DE10252104A1 - Fluideinspritzkopfstruktur und Verfahren dafür - Google Patents

Fluideinspritzkopfstruktur und Verfahren dafür

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Abstract

Eine Fluideinspritzkopfstruktur (10) und ein Verfahren zur Herstellung derselben werden bereitgestellt. Die Fluideinspritzkopfstruktur (10) wird auf einem Substrat (60) ausgebildet und weist darin einen Rohrverteiler (11), Blasengeneratoren (14), eine Leiterbahn (19) und mindestens zwei Reihen von Kammern (16) benachbart zum Rohrverteiler (11) in Strömungsverbindung mit dem Rohrverteiler (11) auf. Die Leiterbahn (19), die auf einer oberen Oberfläche des Substrats (60) angeordnet ist und teilweise zwischen den zwei Reihen der Kammern (16) oberhalb des Rohrverteilers (11) angeordnet ist, wird zum Ansteuern des Blasengenerators (14) verwendet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluideinspritzkopfstruktur und ein Verfahren zur Herstellung derselben gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Derzeit werden Fluideinspritzvorrichtungen in Tintenstrahldruckern umfangreich angewendet. Verbesserungen der Fluideinspritzvorrichtungen führen zu Tintenstrahldüsen, die eine höhere Qualität aufweisen, zuverlässiger sind und weniger teuer herzustellen sind. Fluideinspritzvorrichtungen können auch auf viele andere Gebiete angewendet werden, wie z. B. Kraftstoffeinspritzsysteme, Zellensortierung, Arzneimittelabgabesysteme, Drucklithographie und Mikrodüsen- Antriebssysteme.
  • Unter den auf dem Markt erhältlichen Produkten können nur ein paar einzelne Tröpfchen in gleichmäßigen Formen ausspritzen. Eine der erfolgreichsten Konstruktionen verwendet thermisch angetriebene Blasen zum Ausspritzen von Tröpfchen. Diese Konstruktion wird aufgrund ihrer leichten Herstellung und niedrigen Kosten umfangreich verwendet.
  • Im Gedanken daran zielt die vorliegende Erfindung auf die Bereitstellung einer entsprechenden Fluideinspritzkopfstruktur und Verfahren dafür ab.
  • Dies wird durch eine Fluideinspritzkopfstruktur nach Anspruch 1 bzw. 9, bzw. 18, bzw. 22 erreicht. Die abhängigen Ansprüche betreffen entsprechende Weiterentwicklungen und Verbesserungen.
  • Wie aus der nachstehend folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher zu sehen ist, wird die beanspruchte Fluideinspritzkopfstruktur auf einem Substrat ausgebildet und weist darin einen Rohrverteiler, Blasengeneratoren, eine Leiterbahn und mindestens zwei Reihen von Kammern benachbart zum Rohrverteiler in Strömungsverbindung mit dem Rohrverteiler auf. Die Leiterbahn, die auf einer oberen Oberfläche des Substrats angeordnet ist und teilweise zwischen den zwei Reihen der Kammern oberhalb des Rohrverteilers angeordnet ist, wird verwendet, um den Blasengenerator anzusteuern.
  • Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft weiter erläutert, wobei auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen wird. In diesen gilt
  • Fig. 1 ist ein Querschnittsdiagramm einer erfindungsgemäßen Druckkopfstruktur,
  • Fig. 2 ist ein Querschnittsdiagramm einer erfindungsgemäßen Fluideinspritzkopfstruktur,
  • Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Fluideinspritzkopfstruktur,
  • Fig. 4 ist ein lokales vergrößertes Diagramm des in Fig. 3 gezeigten Fluideinspritzkopfs,
  • Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm einer Matrixansteuerschaltung im erfindungsgemäßen Fluideinspritzkopf, und
  • Fig. 6 bis Fig. 8 sind schematische Diagramme des Ausbildens des erfindungsgemäßen Fluideinspritzkopfs.
  • Die Fluideinspritzkopfstruktur des Standes der Technik ist im US-Patent Nr. 5 774 148, "Print head with field oxide as thermal barrier in chip", offenbart, welches ein Verfahren zum zentralen Zuführen in einem Fluideinspritzkopf detailliert darstellt. Um diese Art Düsenstruktur herzustellen, muss ein Sandstrahl-, Laserbohr- oder chemischer Ätzprozess durchgeführt werden, um in der Mitte des Chips zur Durchführung der Tinte ein Loch zu erzeugen.
  • Dieses Verfahren erfordert jedoch eine größere Chipgröße, da die entfernte Fläche des Chips verschwendet wird, was zu einer weniger kosteneffizienten Herstellung führt.
  • Man nehme bitte auf Fig. 1 Bezug, die ein Querschnittsdiagramm einer erfindungsgemäßen Druckkopfstruktur ist. Die Druckkopfstruktur der vorliegenden Erfindung ist eine Fluideinspritzkopfstruktur 10 mit virtuellen Ventilen. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst ein Blasengenerator 14 zwei Blasenerzeugungsvorrichtungen, eine erste Heizvorrichtung 14a und eine zweite Heizvorrichtung 14b, die benachbart zu einer Öffnung 12 angeordnet sind. Aufgrund von Unterschieden, wie z. B. verschiedenen Widerständen, zwischen den zwei Heizvorrichtungen 14a und 14b werden, wenn die zwei Heizvorrichtungen 14a und 14b Fluid (nicht dargestellt) innerhalb der Kammer 16 erhitzen, nacheinander zwei Blasen erzeugt. Eine erste Blase (nicht dargestellt) wird durch die erste Heizvorrichtung 14a erzeugt, die näher an einem Rohrverteiler 11 liegt als die zweite Heizvorrichtung 14b. Die erste Blase isoliert den Rohrverteiler 11 von der Öffnung 12 und wirkt als virtuelles Ventil, um einen Kreuzkopplungseffekt zwischen dieser Kammer 16 und benachbarten Kammern 16 zu verringern. Eine zweite Blase (nicht dargestellt) wird von der zweiten Heizvorrichtung 14b erzeugt. Die zweite Blase quetscht Fluid, wie z. B. Tinte, innerhalb der Kammer 16, um sie aus der Öffnung 12 auszuspritzen. Schließlich vereinigt sich die zweite Blase mit der ersten Blase, um die Erzeugung von Satellitentröpfchen zu verringern.
  • Die Fluideinspritzkopfstruktur 10 der vorliegenden Erfindung führt Tinte erfolgreich ohne vollständiges Durchätzen der Chips zu. Auf der Basis dieser Struktur können Speiseleitungsanordnungen oberhalb des Rohrverteilers 11 so gestaltet werden, dass die Festigkeit der Strukturschicht oberhalb des Rohrverteilers 11 verstärkt wird.
  • Man nehme bitte auf Fig. 2 Bezug, die ein Querschnittsdiagramm einer erfindungsgemäßen Fluideinspritzkopfstruktur 10 zeigt. Eine Niedertemperatur-Oxidschicht 18 wird auf der ersten Heizvorrichtung 14a und der zweiten Heizvorrichtung 14b als Schutzschicht abgeschieden. Danach wird eine Kontaktlochschicht in einem vorbestimmten Bereich ausgebildet und dann wird eine Metallschicht 13 auf der oberen Oberfläche der Heizvorrichtungen 14a und 14b durch die Kontaktlochschicht hindurch abgeschieden. Somit wird die Metallschicht 13 mit den Heizvorrichtungen 14a und 14b elektrisch verbunden.
  • In der gleichen Weise werden ein Drainpol 68 und ein Sourcepol 66 eines MOSFET 15 mit den Heizvorrichtungen 14a und 14b und einer Erdung 20 über die Metallschicht 13 elektrisch verbunden. Wenn ein Gate 64 des MOSFET 15 durchgesteuert wird, wird folglich von einer Kontaktstelle, die aus der Metallschicht 13 besteht, ein externes Spannungssignal an den Druckkopf angelegt. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von der Kontaktstelle über die Metallschicht 13 zur ersten Heizvorrichtung 14a und zur zweiten Heizvorrichtung 14b. Dann fließt der Strom durch den Drainpol 68 und den Sourcepol 66 des MOSFET 15 zur Erdung 20, um eine Heizwirkung zu vollenden. Wenn die Tinte innerhalb der Kammer 16 erhitzt wird, werden zwei Blasen erzeugt, um Tintentröpfchen aus der Öffnung 12 zu quetschen. Es hängt von den zu druckenden Daten ab, zu steuern, welche Öffnung 12 Tintentröpfchen während eines Druckprozesses ausspritzt. Das Material der Metallschicht 13 kann ein beliebiges von Aluminium, Gold, Kupfer, Wolfram oder Legierungen aus Aluminium-Silizium-Kupfer oder Legierungen aus Aluminium-Kupfer sein.
  • Man nehme bitte auf Fig. 3 und Fig. 4 Bezug. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Druckkopf. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 12 des Druckkopfs in sechzehn P-Gruppen P1 bis P16 aufgeteilt und jede P-Gruppe umfasst zweiundzwanzig Adressen A1 bis A22. Wie in Fig. 5 gezeigt, die ein schematisches Diagramm einer Matrixansteuerschaltung zeigt, wird durch eine Logikschaltung oder einen Mikroprozessor 32 gemäß den zu druckenden Daten ein Ansteuersignal erzeugt. Dann wird das Ansteuersignal zu einem Leistungstreiber 34 und einem Adressentreiber 35 übertragen, um festzulegen, welches A (A1 bis A22) durchgesteuert werden sollte, und zu welchem P (P1 bis P16) die Leistung geliefert werden sollte. Wenn beispielsweise Leistung zu P1 geliefert wird und A22 durchgesteuert wird, vollenden die Heizvorrichtungen 14a und 14b am dem MOSFET 15 von P1-A22 einen Vorgang des Heizens und Ausspritzens von Tinte zum vorbestimmten Zeitpunkt.
  • Fig. 4 ist ein lokales vergrößertes Diagramm des in Fig. 3 gezeigten Bereichs B. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind zwei Reihen von Öffnungen 12, 12a in der Mitte des Chips angeordnet. Wenn die Öffnungen durch die Linie A-A', wie in Fig. 3 gezeigt, in zwei Teile unterteilt werden, befinden sich acht Gruppen auf der rechten Seite, P1 bis P8, und acht Gruppen auf der linken Seite, P9 bis P16. Der Bereich oberhalb des Rohrverteilers 11 zwischen den zwei Reihen von Öffnungen 12, 12a wird für eine Speiseleitungsanordnung verwendet. Acht Metallspeiseleitungen entsprechend P1 bis P8 sind rechts von der Linie A-A' angeordnet und sind mit E/A-Kontaktstellen auf der rechten Seite elektrisch verbunden. Acht Speiseleitungen entsprechend P9 bis P16 (nicht dargestellt) sind links von der Linie A-A' angeordnet und sind mit E/A-Kontaktstellen auf der linken Seite elektrisch verbunden.
  • Die Ansteuerschaltung zwischen jeder entsprechenden P- Kontaktstelle und G-Kontaktstelle verwendet eine Schaltungsanordnung vom U-Typ. Die Ansteuerschaltung zwischen der Kontaktstelle P1 und der Kontaktstelle G1 ist in einem gestrichelten Block in Fig. 4 dargestellt. Jede Ansteuerschaltung ist ohne Kreuzen irgendeiner anderen Ansteuerschaltung angeschlossen. Nur eine Metallschicht 13 wird verwendet, um die Speiseleitung 19 zwischen den Heizvorrichtungen 14a, 14b und der Erdungskontaktstelle G zu bilden. Es sind elf Metallleitungen 22 über der MOSFET-Gruppe 15 angeordnet und weitere elf Metallleitungen 22 sind unter den MOSFET-Gruppen 15 in Fig. 4 angeordnet. Die Metallleitungen 22 sind mit den Kontaktstellen A elektrisch verbunden, um die Ausgangsdaten des Adressentreibers 35 zu den entsprechenden MOSFET-Gruppen 15 zum Steuern des Tintenausspritzens zu übertragen. Es sind auch elf Polysiliziumleitungen 23 links von den MOSFET-Gruppen 15 und weitere elf rechts vom MOSFET 15 angeordnet. Dann werden Kontaktschichten 24 ausgebildet, um die Metallleitungen 22 und die Polysiliziumleitungen 23 elektrisch zu verbinden, um die Verbindung der Ansteuerschaltungen zu vollenden. Die Polysiliziumleitungen 23 werden verwendet, um die Metallleitungen 22 oberhalb und unterhalb der MOSFET-Gruppen 15 (d. h. die oberen Teile und die unteren Teile der Metallleitungen 22 in Fig. 4) zu verbinden. Wenn beispielsweise ein Signal von der Kontaktstelle Al eingegeben wird, um die Heizvorrichtungen von P16 einzuschalten, muss es über die Polysiliziumleitungen 23 durch die Metallleitungen 22 zu den Heizvorrichtungen von P16 übertragen werden.
  • Man nehme bitte auf Fig. 6 bis Fig. 8 Bezug, die schematische Diagramme zum Ausbilden des erfindungsgemäßen Fluideinspritzkopfs zeigen. Zuerst wird ein lokaler Oxidationsprozess durchgeführt, um eine Feldoxidschicht 62 auf einem Siliziumsubstrat 60 auszubilden. Dann wird ein unstrukturierter Borimplantationsprozess durchgeführt, um die Schwellenspannung der Ansteuerschaltung einzustellen. Ein Polysiliziumgate 64 wird in der Feldoxidschicht 62 ausgebildet. Gleichzeitig werden zweiundzwanzig Polysiliziumleitungen 23 entlang zwei Kanten des Chips ausgebildet. Eine Arsenimplantation wird durchgeführt, um einen Sourcepol 66 und einen Drainpol 68 auf beiden Seiten des Gates 64 auszubilden. Dann wird eine spannungsarme Schicht 72 wie z. B. Siliziumnitrid abgeschieden, um eine obere Schicht der Kammer 16 auszubilden, wie in Fig. 6 gezeigt.
  • Man nehme bitte auf Fig. 7 Bezug. Eine Ätzlösung (KOH) wird verwendet, um eine Rückseite des Substrats 60 zu ätzen, um einen Rohrverteiler 11 zur Fluidzufuhr auszubilden. Dann wird die Feldoxidschicht 62 mit einer Ätzlösung (HF) teilweise entfernt, um die Kammer 16 auszubilden. Danach wird ein präzise zeitgesteuerter Ätzprozess unter Verwendung von KOH durchgeführt, um die Tiefe der Kammer 16 zu erhöhen. Die Kammer 16 und der Rohrverteiler 11 werden verbunden und mit Fluid gefüllt, dieser Ätzprozess benötigt jedoch spezielle Aufmerksamkeit, da konvexe Ecken in der Kammer 16 auch geätzt werden.
  • Als nächstes wird ein Prozess zum Ausbilden von Heizvorrichtungen durchgeführt. Dieser Prozess sollte für übliche Fachleute offensichtlich sein. Eine gute Wahl von Materialien zur Verwendung für die erste Heizvorrichtung 14a und die zweite Heizvorrichtung 14b sind Legierungen aus Tantal und Aluminium, aber andere Materialien wie Platin oder HfB2 können auch wirksam funktionieren. Eine Niedertemperatur- Oxidschicht 74 wird über dem gesamten Substrat 60 abgeschieden. Zusätzlich zum Schützen der ersten Heizvorrichtung 14a und der zweiten Heizvorrichtung 14b und zum Isolieren des MOSFET 15 dient die Niedertemperatur- Oxidschicht 74 als Schutzschicht, die das Gate 64, den Sourcepol 66, den Drainpol 68 und das Feldoxid 62 bedeckt.
  • Als nächstes wird eine leitende Schicht 13 auf der ersten Heizvorrichtung 14a und der zweiten Heizvorrichtung 14b ausgebildet, um die erste Heizvorrichtung 14a, die zweite Heizvorrichtung 14b und den MOSFET 15 der Ansteuerschaltung elektrisch zu verbinden. Die Ansteuerschaltung überträgt ein Signal zu einzelnen Heizvorrichtungen und steuert eine Vielzahl von Paaren von Heizvorrichtungen an, so dass weniger Schaltungsbauelemente und Verbindungsschaltungen erforderlich sind. Das bevorzugte Material für die leitende Schicht 13 ist eine Legierung aus Aluminium-Silizium-Kupfer, Aluminium, Kupfer, Gold oder Wolfram. Eine Niedertemperatur-Oxidschicht 76 wird als Schutzschicht auf der leitenden Schicht 13 abgeschieden.
  • Man nehme bitte auf Fig. 8 Bezug. Eine Öffnung 12 wird zwischen der ersten Heizvorrichtung 14a und der zweiten Heizvorrichtung 14b ausgebildet. Bisher hat die Beschreibung die Ausbildung einer Fluideinspritzanordnung mit einer Ansteuerschaltung detailliert dargestellt, die in einem Stück integriert sind. Die Ansteuerschaltung und die Heizvorrichtungen sind auf demselben Substrat integriert und eine integrierte Einspritzkopfstruktur wird ohne den Bedarf für eine befestigte Düsenplatte ausgebildet.
  • Das folgende ist eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung. Man nehme bitte auf Fig. 4 und Fig. 5 Bezug. Wenn das Drucken beginnt, bestimmt die Logikschaltung oder der Mikroprozessor 32, welche Öffnungen 12 Tinte ausspritzen sollten, gemäß den zu druckenden Daten und erzeugt ein Ansteuersignal. Das Ansteuersignal wird zum Leistungstreiber 34 und zum Adressentreiber 32 übertragen, um die korrekten A-Gruppen (A1 bis A22) durchzusteuern und Leistung an die korrekten P- Gruppen (P1 bis P16) anzulegen. Somit wird ein Strom erzeugt und an die Heizvorrichtungen 14a und 14b angelegt, um Fluid zu erhitzen und Blasen zu erzeugen, so dass Tintentröpfchen ausgespritzt werden. Man nehme beispielsweise an, dass ein Tröpfchen aus der Öffnung 12a von A1-P1 ausgespritzt werden soll. Zuerst wird ein Spannungssignal von einer E/A- Kontaktstelle von A1 eingegeben und zum Gate 64 des MOSFET 15 übertragen, um das Gate 64 durchzusteuern. Als nächstes wird ein weiteres Spannungssignal von einer E/A-Kontaktstelle von Pl eingegeben, um einen Strom zu erzeugen. Der Strom fließt über die Heizvorrichtungen 14a und 14b zum Drainpol 68, Sourcepol 66 und zur Erdung 20, um das Fluid zu erhitzen und Blasen zu erzeugen. Die Blasen wirken zum Ausspritzen eines Tintentröpfchens aus der Öffnung 12a von A1-P1.
  • Obwohl die obige Beschreibung Schwarz-Weiß-Drucker detailliert darstellt, kann die vorliegende Erfindung auf Farbdrucker oder Mehrfarbdrucker angewendet werden. Außerdem kann die vorliegende Erfindung auch auf andere Gebiete angewendet werden, wie z. B. Kraftstoffeinspritzsysteme, Zellensortierung, Arzneimittelabgabesysteme, Drucklithographie, Mikroeinspritz- Antriebssysteme und andere.
  • Zusammengefasst weist die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile auf, wenn sie mit der vorstehend erwähnten herkömmlichen Fluideinspritzkopfstruktur verglichen wird. Da der Druckkopf ohne Durchätzen des gesamten Chips hergestellt wird, können erstens die Schaltungsanordnungen oberhalb der Rohrverteiler durchgeführt werden, was zu einer Verringerung der Wafergröße und einer daraus folgenden Steigerung der Anzahl von Chips pro Wafer führt. Zweitens verstärkt die Anordnung der Schaltungsanordnungen auf der Strukturschicht oberhalb des Rohrverteilers die Festigkeit der Strukturschicht. Und drittens wird unter Verwendung dieses Verfahrens zum Verbessern der Dichte der Schaltungsanordnung die für die Schaltungsanordnung erforderliche Fläche verringert und mehr Öffnungen können in derselben Waferfläche angeordnet werden, um die Druckgeschwindigkeit zu verbessern. Somit betrifft die vorliegende Erfindung zusammenfassend eine Fluideindspritzkopfstruktur 10 und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Die Fluideinspritzkopfstruktur 10 wird auf einem Substrat 60 ausgebildet und weist darin einen Rohverteiler 11, Blasengeneratoren 14, eine Leiterbahn 19 und mindestens zwei Reihen von Kammern 16 benachbart zum Rohrverteiler 11 in Strömungsverbindung mit dem Rohrverteiler 11 auf. Die Leiterbahn 19, die auf einer oberen Oberfläche des Substrats 60 angeordnet ist und teilweise zwischen den zwei Reihen der Kammern 16 oberhalb des Rohrverteilers 11 angeordnet ist, wird zum Ansteuern des Blasengenerators 14 verwendet.

Claims (25)

1. Fluideinspritzkopfstruktur (10) mit:
einem Substrat (60);
einem Rohrverteiler (11), der im Substrat (60) ausgebildet ist;
mindestens zwei Reihen von Kammern (16) in (16) in Strömungsverbindung mit dem Rohrverteiler (11), die auf zwei Seiten des Rohrverteilers (11) angeordnet sind, wobei Fluid durch den Rohrverteiler (11) in die Kammern (16) strömt; und
mindestens einem Blasengenerator (14), der auf dem Substrat (60) und innerhalb einer entsprechenden Kammer (16) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass die Fluideinspritzkopfstruktur (10) ferner folgendes umfasst:
eine Leiterbahn (19), die auf dem Substrat (60) angeordnet ist, zum Ansteuern des Blasengenerators (14), wobei ein Teil der Leiterbahn (19) oberhalb des Rohrverteilers (11) und zwischen den zwei Reihen von Kammern (16) angeordnet ist.
2. Fluideinspritzkopfstruktur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluideinspritzkopfstruktur (10) ferner mindestens eine Öffnung (12) umfasst, die mit der entsprechenden Kammer (16) verbunden ist, so dass Fluid durch die Kammer (16) zur Öffnung (12) strömen kann.
3. Fluideinspritzkopfstruktur (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasengenerator (14) eine erste Blasengeneratorvorrichtung (14a) und eine zweite Blasengeneratorvorrichtung (14b) umfasst, die benachbart zur entsprechenden Öffnung (12) der entsprechenden Kammer (16) angeordnet sind, wobei, wenn die Kammer (16) voll Fluid ist, die erste Blasengeneratorvorrichtung (14a) eine erste Blase erzeugt und dann die zweite Blasengeneratorvorrichtung (14b) eine zweite Blase erzeugt, um das Fluid innerhalb der Kammer (16) aus der Öffnung (12) zu quetschen.
4. Fluideinspritzkopfstruktur (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Blase als virtuelles Ventil dient, das die Strömung von Fluid aus der Kammer (16) einschränkt.
5. Fluideinspritzkopfstruktur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluideinspritzkopfstruktur (10) ein Druckkopf eines Tintenstrahldruckers ist, der Rohrverteiler (11) mit einer Patrone verbunden ist und das Fluid Tinte innerhalb der Patrone ist.
6. Fluideinspritzkopfstruktur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Leiterbahn (19) irgendeines von Aluminium, Gold, Kupfer, Wolfram, Legierungen aus Aluminium-Silizium-Kupfer und Legierungen aus Aluminium-Kupfer ist.
7. Fluideinspritzkopfstruktur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluideinspritzkopfstruktur (10) mindestens einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) (15) auf dem Substrat (60) umfasst, wobei der MOSFET (15) mit dem Blasengenerator (14) elektrisch gekoppelt ist.
8. Fluideinspritzkopfstruktur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (19), die oberhalb des Rohrverteilers (11) angeordnet ist, eine Speiseleitung (19) ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer Fluideinspritzkopfstruktur (10) mit den folgenden Schritten:
Vorsehen eines Substrats (60);
Ausbilden eines Rohrverteilers (11) im Substrat (60);
Ausbilden von mindestens zwei Reihen von Kammern (16), die mit dem Rohrverteiler (11) derart verbunden werden, dass Fluid durch den Rohrverteiler (11) zu den Kammern (16) strömen kann, wobei die Kammern (16) auf zwei Seiten des Rohverteilers (11) angeordnet sind; und
Ausbilden von mindestens einem Blasengenerator (14), der auf dem Substrat (60) und innerhalb einer entsprechenden Kammer (16) angeordnet wird;
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Herstellung einer Fluideinspritzkopfstruktur (10) den folgenden Schritt umfasst:
Ausbilden einer Leiterbahn (19), die auf einer oberen Oberfläche des Substrats (60) angeordnet wird, zum Ansteuern der Blasengeneratoren (14), wobei ein Teil der Leiterbahn (19) zwischen den zwei Reihen von Kammern (16) und oberhalb des Rohrverteilers (11) angeordnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:
Ausbilden einer dielektrischen Schicht (62) auf dem Substrat (60);
Ausbilden einer spannungsarmen Materialschicht (72) auf der dielektrischen Schicht (62); und
Ätzen des Substrats (60) und der dielektrischen Schicht (62), um den Rohrverteiler (11) und die Kammern (16) auszubilden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasengeneratoren (14) auf der spannungsarmen Materialschicht (72) ausgebildet werden und mit der Leiterbahn (19) elektrisch gekoppelt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasengenerator (14) ferner eine erste Blasengeneratorvorrichtung (14a) und eine zweite Blasengeneratorvorrichtung (14b) umfasst.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einen Schritt des Ausbildens mindestens einer Öffnung (12), die mit der entsprechenden Kammer (16) derart verbunden wird, dass Fluid durch die Kammer (16) zur Öffnung (12) strömen kann, umfasst.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluideinspritzkopfstruktur (10) ein Druckkopf eines Tintenstrahldruckers ist, der Rohrverteiler (11) mit einer Patrone verbunden ist und das Fluid Tinte innerhalb der Patrone ist.
15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Leiterbahn (19) irgendeines von Aluminium, Gold, Kupfer, Wolfram, Legierungen aus Aluminium-Silizium- Kupfer und Legierungen aus Aluminium-Kupfer ist.
16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einen Schritt des Ausbildens mindestens eines Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors (MOSFET) (15) auf dem Substrat (60) umfasst, wobei der MOSFET (15) mit dem Blasengenerator (14) elektrisch gekoppelt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (19), die oberhalb des Rohrverteilers (11) angeordnet wird, eine Speiseleitung (19) ist.
18. Verfahren zum Verstärken der Festigkeit einer Fluideinspritzkopfstruktur (10) mit den folgenden Schritten:
Vorsehen der Fluideinspritzkopfstruktur (10) mit:
einem Substrat (60);
einem Rohrverteiler (11), der im Substrat (60) ausgebildet ist;
mindestens zwei Reihen von Kammern (16) in Strömungsverbindung mit dem Rohrverteiler (11), die auf zwei Seiten des Rohrverteilers (11) angeordnet sind, wobei Fluid durch den Rohrverteiler (11) in die Kammern (16) strömt; und
mindestens einem Blasengenerator (14), der auf dem Substrat (60) und innerhalb einer entsprechenden Kammer (16) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt des Ausbildens einer Leiterbahn (19), die auf einer oberen Oberfläche des Substrats (60) angeordnet wird, zum Ansteuern der Blasengeneratoren (14) umfasst, wobei ein Teil der Leiterbahn (19) zwischen den zwei Reihen von Kammern (16) und oberhalb des Rohrverteilers (11) angeordnet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner mindestens eine Öffnung (12) umfasst, die mit der entsprechenden Kammer (16) verbunden ist, so dass Fluid durch die Kammer (16) zur Öffnung (12) strömen kann.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasengenerator (14) eine erste Blasengeneratorvorrichtung (14a) und eine zweite Blasengeneratorvorrichtung (14b) umfasst, die benachbart zur entsprechenden Öffnung (12) der entsprechenden Kammer (16) angeordnet sind, wobei, wenn die Kammer (16) voll Fluid ist, die erste Blasengeneratorvorrichtung (14a) eine erste Blase erzeugt und dann die zweite Blasengeneratorvorrichtung (14b) eine zweite Blase erzeugt, um das Fluid innerhalb der Kammer (16) aus der Öffnung (12) zu quetschen.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Blase als virtuelles Ventil dient, das die Strömung von Fluid aus der Kammer (16) einschränkt.
22. Verfahren zum Verringern der Fläche, die für die Schaltungsanordnungen auf einer Fluideinspritzkopfstruktur (10) erforderlich ist, mit den folgenden Schritten:
Vorsehen der Fluideinspritzkopfstruktur (10) mit:
einem Substrat (60);
einem Rohrverteiler (11), der im Substrat (60) ausgebildet ist;
mindestens zwei Reihen von Kammern (16) in Strömungsverbindung mit dem Rohrverteiler (11), die auf zwei Seiten des Rohrverteilers (11) angeordnet sind, wobei Fluid durch den Rohrverteiler (11) in die Kammern (16) strömt; und
mindestens einem Blasengenerator (14), der auf dem Substrat (60) und innerhalb einer entsprechenden Kammer (16) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt des Ausbildens einer Leiterbahn (19), die auf einer oberen Oberfläche des Substrats (60) angeordnet wird, zum Ansteuern der Blasengeneratoren (14) umfasst, wobei ein Teil der Leiterbahn (19) zwischen den zwei Reihen von Kammern (16) und oberhalb des Rohrverteilers (11) angeordnet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner mindestens eine Öffnung (12) umfasst, die mit der entsprechenden Kammer (16) verbunden ist, so dass Fluid durch die Kammer (16) zur Öffnung (12) strömen kann.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasengenerator (14) eine erste Blasengeneratorvorrichtung (14a) und eine zweite Blasengeneratorvorrichtung (14b) umfasst, die benachbart zur entsprechenden Öffnung (12) der entsprechenden Kammer (16) angeordnet sind, wobei, wenn die Kammer (16) voll Fluid ist, die erste Blasengeneratorvorrichtung (14a) eine erste Blase erzeugt und dann die zweite Blasengeneratorvorrichtung (14b) eine zweite Blase erzeugt, um das Fluid innerhalb der Kammer (16) aus der Öffnung (12) zu quetschen.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Blase als virtuelles Ventil dient, das die Strömung von Fluid aus der Kammer (16) einschränkt.
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