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KR20180126631A - 구조체, 프린트 헤드 및 잉크젯 펜 - Google Patents

구조체, 프린트 헤드 및 잉크젯 펜 Download PDF

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KR20180126631A
KR20180126631A KR1020187033536A KR20187033536A KR20180126631A KR 20180126631 A KR20180126631 A KR 20180126631A KR 1020187033536 A KR1020187033536 A KR 1020187033536A KR 20187033536 A KR20187033536 A KR 20187033536A KR 20180126631 A KR20180126631 A KR 20180126631A
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fluid
printhead die
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치앤-후아 첸
마이클 더블유 컴비
실람 제이 초이
Original Assignee
휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Publication date
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Abstract

일 실시예에 있어서, 프린트 바가 기다란 단일 몸체 안에 성형된 복수의 프린트헤드 다이들을 포함한다. 상기 프린트헤드 다이들은 상기 몸체의 길이를 따라서 대체로 단부를 맞대어 배열되고, 상기 몸체는 유체가 상기 프린트헤드 다이로 직접 통과할 수 있게 하는 채널을 구비한다.

Description

구조체, 프린트 헤드 및 잉크젯 펜{STRUCTURE, PRINT HEAD AND INKJET PEN}
본 발명은 성형된 프린트 바에 관한 것이다.
잉크젯 펜 또는 프린트 바 내의 프린트헤드 다이 각각은 잉크를 토출 챔버로 운반하는 작은 채널들을 포함한다. 잉크는 잉크 공급부에서부터, 프린트헤드 다이(들)를 펜 또는 프린트 바에 지지시키는 구조체 내의 통로를 통해서, 다이 채널들로 분배된다. 각 프린트헤드 다이의 크기를 축소시켜서, 예를 들어 상기 다이의 비용을 줄이고, 그에 따라 펜 또는 프린트 바의 비용을 줄이는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 더 작은 다이를 사용함에 있어서는 다이들에 잉크를 분배하는 통로들을 포함해서, 다이들을 지지하는 구조체를 크게 변경시켜야 하는 것이 필요할 수 있다.
본 발명은 성형된 프린트 바를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 있어서, 프린트 바가 기다란 단일 몸체 안에 성형된 복수의 프린트헤드 다이들을 포함한다. 상기 프린트헤드 다이들은 상기 몸체의 길이를 따라서 대체로 단부를 맞대어 배열되고, 상기 몸체는 유체가 상기 프린트헤드 다이로 직접 통과할 수 있게 하는 채널을 구비한다.
도 1과 도 2, 도 3과 도 4, 도 5와 도 6, 도 7과 도 8의 쌍 각각은 마이크로디바이스로 바로 이어지는 유체 유동 통로를 갖는 하나의 성형체 내에 마이크로디바이스가 매립된, 새로운 성형 유체 유동 구조체의 일례를 도시하는 도면,
도 9는 예컨대 도 1 내지 도 8에 도시된 예들 중 하나와 같은, 새로운 유체 유동 구조체를 구현하는 유체 유동 시스템을 도시하는 블록도,
도 10은 기판 광폭 프린트 바의 프린트헤드를 위한 새로운 유체 유동 구조체의 일례를 구현하는 잉크젯 프린터를 도시하는 블록도,
도 11 내지 도 16은 프린트헤드 다이를 위한 새로운 유체 유동 구조체의 일례를 구현하는 것으로서, 도 10의 프린터에 사용될 수 있는 잉크젯 프린트 바를 도시하는 도면,
도 17 내지 도 21은 새로운 프린트헤드 다이 유체 유동 구조를 제조하는 공정의 일례를 도시하는 단면도,
도 22는 도 17 내지 도 21에 도시된 공정의 흐름도,
도 23 내지 도 27은 도 11 내지 도 16에 도시된 프린트 바와 같은 새로운 잉크젯 프린트 바를 제조하는 웨이퍼 레벨 공정의 일례를 도시하는 사시도,
도 28은 도 23에서 나온 상세도,
도 29 내지 도 31은 프린트헤드 다이용 새로운 유체 유동 구조체의 다른 예를 도시하는 도면.
도면 전체에 걸쳐서 동일한 부재 번호는 동일 또는 유사한 부재를 나타낸다. 도면들은 반드시 실척일 필요는 없다. 일부 부재들의 상대적인 크기는 도시된 예를 보다 명확하게 설명하기 위해 과장된다.
기판 광폭 프린트 바 조립체를 사용하는 잉크젯 프린터는 인쇄 속도를 증가시키고 인쇄 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있게 개발되어 왔다. 종래의 기판 광폭 프린트 바 조립체들은 인쇄 유체를, 인쇄 유체 공급부로부터, 인쇄 유체를 종이나 기타 인쇄 기판 상으로 토출시키는 작은 프린트헤드 다이들로 운반하는 복수의 부재들을 포함한다. 프린트헤드 다이들의 크기 및 간격을 줄이는 것은 비용을 줄이는 데 있어 여전히 중요한데, 인쇄 유체를 큰 공급 부품들에서부터 일찍이 없었던 더 작고 빽빽한 간격의 다이들로 보냄에 있어서는 실제로 비용을 증가시킬 수 있는 복잡한 유동 구조체 및 제조 공정이 필요하다.
기판 광폭 잉크젯 프린터에서 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있도록 더 작은 프린트헤드 다이와 더 콤팩트한 다이 회로의 사용을 가능하게 하기 위해 새로운 유체 유동 구조체가 개발되었다. 새로운 구조체의 일례를 구현하는 프린트 바는 성형 가능 재료로 이루어진 기다란 단일 몸체(monolithic body) 안에 성형된 복수의 프린트헤드 다이를 포함한다. 상기 단일 몸체 안에 성형된 유체 유동 채널들은 인쇄 유체를 각 다이의 인쇄 유체 흐름 통로들로 바로 보낸다. 사실상 성형에서는, 외부 유체 연결부들이 만들어지고, 다이들이 다른 구조체에 부착될 수 있고, 그에 따라 더 작은 다이의 사용이 가능해질 수 있도록 하기 위해, 각 다이의 크기를 키운다. 빌트인 인쇄 유체 채널들을 구비한 새로운 복합 프린트헤드 웨이퍼를 형성하기 위해 프린트헤드 다이들과 인쇄 유체 채널들이 웨이퍼 레벨에서 성형될 수 있는데, 이는 실리콘 기판에 인쇄 유체 채널들을 형성할 필요가 없게 하며 더 얇은 다이의 사용을 가능하게 한다.
새로운 유체 유동 구조체는 잉크젯 인쇄를 위한 프린트 바 또는 다른 유형의 프린트헤드 구조체로 국한되지 않고, 오히려 그 밖의 다른 기기들 및 다른 유체 유동 응용 장치들에서 구현될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 새로운 구조체는 성형체 안에 매립된 마이크로디바이스(micro device)를 포함하고, 상기 성형체는 유체가 상기 마이크로디바이스 안으로 또는 상으로 직접 흐를 수 있게 하는 채널 또는 다른 형태의 통로를 갖는다. 마이크로디바이스는, 예를 들면, 전자 장치, 기계 장치, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 장치일 수 있다. 유체 유동은, 예를 들면, 마이크로디바이스 안으로 또는 상으로 흐르는 냉각 유체 유동이거나, 프린트헤드 다이 또는 그 밖의 다른 유체 분배용 마이크로디바이스로 흐르는 유체 유동일 수 있다.
도면에 도시되어 있고 아래에서 설명되고 있는 이들 실시예들과 다른 실시예들은 본 발명을 예시하지만 제한하는 것은 아니고, 본 발명은 발명에 대한 설명에 이어지는 특허청구범위에서 정의된다.
이 문서에서 사용되고 있는 바와 같이, "마이크로디바이스"는 하나 이상의 외부 치수가 30mm 이하인 장치를 의미하고, "얇은"이라는 말은 650μm 이하의 두께를 의미하고, "슬리버(sliver)"는 폭에 대한 길이의 비(L/W)가 적어도 3인 얇은 마이크로디바이스를 의미하고, "프린트헤드"와 "프린트헤드 다이"는 유체를 하나 이상의 개구로부터 분배시키는 잉크젯 프린터 또는 다른 유형의 잉크젯 디스펜서의 부품을 의미한다. 프린트헤드는 하나 이상의 프린트헤드 다이를 포함한다. "프린트헤드"와 "프린트헤드 다이"는 잉크 및 그 밖의 다른 인쇄 유체로 인쇄하는 것에 국한되지 않고, 그 밖의 다른 유체의 잉크젯 타입 분배 및/또는 인쇄가 아닌 다른 용도도 포함한다.
도 1 및 도 2는 각각 새로운 유체 유동 구조체(10)의 일례를 도시하는 정면도 및 평면 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 구조체(10)는 플라스틱 또는 다른 성형 재료로 이루어진 단일 몸체(14) 안에 성형된 마이크로디바이스(12)를 포함한다. 본 명세서에서, 성형된 몸체(14)를 성형체(14)라고도 칭한다. 마이크로디바이스(12)는, 예를 들면, 전자 장치, 기계 장치, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 장치일 수 있다. 채널 또는 다른 적절한 유체 유동 통로(16)가 마이크로디바이스(12)와 접촉하게 몸체(14)에 성형되고, 이에 따라 채널(16) 안의 유체가 마이크로디바이스(12) 안으로 또는 상으로(또는 둘 다) 직접 흐를 수 있다. 이 실시예에서, 채널(16)은 마이크로디바이스(12) 내의 유체 유동 통로(18)에 연결되고, 마이크로디바이스(12)의 외부면(20)에 노출된다.
도 3 및 도 4에 도시된 다른 실시예에서, 성형체(14) 내의 유동 통로(16)는, 예를 들어 마이크로디바이스(12)를 냉각시킬 수 있도록, 공기 또는 다른 유체가 마이크로디바이스(12)의 외부면(20)을 따라 흐를 수 있게 한다. 또한, 이 실시예에서는, 전기 단자(24)에서 마이크로디바이스(12)에 연결된 신호 트레이스 또는 그 밖의 다른 도전체(22)가 성형체(14) 안에 성형된다. 도 5 및 도 6에 도시된 또 다른 실시예에서, 마이크로디바이스(12)는 노출면(26)을 채널(16) 반대측에 있도록 해서 몸체(14)에 성형된다. 도 7 및 도 8에 도시된 다른 실시예에서, 마이크로디바이스(12A, 12B)는 유체 유동 채널(16A, 16B)을 갖춘 몸체(14)에 성형된다. 이 실시예에서, 유동 채널(16A)은 외부에 장치한 장치(12A)의 가장자리와 접촉하고, 반면에 유동 채널(16B)은 내부에 장치한 장치(12B)의 바닥과 접촉한다.
도 9는 예컨대 도 1 내지 도 8에 도시된 유동 구조체(10)들 중 하나와 같은, 새로운 유체 유동 구조체(10)를 구현하는 시스템(28)을 도시하는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 시스템(28)은 유체를 구조체(10) 내의 유체 통로(16)로 유동시킬 수 있도록 구성된 유체 이동기(fluid mover)(32)에 작동 가능하게 연결된 유체 공급원(30)을 포함한다. 유체 공급원(30)은, 예를 들어, 전자 마이크로디바이스(12)를 냉각시키는 공기 공급원으로서의 대기, 또는 프린트헤드 마이크로디바이스(12)를 위한 인쇄 유체 공급부를 포함할 수 있다. 유체 이동기(32)는 유체를 유체 공급원(30)에서부터 유동 구조체(10)로 이동시키기 위한, 펌프, 팬, 중력 또는 기타 다른 임의의 적절한 기구를 나타낸다.
도 10은 기판 광폭 프린트 바(36) 내의 새로운 유체 유동 구조체(10)의 일례를 구현하는 잉크젯 프린터(34)를 도시하는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 프린터(34)는 프린트 기판(38)의 폭에 걸친 길이의 프린트 바(36), 프린트 바(36)와 연관된 유동 조절기(40), 기판 이송 기구(42), 잉크 또는 그 밖의 다른 인쇄 유체 공급부(44) 및 프린터 제어기(46)를 포함한다. 제어기(46)는 프린터(10)의 작동 요소들을 제어하는 데 필요한 프로그램, 프로세서(들) 및 이와 관련된 메모리, 및 전자 회로 및 부품들을 나타낸다. 프린트 바(36)는 한 장 또는 연속하는 웹의 종이 또는 다른 프린트 기판(38) 상에 인쇄 유체를 분배하기 위한 프린트헤드(37)들의 배열을 포함한다. 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 각 프린트헤드(37)는 인쇄 유체를 프린트헤드 다이(들)로 직접 공급하기 위해 다수의 채널(16)들을 구비한 성형체에 하나 이상의 다이 포함한다. 각 프린트헤드 다이는 공급부(44)로부터 유동 조절기(40) 안으로 이어지고 그 유동 조절기를 통해서 프린트 바(36)의 채널(16)로 이어지는 유동 통로를 통해서 인쇄 유체를 받는다.
도 11 내지 도 16은 새로운 유체 유동 구조체(10)의 일례를 구현하는 것으로서, 도 10의 프린터(34)에 사용될 수 있는 잉크젯 프린트 바(36)를 도시하고 있다. 도 11의 평면도를 먼저 참조하면, 프린트헤드(37)들은 기다란 단일 성형체(14) 안에 매립되고, 일반적으로, 각 행의 프린트헤드들이 그 행의 다른 프린트헤드와 중첩하는 엇갈린 형태의 행(48)으로 단부를 맞대어 정렬된다. 예를 들어 네 가지 다른 색을 인쇄하기 위해 4개의 행(48)의 엇갈린 프린트헤드(37)가 도시되어 있지만, 다른 적절한 구성도 가능하다.
도 12는 도 11의 12-12 선을 따라서 취한 단면도이다. 도 13 내지 도 15는 도 12에서 나온 상세도이고, 도 16은 도 12 내지 도 14의 프린트헤드 다이 유동 구조체(10)의 특징부들 중 일부 특징부의 배치를 보이는 평면도이다. 도 11 내지 도 15를 참조하면, 도시된 예에서, 각 프린트헤드(37)는 한 쌍의 프린트헤드 다이(12)를 포함하고, 이 프린트헤드 다이 각각은 2개의 행의 토출 챔버(50)와, 인쇄 유체를 토출 챔버(50)로부터 토출시키는 대응하는 오리피스(52)를 구비한다. 성형체(14) 내의 각 채널(16)은 인쇄 유체를 하나의 프린트헤드 다이(12)로 공급한다. 프린트헤드(37)를 위한 다른 적절한 구성도 가능하다. 예를 들어, 더 많거나 적은 수의 프린트헤드 다이(12)를 더 많거나 적은 수의 토출 챔버(50) 및 채널(16)과 아울러서 사용될 수 있다(도 12 내지 도 15에서는 프린트 바(36)와 프린트헤드(37)가 위로 향하고 있으나, 프린터에 설치되었을 때에는 도 10의 블록도에 도시된 바와 같이 프린트 바(36)와 프린트헤드(37)는 아래로 향한다).
2행의 토출 챔버(50) 행들 사이에서 각 다이(12)를 따라 각각 길이 방향으로 연장되는 매니폴드(54)로부터 각 토출 챔버(50) 안으로 인쇄 유체가 유동한다. 인쇄 유체는 다이 표면(20)에서 인쇄 유체 공급 채널(16)에 연결되는 복수의 포트(56)를 통해서 매니폴드(54) 안으로 공급된다. 인쇄 유체 공급 채널(16)은, 인쇄 유체가 프린트 바(36) 안으로 운반하는 유동 조절기 또는 다른 부품 내의 더 크고 느슨한 간격의 통로에서부터 프린트헤드 다이(12)의 더 작고 빽빽한 간격의 인쇄 유체 포트(56)들로 운반될 수 있도록 하기 위해, 도시된 바와 같이, 인쇄 유체 포트(56)보다 실질적으로 더 넓다. 따라서, 인쇄 유체 공급 채널(16)은 일부 종래의 프린트헤드에서 필요했던 불연속 부채꼴 전개(fan-out) 및 그 밖의 다른 유체 경로 형성 구조체의 필요성을 감소시키거나 심지어는 제거하는 데에 도움이 될 수 있다. 또한, 프린트헤드 다이 표면(20)의 실질적인 영역을 도시된 바와 같이 채널(16)에 노출시키는 것에 의해, 채널(16) 내의 인쇄 유체가 인쇄 중에 다이(12)를 냉각시키는 데 도움을 줄 수 있게 된다.
도 11 내지 도 15에서 프린트헤드 다이(12)를 이상화시킨 도면은 토출 챔버(50), 오리피스(52), 매니폴드(54), 포트(56)를 명료하게 보이기 위해서 오로지 편의상 3개의 층(58, 60, 62)을 도시하고 있다. 실제의 잉크젯 프린트헤드 다이(12)는 도 11 내지 도 15에 도시되지 않은 층들과 요소들을 구비하는 실리콘 기판(58)에 형성된 전형적으로 복잡한 집적 회로(IC) 구조체이다. 예를 들면, 잉크 또는 그 밖의 다른 인쇄 유체의 방울 또는 스트림을 오리피스(52)로부터 토출시키기 위해, 각 토출 챔버(50)에서 기판(58) 상에 형성된 열 방출기 소자 또는 압전 방출기 소자가 작동된다.
성형된 유동 구조체(10)는 길고 폭이 좁고 매우 얇은 프린트헤드 다이(12)의 사용을 가능하게 한다. 예를 들어, 약 26mm의 길이 및 500μm의 폭으로 되어 있는 100μm 두께의 프린트헤드 다이(12)는 500μm 두께의 몸체(14) 안에 성형되어서 종래의 500μm 두께의 실리콘 프린트헤드 다이를 대체할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 몸체(14) 안에 채널(16)들을 형성하는 것은 실리콘 기판에 공급 채널들을 형성하는 것과 비교해서 더 저렴하고 용이할 뿐만 아니라, 더 얇은 다이(12)에 인쇄 유체 포트(56)들을 형성하는 것도 또한 더 저렴하고 용이하다. 예를 들어, 100μm 두께의 프린트헤드 다이(12)에 포트(56)들을 건식 에칭 및 두꺼운 기판에서는 실용적이지 않은 다른 적합한 마이크로 기계 가공 기술로 형성할 수 있다. 얇은 실리콘, 유리 또는 그 밖의 다른 기판(58) 내에 종래의 슬롯들을 형성하는 것이 아니라 직선 또는 약간 테이퍼진 관통 포트(56)들의 고밀도 배열을 마이크로 기계 가공함으로써, 적합한 인쇄 유체 유동은 여전히 제공되면서도 기판은 더 강해진다. 테이퍼진 포트(56)들은 기포가, 예컨대 기판(58)에 적용된 단일체 또는 다층 오리피스 판(60/62)에 형성된, 매니폴드(54)와 토출 챔버(54)로부터 멀리 이동하는 데 도움을 준다. 현재의 다이 취급 장비와, 마이크로디바이스 성형 도구 및 기술은 길이/폭 비율이 최대 150인 50μm 정도로 얇은 다이(12)를 성형하고 30μm 정도로 좁은 채널(16)을 성형하도록 개조될 수 있을 것으로 기대된다. 그리고, 성형체(14)는 위와 같은 다이 슬리버들의 복수의 행을 하나의 단일 몸체에 지지시킬 수 있는 효과적이지만 저렴한 구조체를 제공한다.
도 17 내지 도 21은 새로운 프린트헤드 유체 유동 구조체(10)를 제조하는 공정의 일례를 도시한다. 도 22는 도 17 내지 도 21에 도시된 공정의 흐름도이다. 먼저 도 17을 참조하면, 전도성 트레이스(22) 및 보호층(66)을 구비한 가요성 회로(64)가 열박리 테이프(70)를 개재하여 캐리어(68)에 적층되거나, 또는 캐리어(68)에 붙여진다(도 22의 단계 102). 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 프린트헤드 다이(12)가 캐리어(68) 상의 개구(72)에 오리피스 측을 아래로 하여 배치되고(도 22의 단계 104), 도전체(22)가 다이(12) 상의 전기 단자(24)에 접합된다(도 22의 단계 106). 도 20에서, 성형 공구(74)가 프린트헤드 다이(12) 주위의 성형체(14)에 채널(16)을 형성한다(도 22의 단계 108). 일부 응용 장치에서는 성형 도구(74)의 분리를 용이하게 하거나 또는 부채꼴 전개를 증가시키기 위해(또는 둘 다를 위해서) 테이퍼진 채널(16)이 바람직할 수 있다. 성형 후, 프린트헤드 유동 구조체(10)가 캐리어(68)로부터 분리되어서(도 22의 단계 110), 도 21에 도시된 완성된 부품, 즉 도전체(22)가 층(66)으로 덮이고 성형체(14)에 의해 둘러싸인 완성된 부품이 형성된다. 도 20에 도시된 것과 같은 전사 성형 공정에서, 몸체(14)에 채널(16)들이 성형된다. 다른 제조 공정에서는, 프린트헤드 다이(12)의 주위에 몸체(14)를 성형한 후에 채널(16)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
하나의 프린트헤드 다이(12)와 채널(16)을 성형하는 것이 도 17 내지 도 21에 도시되어 있지만, 복수의 프린트헤드 다이들과 인쇄 유체 채널들을 웨이퍼 레벨에서 동시에 성형할 수 있다. 도 23 내지 도 28은 프린트 바(36)를 제조하기 위한 웨이퍼 레벨 공정의 일례를 도시한다. 도 23을 참조하면, 프린트헤드(37)들이 유리 또는 그 밖의 다른 적절한 캐리어 웨이퍼(68) 상에 복수의 프린트 바의 패턴으로 배치된다. ("웨이퍼"는 때때로 원형 기판을 나타내는 데 사용되고 "패널"은 직사각형 기판을 나타내는 데 사용되지만, 본 문서에서 사용되는 "웨이퍼"는 임의의 형상의 기판을 포함한다.) 프린트헤드(37)들은, 도 17과 도 22의 단계 102를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, 일반적으로 도전체(22)들과 다이 개구부(72)들의 패턴을 먼저 붙이거나 형성한 후에 캐리어(68) 상에 배치될 것이다.
도 23에 도시된 예에서, 각각이 4행의 프린트헤드(37)를 갖는 5 세트의 다이(78)가 캐리어 웨이퍼(66) 상에 놓여서 5개의 프린트 바를 형성한다. 레터 크기 또는 A4 크기의 기판 상에서 인쇄하기 위한, 4행의 프린트헤드(37)를 갖는 기판 광폭 프린트 바는 예를 들면 길이가 약 230mm이고 폭이 16mm이다. 따라서, 5개의 다이 세트(78)가 도 23에 도시된 바와 같이 하나의 270mm X 90mm 캐리어 웨이퍼(66) 상에 배치될 수 있다. 다시, 도시된 예에서, 도전체(22)의 열이 프린트헤드(37)의 각 행의 가장자리 근처의 접합 패드(23)까지 연장된다. 도전체(22)와 접합 패드(23)는 도 28의 상세도에서 더욱 명확하게 볼 수 있다(개별 토출 챔버 또는 토출 챔버들의 군으로 이어지는 도전성 신호 트레이스, 예컨대 도 21에 도시된 도전체(22)는 다른 구조적 특징부들을 모호하지 않게 하기 위해 생략됨).
도 24는 도 23의 선 24-24를 따라서 취한, 4행의 프린트헤드(37) 한 세트의 확대 단면도이다. 명료성을 위해 크로스 해칭은 생략되었다. 도 23 및 도 24는 도 23의 단계 102로부터 단계 112까지를 완료한 후 공정 중에 있는 웨이퍼 구조체를 도시한다. 도 25는 도 23의 단계 114 후의 도 24의 일부분을 보여주고 있는 것으로, 채널(16)들을 구비한 몸체(14)가 프린트헤드 다이(12) 주위에 성형되어 있는 것을 보여주고 있다. 개별 프린트 바 스트립(78)들이 분리되고(도 26), 캐리어(68)로부터 해제되어서(도 27), 5개의 개별 프린트 바(36)가 형성된다(도 23의 단계 116). 임의의 적절한 성형 기술이 사용될 수 있지만, 시험에 의하면, 반도체 디바이스 패키징에 현재 사용되고 있는 웨이퍼 레벨 성형 도구 및 기술을 도 21 및 도 27에 도시된 것과 같은 프린트헤드 다이 유체 유동 구조체(10)를 제조하는 데에 비용 효율적으로 개작시킬 있다는 것이 시사되고 있다.
프린트헤드 다이(12)를 유지하기 위해 단단한(또는 적어도 덜 가요성인) 프린트 바(36)가 요구되는 경우에는 보다 더 강성인 성형체(14)가 사용될 수 있다. 가요성 프린트 바(36)가 요구되는 경우, 일례로 다른 지지 구조체가 프린트 바를 하나의 평면에 견고하게 유지시키는 경우나, 또는 비평면인 프린트 바 형태가 요구되는 경우에는, 덜 강성인 성형체(14)가 사용될 수 있다. 또한, 성형된 몸체(14)는 일반적으로 하나의 단일체 부분으로서 성형될 것으로 예상되지만, 상기 몸체(14)는 하나보다 많은 부분들로 성형될 수 있다.
도 29 내지 도 31은 프린트헤드 다이(12)용 새로운 유체 유동 구조체(10)의 다른 예를 도시하고 있다. 이들 예에서, 채널(16)들이 프린트헤드 다이(12)의 각 측면을 따라서 몸체(14)에, 일례로 도 17 내지 도 21을 참조하여 위에서 설명한 것과 같은 전사 성형 공정을 이용하여, 성형된다. 인쇄 유체가 채널(16)들로부터, 포트(56)들을 거쳐서, 채널(16)들로부터 바로 이어지는 토출 챔버(50) 안쪽으로 측방향으로 유동한다. 도 30의 예에서, 채널(16)에 근접하게 몸체(14)가 성형된 후에 오리피스 플레이트(62)가 적용된다. 도 31의 예에서, 커버(80)가 채널(16)을 닫기 위해 오리피스 판(62) 위에 형성된다. 채널(16)을 부분적으로 획정하는 불연속 커버(80)가 도시되어 있으나, 몸체(14)에 성형된 일체형 커버(80)가 사용될 수도 있다.
본 명세서의 서두에서 주지한 바와 같이, 도면에 도시되고 위에서 설명된 실시예들은 본 발명을 예시하지만 제한하는 것은 아니다. 다른 실시예들도 가능하다. 따라서, 이상의 설명은 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (10)

  1. 구조체(10)에 있어서,
    플라스틱제 단일 몸체(14) 안으로 성형된 프린트헤드 다이(12)를 포함하고,
    상기 단일 몸체(14)는 상기 프린트헤드 다이(12)와 접촉하는 채널(16)을 가져 유체가 상기 프린트헤드 다이(12)로 직접 통과할 수 있고,
    상기 프린트헤드 다이(12)는,
    복수의 구멍들(56)로서, 인쇄 유체가 상기 채널(16)로부터 상기 구멍들(56) 내로 직접 흐를 수 있도록 상기 채널(16)에 연결된, 상기 복수의 구멍들(56);
    매니폴드(54)로서, 인쇄 유체가 상기 구멍들(56)로부터 상기 매니폴드(54) 내로 직접 흐를 수 있도록 상기 구멍들(56)에 연결된, 상기 매니폴드(54); 및
    복수의 토출 챔버들(50)로서, 인쇄 유체가 상기 매니폴드(54)로부터 상기 토출 챔버들(50) 내로 흐를 수 있도록 상기 매니폴드(54)에 연결된, 상기 복수의 토출 챔버들(50)을 포함하고,
    각각의 구멍(56)은 상기 채널(16)에서의 넓은 부분으로부터 상기 매니폴드(54)에서의 좁은 부분까지 테이퍼져 있고,
    상기 채널(16)은 상기 단일 몸체(14) 안으로 성형되고, 상기 구멍들(56)로부터 떨어진 넓은 부분으로부터 상기 구멍들(56)에서의 좁은 부분까지 테이퍼져 있는
    구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프린트헤드 다이(12)는 박형 다이(thin die)이고, 상기 박형 다이는 650㎛ 이하의 두께를 갖는
    구조체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 박형 다이(12)는 다이 슬리버이고, 상기 프린트헤드 다이 슬리버는 폭에 대한 길이의 비(L/W)가 적어도 3인
    구조체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프린트헤드 다이(12)는, 유체가 상기 프린트헤드 다이(12)로부터 분배될 수 있게 하는 오리피스(52)를 갖는 정면부, 상기 정면부 반대측의 배면부, 및 상기 정면부와 상기 배면부 사이의 측부를 포함하고,
    상기 채널(16)은 상기 프린트헤드 다이(12)의 배면부 측에 위치되는
    구조체.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단일 몸체(14)는 상기 프린트헤드 다이(12) 주위에 성형되는
    구조체.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프린트헤드 다이(12)는 전기 단자를 포함하고,
    상기 구조체(10)는 상기 전기 단자에 연결된 도전체를 더 포함하고,
    상기 단일 몸체(14)는 상기 도전체와 상기 전기 단자 주위에 성형되는
    구조체.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프린트헤드 다이(12)는 유체가 상기 프린트헤드 다이(12)로부터 분배될 수 있게 하는 오리피스(52)를 갖는 정면부, 상기 정면부 반대측의 배면부, 및 상기 정면부와 상기 배면부 사이의 측부를 포함하고,
    상기 단일 몸체(14)는 상기 프린트헤드 다이(12)의 배면부가 상기 단일 몸체(14)에 의해 부분적으로 덮히고 상기 정면부와 상기 배면부 사이의 상기 측부가 상기 단일 몸체(14)에 의해 완전히 덮히도록 상기 프린트헤드 다이(12)를 부분적으로 캡슐화하는
    구조체.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널(16)은 성형체 안으로 성형되는
    구조체.
  9. 프린트 헤드로서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 구조체를 하나 이상 포함하는
    프린트 헤드.
  10. 잉크젯 펜으로서,
    제 9 항에 기재된 프린트 헤드를 하나 이상 포함하는
    잉크젯 펜.
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