[发明专利]使用有限密度挠性电路的高密度电互连

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨印刷设备领域，尤其涉及高密度压电喷墨印刷头及其制造方法以及包含该印刷头的印刷机。

背景技术

在印刷工业中广泛使用按需喷墨喷墨技术。使用按需喷墨喷墨技术的印刷机能够使用热喷墨技术或压电技术。尽管压电喷墨的制造比热喷墨更昂贵，但是压电喷墨由于能够使用各种类型的墨并且减少或消除焦化问题而普通受欢迎。 

压电喷墨印刷头通常包括柔性隔膜和与隔膜联接的压电元件（传感器）阵列。当电压通常通过与电连结至电压源的电极电连接而施加到压电元件时，压电元件弯曲或偏斜，使得隔膜挠曲，挠曲通过喷嘴使一定量的墨从腔室中排出。挠曲进一步通过开口将墨从主墨储槽抽入腔室中以替代排出的墨。 

采用压电喷墨技术来提高喷墨印刷机的印刷分辨率是设计工程师的目标。提高分辨率的一种方式是提高压电元件的密度。 

随着印刷头的分辨率和密度提高，可用于提供电互连的面积减小。印刷头内其它功能的路径安排（诸如馈墨结构）争夺该减少的空间并且对于所使用材料的类型施加限制。例如，当前用于600点每英寸（DPI）的印刷头的技术可以包括挠性电路上的平行电轨迹，使每个轨迹与挠性电路的焊盘阵列（即，电极阵列）的焊盘（即，电极）电连接。平行轨迹可以具有38微米（μm）的节距（pitch），16μm的轨迹宽度，在每个轨迹之间留有22μm的空间。随着印刷头密度增大，目前的挠性电路设计实践将需要形成具有更严格的公差和较小特征尺寸的轨迹和焊盘。 

发明内容

本教导的实施例可以包括形成喷墨印刷头的方法，所述方法包括：将第一柔性电路（挠性电路）的多个焊盘与压电元件阵列的第一多个压电元件电连结；以及将第二挠性电路的多个焊盘与压电元件阵列的第二多个压电元件电连结，其中，所述第一多个压电元件不同于第二多个压电元件，并且第一和第二多个压电元件中的每个压电元件能够通过第一多个焊盘和第二多个焊盘中的一个单独寻址。 

本教导的另一实施例可以包括喷墨印刷头，其包括：与压电元件阵列的第一多个压电元件电连结的第一挠性电路的多个焊盘；以及与压电元件阵列的第二多个压电元件电连结的第二挠性电路的多个焊盘，其中，所述第一多个压电元件不同于所述第二多个压电元件，并且第一和第二多个压电元件中的每个压电元件配置为能够通过第一多个焊盘和第二多个焊盘中的一个单独寻址。 

在本教导的另一实施例中，印刷机可以包括喷墨印刷头，所述喷墨印刷头包括：与压电元件阵列的第一多个压电元件电连结的第一挠性电路的多个焊盘；以及与压电元件阵列的第二多个压电元件电连结的第二挠性电路的多个焊盘。第一多个压电元件不同于第二多个压电元件。第一和第二多个压电元件中的每个压电元件配置为能够通过第一多个焊盘和第二多个焊盘中的一个单独寻址。该印刷机可以进一步包括与第一和第二挠性电路物理联接的歧管以及由所述歧管的表面形成的墨储槽。 

附图说明

图1是与压电元件阵列联接的挠性电路的透明立体图； 

图2和图3是依照本教导的实施例的工序间装置的中间压电元件的立体图； 

图4—7是描述喷墨印刷头的喷口叠摞（jet stack）的形成的剖视图； 

图8是描述与压电元件阵列联接以及与一对驱动器板联接的挠性电路的剖视图； 

图9是描述喷墨印刷头的喷口叠摞的形成的剖视图； 

图10是包括图9中的喷口叠摞的印刷头的剖视图；以及 

图11是根据本教导的实施例的包括印刷头的印刷装置。 

应当注意的是，图中的一些细节可能已经简化且绘制以有利于理解创造性的实施例而不是保持严格的结构精度、细节和比例。 

具体实施方式

如本文所使用的，词语“印刷机”涵盖为任何目的而执行印刷输出功能的任何装置，诸如数字复印机、编书机、传真机、多功能机等。词语“聚合物”涵盖由长链分子形成的各种碳基化合物中的任一种，包括热固性聚酰亚胺、热塑性塑料、树脂、聚碳酸酯、环氧树脂以及本领域公知的相关化合物。 

与压电元件电连接的印刷头挠性电路的设计对挠性电路焊盘阵列的相邻焊盘之间的多个轨迹进行路径安排。挠度电路焊盘阵列中的每个焊盘与唯一的压电元件电连结。利用目前的挠度电路设计和制造技术，增大印刷头密度将要求轨迹数量的增加，因为焊盘阵列中的每个焊盘必须与唯一的轨迹联接以使能够对每个压电元件进行单独寻址。因为挠性电路上焊盘的密度将增大，较大量的轨迹不得不在相邻焊盘之间进行路径布局。为了使印刷头密度加倍，要求各个焊盘之间的轨迹数量加倍，同时相邻焊盘之间的间距将减小。