[发明专利]用于制造流体喷射设备的方法以及流体喷射设备

说明书

本公开的实施例涉及用于制造流体喷射设备的方法以及流体喷射设备。一种用于制造用于喷射流体的设备的方法，包括步骤：在容置喷射设备的喷嘴的第一半导体晶片中形成第一结构层；去除第一结构层的选择性部分，以形成用于容纳流体的腔室的第一部分；在容置喷射设备的致动器的第二半导体晶片中去除第二结构层的选择性部分，以形成腔室的第二部分；将第一半导体晶片和第二半导体晶片耦合在一起，以便第一部分直接面对第二部分，从而形成腔室。第一部分限定腔室的体积的一部分，体积的该部分大于由第二部分限定的腔室的体积的相应部分。

技术领域

本公开涉及用于制造流体喷射设备的方法和流体喷射设备。

背景技术

现有技术中已知多种类型的流体喷射设备，特别是用于打印应用的喷墨头。具有适当修改的类似的头同样可以用于喷射除了油墨之外的流体，例如用于生物或生物医学领域中的应用、用于在制造用于生物分析的传感器中的生物材料(例如，DNA)的局部应用、用于织物或陶瓷的装饰、以及用于3D打印和添加剂生产的应用。

已知的制造方法设想经由胶合或键合来耦合大量预加工的部件；然而，所述方法昂贵并且需要高精度，并且所得到的设备具有大的厚度。

为了克服上述缺点，美国专利公开号2014/0313264公开了一种用于制造流体喷射设备的方法，利用通常用于制造半导体设备的技术将该流体喷射设备完全设置在硅衬底上，并且通过仅耦合三个晶片来获得该流体喷射设备。

美国专利公开号2017/182778公开了另一种用于制造改进型流体喷射设备的方法。特别地，在将对应的晶片耦合到其他晶片用于形成成品设备之前，在对应的晶片上执行用于制造喷嘴的步骤。另外，设想了以简单且廉价的方式在限定喷嘴的孔内形成具有高润湿性的层。最后，同样在该案例中，制造过程设想了仅耦合三个晶片，从而降低未对准的风险，并且限制制造成本。

晶片之间的耦合的步骤设想了它们具有大于最小厚度的某个厚度，以使得能够经由键合期间通常使用的工具对其进行处理。上述两种流体喷射设备都具有供给通道，该供给通道被布置在流体容纳腔室和用于喷射容纳在腔室中的流体的喷嘴之间。针对上面讨论的目的，该通道形成用于将流体从腔室通过结构层供给到喷嘴的路径，该结构层具有增加其中形成通道本身的对应的晶片的厚度的功能。

本申请人已经发现，在给定的操作状况下，上述供给通道的存在可能导致打印头的谐振频率的恶化，并且同样可能影响从喷嘴喷射流体的速度，从而将速度减小。

发明内容

实施例针对一种用于制造流体喷射设备的方法和对应的流体喷射设备。特别地，一个或多个实施例针对用于基于压电技术制造流体喷射头的方法，以及基于压电技术的对应的流体喷射头。

附图说明

为了更好地理解本公开，现在参考附图，纯粹通过非限制性示例的方式，描述其优选实施例，其中：

图1示出了在侧向截面图中根据本公开的一个实施例的流体喷射设备；

图2-图12示出了根据一个实施例的用于制造图1的流体喷射设备的步骤；

图13-图15示出了在相应的操作步骤期间的图1的流体喷射设备；以及

图16A和图16B示出了根据另一实施例的流体喷射设备。

具体实施方式

可以通过将由通常用于制造MEMS(微机电系统)设备的微加工技术预先加工的多个晶片键合或胶合在一起，来制造基于压电技术的流体喷射设备。特别地，参考图1，图示了根据本公开的一方面的流体喷射设备1。参考图1，流体喷射设备1包括第一晶片2、第二晶片4和第三晶片8。