述多個致動器膜片附連到打印頭驅動組件，其中所述打印頭驅動組件包括用于致動所述多個致動器膜片的電路。在將所述多個致動器膜片附連到所述打印頭驅動組件之后，可以去除所述操作層以暴露所述蝕刻停止層的第二表面。在去除所述操作層之后，可以去除所述蝕刻停止層。然后可以將所述多個致動器膜片和所述打印頭驅動組件封閉在打印機外殼內。
[0011]另一實施例可以包括一種用于包括多個靜電致動器陣列的多個噴墨打印頭的過程中結構，其中每個打印頭包括來自所述多個靜電致動器陣列的至少一個靜電致動器陣列。所述過程中結構可以包括第一半導體晶片襯底組件，所述第一半導體晶片襯底組件包括具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面的蝕刻停止層，用于所述多個噴墨打印頭的多個靜電致動器膜片，其中每個靜電致動器膜片與相鄰靜電致動器膜片橫向地間隔并且每個靜電致動器膜片附連到所述蝕刻停止層的第一表面，以及附連到所述蝕刻停止層的第二表面的操作層，其中所述蝕刻停止層插入所述操作層和所述多個致動器膜片之間。所述過程中結構還可以包括不同于所述第一半導體晶片襯底組件的第二半導體晶片襯底組件，其中所述第二半導體晶片襯底組件包括用于所述多個打印頭的多個打印頭驅動組件。
【附圖說明】
[0012]包含在該說明書中并且構成說明書的一部分的附圖示出本發明的實施例并且與描述一起用于解釋本發明的原理。在附圖中:
[0013]圖1-7是描繪根據本發明的實施例形成的用于靜電致動器陣列的各種過程中組件的橫截面；
[0014]圖8是包括用于多個打印頭的多個芯片的半導體晶片襯底組件的平面圖，其中每個芯片對應于不同打印頭；以及
[0015]圖9是根據本發明的實施例的包括一個或多個靜電致動打印頭的打印機的透視圖。
[0016]應當注意附圖的一些細節已被簡化并且繪制成便于本發明的理解而不是保持嚴格的結構精度、細節和比例。
【具體實施方式】
[0017]現在將詳細地參考本發明的示例性實施例，在附圖中示出其中的例子。只要有可能，相同的附圖標記將在附圖中始終用于表示相同或相似的部分。
[0018]當在本文中使用時，除非另外指出，詞語“打印機”包含為了任何目的執行打印輸出功能的任何裝置，例如數字復印機、編書機、傳真機、多功能機、靜電照相設備等。
[0019]本發明的實施例可以提供同時組裝到打印頭子組件上的多個靜電致動器膜片(即，陣列)，其中子組件包括多個靜電致動器電極。實施例還可以包括同時組裝到用于多個不同打印頭的多個不同打印頭芯片上的多個靜電致動器膜片陣列。本文中所述的打印頭組裝過程可以簡化組裝過程并且增加設備產量，由此導致制造成本減小。
[0020]在圖1-7的橫截面中描繪可以在本發明的實施例期間形成的過程中結構。將領會根據本發明的結構和過程可以包括為了簡單起見未描繪的其它處理步驟或子結構，并且描繪的過程或子結構可以被去除或修改。
[0021]圖1描繪根據本發明的實施例的半導體晶片襯底組件。組件可以包括硅-絕緣體(SOI)組件10，其也可以被稱為硅-絕緣體-硅(SOIS)組件。SOI組件10可以包括操作層
12、絕緣體層14和掩蓋膜片層16，其中絕緣體層14插入操作層12和掩蓋膜片層16之間。例如，操作層12可以是硅或其它半導體操作晶片，具有大約50 μ m到大約5，000 μ m、或大約100 μ m到大約2，500 μ m、或大約200 μ m到大約800 μ m的厚度。可以是在操作