专利名称：精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法
技术领域：
本发明有关一种精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法。
喷墨式打印机一直在打印机市场上占有一席之地，尤其是已成为个人电脑的基本辅助设备，随着其日渐增加的解析度，容易应用于彩色印刷的特性，以及耗材的相容性产品不断的推陈出新，广受到消费大众的喜爱，使喷墨式打印机并未因激光打印机的出现而被淘汰；对于喷墨式打印机而言，喷墨头即是一个相当重要的零件，因其与列印品质息息相关，而喷墨头的好坏完全取决于制造过程的精密度。
请参阅
图1，图中示出一典型的喷墨头，喷墨头的主体为一芯片1，其中包含有电路系统，用来接受软件的控制以进行喷墨动作，中间有一镂空处即为墨水贮放处2，用以贮放来自墨匣中的墨水21，在墨水贮放处2的两侧周围有许多的墨水舱3，可与墨水贮放处2相通，使得墨水21得以流入，通过墨水舱3内的加热板(heater)受热使墨水21由喷孔片4上的喷墨孔41喷出；墨水舱3上覆盖一含许多喷墨孔41的喷孔片4，每一墨水舱3均对应于一喷墨孔41，喷墨孔作为射出墨水的出口。
请参阅图2，它是现有的粘合喷墨头喷孔片方法的示意图，晶片5内包含数十个芯片1，这些芯片1已经过许多的处理步骤，如沉积、蚀刻等步骤，而包含应有的电路系统、墨水贮放处2及墨水舱3等，接下来的步骤便是要将喷孔片4与各个芯片1黏合。现有的方法是于一芯片1上的适当位置点胶，然后以吸嘴将一喷孔片4放置于此芯片1上；接着再于另一芯片1上点胶，然后再将另一片喷孔片4放置于此芯片1上；相同的点胶、放置步骤就如此重复数十回，直到晶片5上所有的芯片1都已覆盖一喷孔片4。接着将此晶片5与所有的喷孔片4加压加热，即可完成粘合步骤。
将喷孔片4放置于芯片1上的步骤需要以精密对位的方式进行，使得各喷墨孔41能对应到各墨水舱3，才能使墨水21的流出顺畅，若对位不准确将造成墨水21的出口被堵住，因此单一的对位步骤的工作量非常大，每次对位动作即需要一小段时间。这样，现有方法的缺点就极为明显，重复相同的步骤耗费相当长的时间，针对一片晶片5一般即需要超过百次的精密对位胶合步骤，不仅耗时，且由于点胶量难以极精确控制，极易造成次品。
就目前的芯片制造技术而言，芯片的厚度一般会有±10μm的误差，若以个别的芯片来比较，其厚度误差值可达±20μm，如以上述的制造技术生产，因无法测知每片芯片的厚度而加以调整下压距离，常会造成芯片最上层的粘合光阻层压合不良的瑕疵出现。若芯片厚度较小时会形成粘着不佳的情形，若芯片厚度较大时会形成光阻层溢流至加热板的情形，这样无法有效控制工艺的精密度，会造成产品品质不易控制，需多增加检验程序及人手，无形中增加了间接成本。
另一方面，在半导体制作工艺中是先将电路系统制作于芯片上，即使在同一芯片上，也会有每一位置的厚度无法均一的情况发生，因此以整片晶片的方式压合，在品质上也不易控制。
而且现有技术是将整片晶片上的所有的芯片与喷孔片粘合后再进行切割分离，而不论用何者方式切割，在切割的过程中所产生的碎屑(如超微小的硅砂)，若掉入喷孔片的喷孔中卡住时，既使以空气喷枪清除，也不见得能有效去除，会形成永久性的阻塞而影响喷墨头的列印品质。
鉴于现有的粘合喷墨头芯片和喷孔片的制造技术上的诸项缺点，本发明的目的在于提供一种精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法。
为实现上述目的，本发明的精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，所述喷墨头是由一芯片与一喷孔片构成其主体，所述芯片与所述喷孔片均具有至少一个对位基准记号，于芯片上适当地涂布有一光阻层；所述喷孔片上有对应于芯片上数个墨水舱的数个喷孔；所述的芯片与喷孔片的粘合方法包括下列步骤(1)将芯片从晶片上切割分离；(2)以一加热至100℃以上的吸盘将喷孔片吸起使喷孔片被传热达100℃以上(较理想为185℃)的高温；(3)利用芯片与喷孔片上预先设定的所述对位基准记号，以图像对位将二者下压结合；(4)通过芯片最上层的光阻层在喷孔片的热量作用下所产生的粘性将二者粘合。
其中，在步骤(1)中芯片在切割前需先在其上涂布一具光阻特性的粘着层，此粘着层即为光阻层，其材质为一干膜光阻，所述光阻层的厚度可为10μm至100μm；芯片的切割方式可为钻石切割法、激光切割法或转动刀片锯切法等；另外载盘上已设定芯片的预设位置，以便图像对位作业。
在步骤(2)中，喷孔片的载盘上也设定喷孔片的预设位置，便于图像对位作业。
在步骤(3)中，吸盘先经加热至185℃的高温，并持续维持此一温度，后将喷孔片从载盘上吸起，挪移至芯片载盘上方，因喷孔片与为金属材质，此时喷孔片受吸盘的高温传热，也达到185℃的高温。
在步骤(4)中，芯片与喷孔片在制造时已分别预先设定对位基准记号(Alignmark)，二者的对位基准记号必须设在同一定位点上，以便图像对位结合时能准确结合时误差的容许范围为±5μm，二者的对位基准记号可为圆形、方形、三角形或其他几何图形。
在步骤(5)中，喷孔片下压与芯片结合时，喷孔片的高温与加压可使芯片上最上层的干膜光阻瞬间硬化，与喷孔片产生键解作用，形成粘性将二者粘合。
本发明的上述技术方案于现有技术相比较，其优点是1)芯片先经切割方式后排列于载盘，使喷孔片与芯片的粘合为一对一方式进行，借助吸盘的气动压力使每一个结合件均可达完全粘合，克服了以往整片晶片粘合时，每片芯片厚度不一所形成的粘合不良的缺点；2)利用干膜光阻高分子的遇热硬化并形成粘性的特性，作无胶式的粘合，完全克服了以往芯片与喷孔片粘合时需逐一上胶，费工费时，又点胶不均的缺点；3)以芯片与喷孔片分置于不同的独立空间(载盘)上，再以吸盘为粘合媒介将喷孔片挪移至芯片上方，借助立体空间的图像对位技术使二者粘合，这种平面与空间的位置转换与运用，使整个粘合作业程序更为顺畅，由于自动化机械作业，因此省工省时；4)在芯片与喷孔片上预先设定对位基准记号以方便二者的粘合对位，达到高精密度的粘合，从而提升产品的合格率及品质。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。
图1是一典型喷墨头的示意图；图2是现有的粘合喷墨头芯片和喷孔片的方法的示意图；图3是本发明一较佳实施例的芯片载盘的示意图；图4是本发明一较佳实施例的喷孔片载盘的示意图；图5是本发明一较佳实施例的芯片与喷孔片上的对位基准记号的示意图；图6A~B是本发明一较佳实施例中另种对位基准记号的示意图；图7A~C是本发明一较佳实施例中芯片与喷孔片粘合程序的示意图。
请参阅图3所示，本发明一较佳实施例的芯片载盘10已将芯片1的置放位置予以事先规划，使芯片1能一一整齐排列于载盘10上，此一排列次序非常重要，可使芯片载盘10与喷孔片载盘40能配合自动化机械的运作，由电脑控制每一片芯片1与喷孔片4的接合。
请同时参阅图5，当芯片1切割下来放置于载盘10前，每一芯片皆已经过许多先前的处理步骤，包括沉积、蚀刻及喷砂等步骤，使芯片内成形有电路系统、墨水贮放处2及墨水舱3等结构，并于芯片1上适当地涂布一光阻层31，所述光阻层31为一干膜光阻，所述光阻层31的厚度为10μm至100μm，以微影步骤经过软烤、曝光及显像程序后，洗去不需要的部份，以形成一个个用作盛装墨水21的墨水舱3。当芯片1以钻石切割法、激光切割法或转动刀片锯切法切割下来后，需经去屑处理后才置入载盘10上，以免碎屑卡陷于墨水舱3内造成阻塞。
如图4所示，喷孔片4上有对应于芯片1上的数个墨水舱3的数个喷孔41，喷孔片4的载盘40也与芯片1的载盘10一样，做同数量、同位置的设计规划，使喷孔片4的载盘40与芯片1的载盘10能运作一致。
当在自动化机械运作时，经加热高达设定温度100℃以上，最佳温度为185℃的吸盘吸起载盘40上左下角的喷孔片4后，吸盘移至载盘10上左下角的芯片1的上方时，图像对位即开始运作，借助芯片1与喷孔片4上的对位基准记号70进行校正，使二者达到高精度定位，结合时误差容许度为±5μm。
而图5所示的重点在于对位基准记号70，在芯片1与喷孔片4制造时，分别在其相同部位设定相同的对位基准记号70，在图5中对位基准记号70为圆形，所述对位基准记号70亦可有不同的图形变化，如图6所示的方形或三角形，或可为其他任何几何图形。
图7A~C所示为芯片与喷孔片粘合程序，其中，A)芯片1的上方涂布一光阻层31后，B)以微影步骤经过软烤、曝光及显像程序后，洗去不需要的部份，形成可容纳墨水21的墨水舱3，墨水21是由墨水贮放处2流入，其流入方向为从垂直于纸面的方向进入；而在墨水舱3的下方的芯片1内则加工成加热板11(heater)，使喷墨头在使用状态时墨水21受加热板11的作用从喷孔片4上的喷孔41喷出，C)为喷孔片4与芯片1完全粘合后的成品，经图像对位后喷孔片4与芯片1可达微误差的粘合，喷孔片4上的每一喷孔41皆能准确地与墨水舱3的开口对位结合，使喷墨头的整体品质可以确保。
本发明精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法的详细实施步骤已充分揭示如上，然其并非用以限制本发明的实施，任何熟悉本技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内可作出种种的等效变化和等效替换，这些等效的变化和替换皆应包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，所述喷墨头是由一芯片与一喷孔片构成其主体，所述芯片与所述喷孔片均具有至少一个对位基准记号，于芯片上适当地涂布有一光阻层；所述喷孔片上有对应于芯片上数个墨水舱的数个喷孔；所述的芯片与喷孔片的粘合方法包括下列步骤(1)将芯片从晶片上切割分离；(2)以一加热至100℃以上的吸盘将喷孔片吸起使喷孔片被传热达100℃以上的高温；(3)利用芯片与喷孔片上预先设定的所述对位基准记号，以图像对位将二者下压结合；(4)通过芯片最上层的光阻层在喷孔片的热量作用下所产生的粘性将二者粘合。
2.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括将芯片与喷孔片依序排列置放于已设定位置的载盘上。
3.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(1)中芯片的切割可以钻石切割法完成。
4.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(1)中芯片的切割可以激光切割法完成。
5.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(1)中芯片的切割可以刀片锯开法完成。
6.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，所述光阻层的材料为一高分子干膜光阻。
7.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(3)中加热温度以185℃为最佳温度。
8.如权利要求5所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，所述光阻层的厚度为10μm至100μm。
9.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(4)中对位基准记号可为圆形记号。
10.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(4)中所述的对位基准记号为方形记号。
11.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(4)中对位基准记号为三角形记号。
12.如权利要求1所述精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法，其特征在于，于所述步骤(4)中对位基准记号为几何图形记号。
全文摘要
一种精准对位粘合喷墨头芯片与喷孔片的方法,它包括:将晶片上的芯片(Chip)切割后排列于载盘上,将喷孔片置放于另一载盘上,以一加热至100℃以上最佳为185℃温度的吸盘(sucker)将喷孔片吸起使之也被加热至185℃,再以芯片与喷孔片上预先设定对位基准记号(Align mark),利用图像对位将二者压合,通过芯片最上层的干膜光阻在喷孔片的热量作用下而产生的粘性将二者粘合。该方法克服了喷墨头芯片与喷孔片在粘合时对位不易,芯片与喷孔片密合度不佳等缺点。
文档编号B41J2/16GK1377777SQ01116318
公开日2002年11月6日 申请日期2001年4月5日 优先权日2001年4月5日
发明者林富山, 周沁怡 申请人:研能科技股份有限公司