[发明专利]喷出热流质媒体的印刷头及制造包含金属焊料的连接点的方法

说明书

技术领域

本发明系关于一种依照权利要求1的前序所述的用以喷出热流质媒体的印刷头，以及一种依照权利要求33的前序所述的用以制造包含金属焊料的连接点的方法。本发明进一步包含一种印刷头的使用方法，其系依照喷墨印刷原理来进行。

背景技术

习知技术系揭露一种所谓的压板印刷头，其系使用在喷墨打印机中(Chip8/94；104-112页；“Nur nicht klechkern”)。该印刷头系具有一用以贮存液态墨水的媒体室。该媒体室的一壁体系设计用以做为一可挠曲的隔板，其系藉由一致动器所致动。在习知的印刷头中，该致动器系设计成一压电元件，其系形成带状型式或者系一薄板的型式。施加一电压系可造成该压电元件改变其空间形状，因此便造成该隔板挠曲。隔板的挠曲系会降低媒体室的容积，因此便可使一滴墨水由一喷嘴或排放口喷出。在习知的印刷头中，墨水一开始系以固态蜡笔的型式存在，其在印刷之前系先加热，因此该蜡笔便会呈现液态，使得该液态蜡墨水可以被导入至媒体室中，然后由该处被喷出。为了使该墨蜡可以被液化，其通常系加热至大约100-150℃。此一习知印刷头的应用范围系局限在喷墨印刷，其中该液态墨系施加至纸或薄膜。详细地说，习知的印刷头系无法喷出极高热的热流质媒体(其温度系超过150℃)。

发明内容

因此，本发明的目的系要扩充该印刷头的使用范围。

本发明的目的系可以藉由一种具有权利要求1的特征的印刷头来达成。依照本发明的印刷头系用以喷出一热流质媒体。其具有一媒体室，其中该媒体室的其中一壁体系由一隔板所构成。该隔板系与一致动器形成机械式接触，使得该隔板可以被挠曲或驱动。本发明系使该致动器与该隔板形成热隔离。换言之，该致动器系可以技术性地与隔板针对热及/或冷来加以隔离。这使得热流质媒体可以在媒体室中加热至一温度，该温度系用以加热一金属或合金，尤其系金属焊料，而使得其在媒体室中系呈现液态。在一特别有利的方式中，此一热流质金属合金则可以藉由本发明的印刷头来加以喷出，以供应所谓的焊料积块至基板及/或元件。由于该致动器系与隔板形成热隔离，因此其可以保持在一工作温度，在该温度下，其物理特性基本上系不会改变。换言之，虽然在媒体室中可能存在有极高热的液态金属，然而该隔板仍可以藉由致动器而相当精确地挠曲，藉此使得各种极高热的流质媒体，尤其系高热的液态金属，能以一定的液滴尺寸或体积而精确地喷出。

本发明依照喷墨印刷原理的印刷头系可使得焊料积块(亦称之为隆起)能够施加在微电子及/或微机械或微系统技术中的元件或基板上。在此之前，为了形成该焊料积块，其通常系需要耗费相当多的人力及成本。举例来所，在所谓的胶带自动黏合(TAB)、晶片尺寸封装(CSP)以及所谓快闪晶片连接(FC)中皆需要焊料积块来做为在结构零件及基板之间的连接元件。在大部分的例子中，该焊料积块系以隆起、易熔的锡-铅或锡-金合金的形式存在，尤其系用以做为焊料。依照本发明的印刷头系可以快速地、精确地及具有成本效益地施加这些焊料积块至元件或基板，以制造出上述连接技术中所需要的焊料积块。

在本发明的一特征中，该热隔离系由一安置在隔板与致动器之间的热屏障元件来达成。此一热屏障元件系具有较差的热传性，因此存在于隔板上的热量基本上系不会被传送至致动器。热屏障元件因此便可以做为一元件，其可以中断或至少大大地降低热量由隔板传送至致动器。

一较佳实施例的特征系在于该致动器系一压电元件。此一压电元件系可使隔板被相当精确地驱动，亦被挠曲，使得一定的墨滴量可以由媒体室中被喷出。该致动器，亦即压电元件，系与隔板形成热隔，这防止压电元件的温度高于所谓的压电居里临界温度。在此一温度之上，压电化合物的晶格结构系变成立方体。在此温度以下，该结构系会扭曲，因此在正及负电荷之间的距离便会产生变化，因而形成电偶极矩。换言之，压电化合物系仅有当其晶格结构扭曲时才会具有压电效应，使得自发极化状态产生。在压电居里温度以上，当晶格结构系正方形时，压电特性系不会在这些压电元件中产生，因为其并未存在有电偶极矩。由于本发明的印刷头系具有一热隔离压电元件，因此热流质媒体便能以一高于压电元件的居里温度以上的温度在媒体室中存在，但该压电元件的功能并不会因此而有损失。该热隔离最好系设计成该压电元件系被加热至最高达到其压电元件的居里温度的30％至50％，因为在更高的温度下，潜变去极化便会发生。

在一较佳实施例中，提供一种热屏障元件，该热屏障元件可以系压电元件的一整体性结构的一部分。因此，热屏障元件不必采用一分离式结构部分。隔板的致动器因此便可以更具有成本效益地制成。