[发明专利]一种MEMS打印头封装

说明书

本发明涉及一种MEMS打印头封装，为了解决现有打印头封装中，打印头芯片被完全包裹所导致的微驱动单元驱动效果难以评价、喷嘴处墨滴难以擦除及观测的技术问题，本发明的打印头封装包括由下至上依次设置的喷嘴板、振动板、供墨过渡层及印制电路板；喷嘴板下表面完全裸露；印制电路板依靠供墨过渡层悬空设置于振动板的上方，印制电路板与供墨管孔及微驱动单元的对应处设置有开口，使得外部供墨管能够穿过印制电路板与供墨管孔连接，并使微驱动单元裸露。该打印头封装更便于微驱动单元振动过程中，激光测振仪对其振动的测试，而且便于打印头墨滴喷射过程中对喷嘴周围的挂墨、残留墨水进行挂刷擦拭。

技术领域

本发明涉及一种打印头封装，特别涉及一种MEMS打印头封装。

背景技术

3D打印技术又称为增材制造技术、快速成型制造技术，通过CAD设计数据并采用材料逐层累加的方法制造实体零件。相对于传统的制造方法，可以在一台设备上快速精确的制造出任意复杂形状的零件。3D打印技术根据原理又可以分为光固化成型、激光选区烧结、激光选区熔化、电子束熔化及立体喷印等技术。

无论是面向二维打印的喷墨打印头还是面向3D打印应用的喷墨打印头，其打印头原理基本一致，分为热驱动型喷墨打印头及压电式喷墨打印头。

通常采用微纳纳米制造技术(MEMS)制造出喷墨打印头的打印头芯片，打印头芯片进行精密封装后安装于立体喷印打印机中。用于二维打印的打印头芯片仅能提供较小的驱动力，可驱动较低粘度的喷墨材料。而面向3D打印的喷墨打印头，需要较大的驱动力，采用图案化块材压电驱动的微驱动单元，并将微驱动单元封装于通过微纳加工制备的振动板之上，从而形成打印头芯片。在打印头的制备过程中，二维打印和三维打印都需要对打印头芯片封装后的驱动性能进行实时评价，以便于对打印头的结构及封装工艺进行优化。

在现有喷墨打印头芯片封装过程中，无论对于二维喷墨打印还是三维喷墨打印，打印头封装均采用外壳完全包裹打印头芯片的结构形式，只能通过墨滴观测系统进行喷射墨滴参数检测来间接评价振动板、喷嘴板及微驱动单元的性能，此种封装结构在打印头研发前期过程中无法与前期模拟仿真结果进行直接对比，更不便于对打印头芯片性能的快速评价与改进。

另外，在传统的喷墨打印头封装中，喷墨打印头芯片与微驱动单元通过环氧树脂胶粘接后，喷射墨滴留在喷嘴板处或者墨水在喷嘴处形成挂墨，会影响墨滴喷射的速度、体积以及线性度等参数，从而导致打印质量下降，因此需要利用擦拭刮板进行喷嘴板下表面的擦拭，这就需要喷嘴板下表面平整的裸露在外面，但是传统的喷墨打印头封装在喷嘴板下表面四周由打印头框架下方头盖覆盖，难以完全将残留的墨水擦除干净。

发明内容

为了解决现有打印头封装中打印头芯片被完全包裹所导致的对微驱动单元驱动效果难以评价、喷嘴处墨滴难以擦除及观测的技术问题，本发明提供一种MEMS打印头封装。

本发明的技术解决方案如下：

一种MEMS打印头封装，包括打印头芯片及印制电路板，所述打印头芯片包括振动板、喷嘴板及微驱动单元；其特殊之处在于：还包括供墨过渡层；

所述喷嘴板、振动板、供墨过渡层及印制电路板由下至上依次设置；

所述喷嘴板具有多个喷嘴，且下表面完全裸露；

所述振动板具有流道结构，所述流道结构的上端入口进墨，下端出口与喷嘴板的多个喷嘴相通；

所述微驱动单元设置在振动板上，用于驱动流道结构中的墨水通过喷嘴喷出；

所述供墨过渡层设置在振动板上且位于微驱动单元的旁侧，具有与流道结构上端入口相通的供墨管安装孔；

所述印制电路板依靠供墨过渡层悬空设置于振动板的上方，且设置有微驱动单元的转接接口，所述转接接口用于引入微驱动单元的驱动信号；