[发明专利]在喷墨印刷中使用的抗墨挠性电路的聚酯挠性电路结构和制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年8月29日提交的、名称为“POLYETHYLENE NAPHTHALATE(PEN) FLEX CIRCUITCONSTRUCTIONS AND FABRICATION METHODS FOR INK-RESISTANT FLEX CIRCUITS USED IN INK JET PRINTING(在喷墨印刷中使用的抗墨挠性电路的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)挠性电路结构和制造方法)”的具有序列号60/712,363的美国临时申请的权益，在此引用该申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及喷墨印刷的墨盒，尤其涉及包括具有低油墨渗透率以及低湿气和油墨吸收率的聚酯材料层，优选地聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)以防止：灾难性的“导体的油墨短路”破坏；粘合破坏；油墨与导体的直接接触引起的腐蚀破坏；以及如果任何材料因与油墨反应而降解则可能导致的材料降解破坏的挠性电路。

背景技术

允许喷墨印刷并且包括电子互连的挠性电路的装配子组件或器件称作印刷头或墨盒，后者名字通常与印刷头和油墨容器二者相关联。在印刷头或墨盒中使用的电路系统几乎排他地基于限定为聚酰亚胺(PI)电介质薄膜加上粘附导体的基于聚酰亚胺的柔性电路带(在下文称作“PI挠性电路”)。PI挠性电路主要用来满足下面的主要应用需求：弯曲(挠曲以安装应用)；单元片连接(例如丝焊-球形、针脚式和楔形焊接，超声波、热声波焊接，热压焊接，激光焊接，导电粘合剂焊接，TAB或带式焊接)；到盒的粘合剂连接(例如层压，高温处理)；高温处理下的高尺寸稳定性；以及化学惰性和与油墨的兼容性。

当前市场上可买到的用于印刷头环境的PI挠性电路依赖于PI作为公认可接受的基础柔性衬底。选择PI的原因包括它的柔性，它化学地构图以便背面接入(access)、细距几何形状和其他设计需求的能力，以及它承受印刷头环境的处理温度和在使用期限内印刷头操作期间经历的温度的能力。在挠性电路制造期间，PI衬底经历100-160C的温度长达相对短周期(几秒至几分钟)至较长周期(几小时)的任何情况(参看下面详述部分中表格1中的比较信息的PI列；注意：通常不需要回流焊，但是作为短时期高温工艺的一个实例而记录)。在喷墨印刷操作期间，集成电路(IC)将达到大约或高于100C的汽化油墨所需的间断局部温度。所以，挠性电路在制造期间经历相对于在喷墨印刷机操作期间更高的温度。PI被认为在印刷头环境中使用是可接受的，因为它具有350-380C的玻璃态转化温度(Tg)和200C的工作温度(参看下面详述部分中表格2中的比较信息)。但是，Tg大约为100C或以下的聚合物认为是不可接受的。

基于PI作为在印刷头环境中使用的挠性电路衬底的可接受性，上述其他因素变成进一步研制适用于印刷头的挠性电路的重要方面。将IC、印刷头、粘合剂、涂层、金属导体等连接到衬底的许多不同方式已经为了性能方面和可制造性而研制。最近的发展已经解决在尝试获得导体的期望性能时液体油墨特别是对导电金属迹线的影响。导体也为了间距方面而变得越来越薄越来越窄。

美国专利5,442,386(在下文称“‘386专利”)描述一种防止金属导体的油墨短路的印刷头或盒装配结构。本专利提供一种设法避免油墨与电路系统的导电金属部件相互作用的结构和方法。它基于主要包括金属导体和包含Kapton^TM或Upilex^TM薄膜的PI层的PI挠性电路，其中薄膜是用于提供一层以防止油墨与金属导体的一侧直接相互作用的聚酰亚胺材料。

‘386专利的图5和6说明粘合剂、涂层等与挠性电路的不同类型的连接和界面，其在高温制造处理期间制造以避免现有技术(特别是‘386专利)中出现的油墨流出。图5的顶部是挠性电路装配(具有已经显示为连接到挠性电路的粘合剂包含层67)，其进一步通过包含在图5底部中的另一个粘合剂90到图6中所示印刷头结构的连接而装配。

‘386专利认识到油墨暴露于金属导体的潜在影响并且公开对于从一侧保护导体的PI层的依赖。特别地，PI层58从基于墨盒操作液体油墨暴露最大的方向保护导体(从PI层58上面，如图5和6中所示)。