[发明专利]一种MEMS压电打印喷头组件集成结构

权利要求书

1.一种MEMS压电打印喷头组件集成结构，其特征在于，包括MEMS压电打印喷头芯片(1)、硅转接基板(2)、封装基板(26)、柔性电路板(28)和电接口(30)；MEMS压电打印喷头芯片(1)设置在硅转接基板(2)的一侧，封装基板(26)设置在硅转接基板(2)的另一侧，硅转接基板(2)与封装基板(26)之间设置有驱动/控制集成电路芯片(23)；封装基板(26)的另一侧设置有散热器(29)，封装基板(26)的一端通过柔性电路板(28)与电接口(30)电连接；MEMS压电打印喷头芯片(1)由硅晶圆键合形成墨腔(13)，墨腔(13)阵列排布，每个墨腔(13)的底部对应设置有喷嘴(17)，硅转接基板(2)上下表面设置的金属布线层和贯穿硅转接基板(2)的TSV导通孔(21)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS压电打印喷头组件集成结构，其特征在于，驱动/控制集成电路芯片(23)倒装在硅转接基板(2)上与MEMS压电打印喷头芯片(1)相对的表面上，驱动/控制集成电路芯片(23)与MEMS压电打印喷头芯片(1)位置相对；封装基板(26)通过凸点焊球(27)与硅转接基板(2)连接，驱动/控制集成电路芯片(23)通过凸点(24)与硅转接基板(2)连接，驱动/控制集成电路芯片(23)与硅转接基板(2)之间填充底部填充材料(25)。

3.根据权利要求1所述的一种MEMS压电打印喷头组件集成结构，其特征在于，驱动/控制集成电路芯片(23)倒装在封装基板(26)上，驱动/控制集成电路芯片(23)和硅转接基板(2)位于封装基板(26)同侧，驱动/控制集成电路芯片(23)与MEMS压电打印喷头芯片(1)位置相对；封装基板(26)通过凸点焊球(27)与硅转接基板(2)连接，驱动/控制集成电路芯片(23)通过凸点(24)与封装基板(26)连接，驱动/控制集成电路芯片(23)与封装基板(26)之间填充底部填充材料(25)。

4.根据权利要求1所述的一种MEMS压电打印喷头组件集成结构，其特征在于，驱动/控制集成电路芯片(23)通过引线键合线(32)引线键合在封装基板(26)上，驱动/控制集成电路芯片(23)和硅转接基板(2)位于封装基板(26)同侧，驱动/控制集成电路芯片(23)与MEMS压电打印喷头芯片(1)位置相对或驱动/控制集成电路芯片(23)和硅转接基板(2)并排分布在封装基板(26)的同侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种MEMS压电打印喷头组件集成结构，其特征在于，MEMS压电打印喷头芯片(1)与硅转接基板(2)之间阵列设置有压电薄膜制动器，压电薄膜制动器包括公共下电极(14)、压电薄膜(18)和上电极(16)，公共下电极(14)的一侧与墨腔(13)的顶部连接，另一侧分别与多个压电薄膜(18)连接，压电薄膜(18)的另一侧与上电极(16)连接，公共下电极(14)和上电极(16)之间设置有绝缘介质(19)，公共下电极(14)通过第二凸点焊球(12)与硅转接基板(2)连接，每个上电极(16)均通过对应的第一凸点焊球(11)与硅转接基板(2)连接，多个第一凸点焊球(11)之间电绝缘，多个第二凸点焊球(12)之间电连通，第一凸点焊球(11)排布在墨腔(13)阵列的排间间隙及一侧，第二凸点焊球(12)排布在墨腔(13)阵列的另一侧。

6.根据权利要求5所述的一种MEMS压电打印喷头组件集成结构，其特征在于，公共下电极(14)为梳状，第二凸点焊球(12)阵列位于梳背，梳齿方向沿电流方向，梳齿间的缝隙位于压电薄膜制动器的缝隙位置，梳齿间的缝隙形状依各排墨腔(13)之间的错位形状设置；公共下电极(14)的梳齿宽度为100～1000微米，梳背宽度为100～1000微米，梳齿间缝隙为1～100微米。

7.根据权利要求5所述的一种MEMS压电打印喷头组件集成结构，其特征在于，公共下电极层(14)的整片金属膜上设置有多个应力释放孔(15)，应力释放孔(15)的宽度为5～50微米，长度为20～500微米；或应力释放孔(15)的孔径为5～300微米。