[发明专利]用于密集封装的微机电系统喷射结构

说明书

技术领域

本公开总体涉及流体喷射。

背景技术

微机电系统或者基于微机电系统(MEMS)的装置能够用在多种应用中，例如加速计、陀螺仪、压力传感器或者换能器、显示器、光开关和流体喷射器。典型地，一个或多个各个装置形成在单个裸片上，例如由绝缘材料、半导体材料或者材料的组合形成的裸片。所述裸片能够用半导体加工技术来处理，例如光刻、沉积和蚀刻。

流体喷射装置能够具有多个各自均能够将流体微滴从喷嘴喷射到介质上的MEMS装置。在一些使用机械工致动器来喷射流体微滴的装置中，所述喷嘴均与包括流体泵送室的流路流体连接。所述流体泵送室通过致动器致动，所述驱动器暂时改变泵送室的容积并且引起流体微滴的喷射。介质能相对于裸片移动。流体微滴从具体喷嘴的喷射通过介质的运动定时，以将流体微滴置于介质上的期望位置处。

喷嘴在流体喷射模块中的密度随制造方法改进而增大。例如，硅晶圆上的基于MEMS的装置形成在具有比先前裸片更小的封装并且具有比先前裸片更高的喷嘴密度的裸片中。构造更小裸片的一个障碍在于所述装置的更小的封装会减小裸片上的可用于电触点的面积。

发明内容

一般地，在一个方面中，流体喷射系统包括打印头模块，所述打印头模块包括多个分别可控的流体喷射元件和用于在所述多个流体喷射元件致动时喷射流体的多个喷嘴，其中所述多个流体喷射元件和所述多个喷嘴呈行列矩阵布置，在小于一平方英寸的区域中有至少550个喷嘴，并且每一行中的所述喷嘴被均匀隔开。

这个和其它的实施方式能够可选地包括如下特征中的一个或多个特征。在小于一平方英寸的区域中能够存在550至60000个喷嘴。在小于一平方英寸的区域中能够存在近似1200至60000个喷嘴。所述矩阵能够包括80列和18行。所述的矩阵能够形成为使得流体的微滴能够在单次通过时从所述喷嘴分配到介质上以在所述介质上具有大于600dpi的密度的像素线。所述密度能够近似为1200dpi。所述的列能够沿着所述打印头模块的宽度被布置，所述宽度小于10mm，并且所述行能够沿着打印头模块的长度布置，所述长度在30mm和40mm之间。所述宽度能够近似为5mm。所述多个喷嘴可被构造为喷射具有在0.1pL和100pL之间的微滴大小的流体。

打印头模块可包括硅。流体喷射元件可包括压电部分。打印头的包括多个喷嘴的表面能被成形为平行四边形。喷嘴的宽度能大于15μm。在列和行之间的角度能小于90°。

一般地，在一个方面中，流体喷射模块包括：其中具有多个喷嘴的第一层；具有多个泵送室的第二层，每个泵送室流体连接到相应的喷嘴；和多个流体喷射元件，每个流体喷射元件构造为引起流体从泵送室被喷射通过相应喷嘴，其中所述第一或第二层中的至少一个层包括光固化膜。

这个和其它的实施方式能够可选地包括如下特征中的一个或多个特征。多个喷嘴能够在小于一平方英寸的区域中包括550至60000个喷嘴。流体喷射元件可包括压电部分。流体喷射模块能够进一步包括与所述基板分开的层，所述基板包括多个电连接部，所述电连接部构造为横跨所述压电部分施加偏压。流体喷射模块能够进一步包括多个流路，每个流路流体连接到泵送室。流体喷射模块能够进一步包括多个泵送室入口和多个泵送室出口，每个泵送室入口和每个泵送室出口流体连接到所述多个流路中的流路。泵送室能够以行列矩阵的形式被布置。在列和之间的角度能小于90％。每个泵送室能够近似为圆形的。每个泵送室能具有多个直壁。光固化膜可包括光聚合物、干膜光致抗蚀剂或者可光可确定的聚酰亚胺。每个喷嘴的宽度能大于15μm。第一层的厚度能小于50μm。第二层的厚度能小于30μm。

一般地，在一个方面，流体喷射器包括基板和通过基板支撑的层。基板，包括：多个泵送室；多个泵送室入口和泵送室出口，每个泵送室入口泵送室出口流体连接到所述多个泵送室中的某所述泵送室；和多个喷嘴，其中所述多个泵送室、多个泵送室入口和多个泵送室出口沿着某一平面布置，并且其中每个泵送室被定位在喷嘴上方并且与所述喷嘴流体连接；所述基板支承的层包括：穿过所述层的多个流路，每个流路从所述多个泵送室入口和泵送室出口中的泵送室入口或者泵送室出口延伸，其中每个流路沿着轴线延伸，所述轴线垂直于所述平面；和多个流体喷射元件，每个流体喷射元件定位在相应的泵送室上方并且构造为使流体从所述相应的泵送室穿过喷嘴被喷射。