在用于水性喷墨的高密度压电打印头的制造中用于打印头结构间隙粘合的与水性油墨可...的制作方法_2

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2、分离器36和前端歧管42可包括金属(如不诱钢),竖直入口 34、碎石筛层 38、孔板粘合剂48和孔板44可各自包括一种或多种聚合物。组件10可根据已知的加工技 术制得,如包括在高压下使用堆层压机的过程。图1还显示了基材52 (如半导体晶片部分、 玻璃层、金属层等)、支座层54、打印头隔膜(膜)56、轮穀板粘合剂70、隔膜粘合剂72、附 接至半导体晶片部分的专用集成电路(ASIC) 58,和电联接至ASIC58的互连层60(如柔性 (晓性)电路或印刷电路板)。如上所述,基材52可为娃、神化嫁、金属、玻璃等。此外,支 座层54可为二氧化娃和/或SU-8光阻材料。隔膜56可为金属,如铁、儀或金属合金。基 材52可包括电路图案。应了解,图1的表示为显示了单个油墨端口 74和喷嘴46的打印头 的一小部分,可添加其他结构或者可去除或修改现有的结构。具有目前的设计的打印头可 具有四个油墨入口和7040个喷嘴,其中每个颜色(例如,CMYK颜色模型中的青蓝、洋红、黄 和黑)使用一个油墨入口。图1的结构可使用本教导的一个实施例形成,并可包括根据本 教导的一个实施例的结构。
[0024]用于打印头应用的所需的粘合剂能够粘合金属层(例如不诱钢、侣等)和/或聚 酷亚胺层的任意组合。在选择粘合剂时,类似的配方可具有不同的性质和操作特性。需要 广泛的内部测试来表征粘合剂的性质,W确定是否其具有用于特定用途的必要特性。尽管 供应商可公布一些操作特性,其他未知的特性可能引起寻找合适粘合剂的制造者的特别的 兴趣,因此制造商所进行的粘合剂的表征是必要的。大量的粘合剂配方可购得,并且确定具 有必要特性的粘合剂常常提出艰难的挑战。进一步使选择复杂化的是,粘合剂在不同厚度、 不同施用过程和不同溫度下可表现不同的特性。另外,当暴露于具有类似配方的不同化学 品时,例如暴露于类似的但不同的油墨配方时,粘合剂可能不同地反应。环氧树脂和固化剂 的多种组合在最终固化阶段提供了广泛的化学和机械性质范围。
[00巧]本教导的一个实施例可包括使用粘合剂用于将两个或更多个打印头部分物理附 接在一起。在使用时,粘合剂可经受严苛的化学油墨(如经染色的固体油墨、UV凝胶油墨 和水性油墨),并经受与打印(例如固体油墨)相关高溫和高压。在一个实施例中,粘合剂 可为作为热固性聚合物的环氧基液体粘合剂,并可为可得自马萨诸塞州沃本的树脂设计有 限责任公司巧esinDesi即s,liXofWoburn,MA)的TechFilmTF0063-86(即TF0063-86)。 在一个实施例中,当粘合剂根据本教导的一个实施例适当加工时,其能够制造高性能、低成 本、高密度的喷墨打印头。粘合剂对在目前打印应用中使用的敌对油墨具有化学抗性,并在 高溫高压打印条件下保持粘附性。
[0026]如上确定的粘合剂TF0063-86为B级双组分环氧树脂。正如许多环氧树脂那样,TF0063-86包含混合在一起W提供最终粘合剂的环氧树脂和环氧树脂固化剂(即硬化剂)。 更具体地,TF0063-86环氧树脂膜粘合剂为基本组分的共混物,所述基本组分包括两种双酪 A环氧树脂、甲酪线性酪醒清漆树脂、咪挫胺硬化剂,和潜性固化剂二氯二胺(即"DICY")。 与硬化剂和潜性固化剂相粘合的双酪A环氧树脂值GEBA树脂)和甲酪线性酪醒清漆树脂 的共混物提供足够的抗热氧化性、良好的可加工性、长的胆存期,和相比于一些其他粘合剂 更高的耐热性。另外,所存在的相对较小量的DICY潜性固化剂(例如约2重量%至3重 量%)减小了经固化的材料中的胺键数,否则所述胺键易于受到氧化侵袭。树脂和固化剂 化学和比例的组合提供了在室溫下延长的胆存期。可使用溶剂(例如乙酸2-下氧基乙醋) 来稀释未经固化的环氧树脂共混物,从而可将材料涂布于衬垫上W用作膜。另外,可保持最 小量的所述溶剂W获得改进的处理粘合剂膜的容易度。激光烧蚀加工已显示所述膜可被准 确切割成特定的几何形状。
[0027]甲酪线性酪醒清漆树脂的化学结构可为:
[0028]
[0029]甲酪线性酪醒清漆树脂的另一化学结构可为:
[0030]
[0031] 所用的固化剂可为DICY,其具有如下形式:
[0032]
[0033]DICY为当根据本教导加工时形成晶体的代表性潜性固化剂。其可分散于树脂 内的细粉的形式使用。材料具有极长的胆存期,例如6至12个月。DICY在高溫(例如约 160°C至约180°C)下在约20分钟至约60分钟内固化。经固化的DICY树脂具有良好的粘 合性,且相比于一些其他树脂较不易于染色。DICY可用于单组分粘合剂、粉末油漆和经预浸 溃的复合材料纤维(即"预浸溃体")中。
[0034] 可用于环氧粘合剂中的另一共固化剂为咪挫。咪挫的特征在于相对较长的胆存 期、通过在介质溫度(80°C至120°C)下热处理相对较短的持续时间而使用高热变形溫度形 成经固化的树脂的能力,W及具有改进可加工性的适度反应性的各种衍生物的可得性。相 比于当粘合剂与一些其他共固化剂一起使用时,当用作DICY的共固化剂时,咪挫可显示更 好的胆存期、更快的固化速度和经固化的物质的更高耐热性。
[0035] 各种咪挫的一些代表性的化学结构(其中的一种或多种可作为共固化剂包含)包 括1-甲基咪挫:
[0036]
[0039]和偏苯=酸1-氯基乙基-2-^烷基咪挫鐵盐:
[0040]
[0041] TF0063-86可作为插入第一剥离衬垫与第二剥离衬垫之间的固体粘合剂供应,其 中使用粘合剂将第一基材附接至第二基材。在本教导的一个实施例中,去除剥离衬垫W暴 露第一粘合剂表面,使所述第一粘合剂表面接触第一基材的表面,去除第二剥离衬垫W暴 露第二粘合剂表面,使所述第二粘合剂表面接触第二基材的表面。如下描述的实施例是关 于插入第一剥离衬垫与第二剥离衬垫之间的固体粘合剂,尽管可预期其他实施例。
[0042] 在本教导的一个实施例中,可使用用W施用粘合剂的特定方法,使用粘合剂将两 个表面粘附或粘合在一起。所述方法可产生具有用于打印头制造应用的各种所需操作特性 或性质的粘合剂,如果使用不同的施用过程,则不会出现所述操作特性或性质。已开发一种 新型制造方法W能够使用TF0063-86环氧粘合剂用于打印头间隙粘合,所述打印头间隙粘 合在高压下具有少的或无挤出,并具有良好的粘合强度而具有少的或无捕获气泡的形成。
[0043] 使用TF0063-86粘合剂将两个或更多个表面附接在一起的工序可包括如下方法 的一个实施例。尽管为了描述的简单而关于使用TF0063-86膜附接作为第一基材的聚酷亚 胺膜和作为第二基材的不诱钢片材描述了方法,但应了解TF0063-86环氧粘合剂可用于将 其他基材附接在一起,例如各种金属、聚酷亚胺层、除了聚酷亚胺之外的聚合物,W及它们 的组合。
[0044] 在一个实施例中,使用表面准备方法准备待粘合的基材表面。基材材料的组成取 决于应用,并可包括诸如不诱钢或侣的金属,或诸如聚酷亚胺的聚合物和其他。表面准备可 包括使用诸如异丙基醇(异丙醇,IPA)的溶剂清洁第一和第二基材,W去除诸如油和气载 颗粒的痕量污染物质。
[0045] 在使用溶剂清洁粘合表面之后,表面准备也可包括使粘合表面经受等离子体清洁 过程。在一个实施例中,等离子体清洁过程可包括约2分钟至约10分钟的持续时间的氧等 离子体清洁过程。使用等离子体清洁过程从粘合表面进一步去除任意污染物,并且将基材 粗糖化W增加粘合表面积而获得改进的粘附。
[0046] 在表面准备之后,粘合剂和第一基材准备用于使用粘合剂粘着。在一个实施例中, 从固体粘合剂的第一表面去除第一剥离衬垫。至少将第一基材的粘合表面加热至约4(TC至 约120°C之间,或约50°C至约100°C之间,或约50°C至约60°C之间的粘着溫度。可例如通过 在加热板上或在烘箱内加热第一基材而进行所述加热。可加热整个第一基材,或者可仅加 热粘合表面。在加热第一基材的粘合表面之后,例如通过将粘合剂的第一表面置于粘合表 面上而使固体粘合剂的第一表面与第一基材的粘合表面接触,从而将第一基材粘着至粘合 剂。
[0047] 在粘着溫度下,通过在压力下在粘合剂的第二表面上的暴露的第二剥离衬垫上, 或在第一基材的第二表面(背面)上,或上述两者上移动漉而漉社第一基材-粘合剂组件。 所述漉社阶段有助于去除在粘合剂的第一表面与第一基材的粘合表面之间的界面处的气 泡。在一个实施例中,漉可抵靠表面在压力下,例如在约Ipsi至约1化si之间,或约Ipsi至约5psi之间的漉压下在第一基材-粘合剂组件上漉社。
[004引在所述加工阶段之后,将第一基材-粘合剂组件冷却至22°C或更低的环境溫度,W产生粘着至粘合剂的第一基材。所述粘着工序用于将粘合剂润湿
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