[发明专利]使用柔性电路和介电底部填料的打印装置的高密度电互连

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印装置领域，更具体地，涉及高密度压电喷墨打印头(high intensity piezoelectric ink jet print head)以及制造高密度压电喷墨打印头和包括高密度压电喷墨打印头的打印机的方法。

背景技术

按需滴定(drop on demand)喷墨技术被广泛用于印刷行业。使用按需滴定喷墨技术的打印机可以使用热喷墨技术或压电技术。尽管制造起来比热喷墨更为昂贵，但压电喷墨普遍受到青睐，因为它们可以使用更广泛种类的油墨，且消除了与焦化(kogation)有关的问题。

压电喷墨打印头通常包括一个柔性膜和一个附接到该膜的压电元件(换能器)阵列。当电压施加到压电元件(通常通过与电联接至电压源的电极的电连接)，所述压电元件弯曲(bend)或偏转(deflect)，导致所述膜屈曲(flex)，这将一份墨通过喷嘴从一个腔中排出。所述屈曲进一步将墨从一个主储墨器(main ink reservoir)经过一个开口吸入所述腔，以取代被排出的墨。

设计工程师的一个目标是提高采用压电喷墨技术的喷墨打印机的打印分辨率。提高压电喷墨打印头的喷射密度可以提高打印分辨率。提高喷射密度的一个方法是消除喷射栈(jet stack)内部的歧管(manifold)。对于这个设计，优选的是针对每个喷头(jet)有单个端口穿过喷墨栈的后部。所述端口用作使墨从储墨器转移到每个喷射腔的路径。因为在高密度打印头中有众多喷头，所以针对每个喷头的众多端口必须竖直地穿过所述膜并且位于所述压电元件之间。

形成喷射栈的工艺可包括在每个压电元件之间(且在某些工艺中在每个压电元件的顶部上方)形成填隙层(interstitial layer)。如果所述填隙层分配在每个压电元件的顶部上方，则它被移除以暴露所述导电压电元件。接下来，可将一个具有开口的图案化支柱层(patterned standoff layer)施加至所述填隙层，其中所述开口暴露了每个压电元件的顶部。一份(例如一微滴)导体，诸如导电环氧树脂、导电膏或其他导电材料，被单独分配到每个压电元件的顶部。一个柔性印刷电路(即柔性电路)或一个印刷电路板(PCB)的电极被放置成与每个微滴接触，以促进每个压电元件与所述柔性电路或PCB的电极之间的电连通。所述支柱层用于将导电微滴的流包含在所述压电元件顶部的想要的位置，并且还用作所述填隙层与所述柔性电路或PCB之间的粘合剂。

制造具有外部歧管的高密度喷墨打印头组件要求新的加工方法。随着打印头的分辨率和密度的增加，可用来提供电互连的区域减小。在打印头内为其他功能(例如给墨结构)选路竞争着这个已减小的空间，且对所使用的材料的类型造成约束。用于制造具有比现有结构更易于制造的电触点的打印头的方法，以及由此制造的打印头，将是想要的。

发明内容

下文呈现了概要，以提供对本发明的一个或多个实施方案的一些方面的基础了解。这个概要并不是全面的概括，也不旨在确定本发明的重要或关键元素或划定公开范围。不如说，它的主要目的仅是以简化形式提出一个或多个概念，作为稍后呈现的详细说明的前言。

在本发明的一个实施方案中，一种用于形成喷墨打印头的方法包括：将包括多个压电元件的一个压电元件阵列附接到一个膜；将一个柔性印刷电路的多个导电柔性印刷电路电极电联接到所述多个导电压电元件，以在所述膜与所述柔性印刷电路之间形成至少一个空间；向所述膜与所述柔性印刷电路之间的所述至少一个空间中分配液态底部填料(underfill)；以及固化所述液态底部填料，以将所述多个压电元件封装在所述底部填料内。

在本发明的另一个实施方案中，一种用于喷墨打印机的打印头可以包括：一个膜，其中具有多个开口；多个压电元件，其附接到所述膜；一个柔性印刷电路，其具有多个电极，每个电极形成为一个导电凸起电极(conductive bump electrode)，其中所述多个电极电附接到所述多个压电元件；以及介电底部填料，其位于所述柔性印刷电路与所述膜之间。

在本发明的另一个实施方案中，一种喷墨打印机可以包括一个打印头，该打印头包括：一个膜，其中具有多个开口；多个压电元件，其附接到所述膜；一个柔性印刷电路，其具有多个电极，每个电极形成为一个导电凸起电极，其中所述多个电极电附接到所述多个压电元件；以及介电底部填料，其位于所述柔性印刷电路与所述膜之间。所述打印机还可包括：一个歧管，其附接到所述柔性印刷电路；以及一个储墨器，其部分地由所述歧管的一个表面形成，其中所述打印头被适配为按照数字指令操作，以在打印介质上创建想要的图像。