專利名稱：精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法。
噴墨式打印機一直在打印機市場上占有一席之地，尤其是已成為個人電腦的基本輔助設(shè)備，隨著其日漸增加的解析度，容易應(yīng)用于彩色印刷的特性，以及耗材的相容性產(chǎn)品不斷的推陳出新，廣受到消費大眾的喜愛，使噴墨式打印機并未因激光打印機的出現(xiàn)而被淘汰；對于噴墨式打印機而言，噴墨頭即是一個相當(dāng)重要的零件，因其與列印品質(zhì)息息相關(guān)，而噴墨頭的好壞完全取決于制造過程的精密度。
請參閱

圖1，圖中示出一典型的噴墨頭，噴墨頭的主體為一芯片1，其中包含有電路系統(tǒng)，用來接受軟件的控制以進行噴墨動作，中間有一鏤空處即為墨水貯放處2，用以貯放來自墨匣中的墨水21，在墨水貯放處2的兩側(cè)周圍有許多的墨水艙3，可與墨水貯放處2相通，使得墨水21得以流入，通過墨水艙3內(nèi)的加熱板(heater)受熱使墨水21由噴孔片4上的噴墨孔41噴出；墨水艙3上覆蓋一含許多噴墨孔41的噴孔片4，每一墨水艙3均對應(yīng)于一噴墨孔41，噴墨孔作為射出墨水的出口。
請參閱圖2，它是現(xiàn)有的粘合噴墨頭噴孔片方法的示意圖，晶片5內(nèi)包含數(shù)十個芯片1，這些芯片1已經(jīng)過許多的處理步驟，如沉積、蝕刻等步驟，而包含應(yīng)有的電路系統(tǒng)、墨水貯放處2及墨水艙3等，接下來的步驟便是要將噴孔片4與各個芯片1黏合。現(xiàn)有的方法是于一芯片1上的適當(dāng)位置點膠，然后以吸嘴將一噴孔片4放置于此芯片1上；接著再于另一芯片1上點膠，然后再將另一片噴孔片4放置于此芯片1上；相同的點膠、放置步驟就如此重復(fù)數(shù)十回，直到晶片5上所有的芯片1都已覆蓋一噴孔片4。接著將此晶片5與所有的噴孔片4加壓加熱，即可完成粘合步驟。
將噴孔片4放置于芯片1上的步驟需要以精密對位的方式進行，使得各噴墨孔41能對應(yīng)到各墨水艙3，才能使墨水21的流出順暢，若對位不準(zhǔn)確將造成墨水21的出口被堵住，因此單一的對位步驟的工作量非常大，每次對位動作即需要一小段時間。這樣，現(xiàn)有方法的缺點就極為明顯，重復(fù)相同的步驟耗費相當(dāng)長的時間，針對一片晶片5一般即需要超過百次的精密對位膠合步驟，不僅耗時，且由于點膠量難以極精確控制，極易造成次品。
就目前的芯片制造技術(shù)而言，芯片的厚度一般會有±10μm的誤差，若以個別的芯片來比較，其厚度誤差值可達±20μm，如以上述的制造技術(shù)生產(chǎn)，因無法測知每片芯片的厚度而加以調(diào)整下壓距離，常會造成芯片最上層的粘合光阻層壓合不良的瑕疵出現(xiàn)。若芯片厚度較小時會形成粘著不佳的情形，若芯片厚度較大時會形成光阻層溢流至加熱板的情形，這樣無法有效控制工藝的精密度，會造成產(chǎn)品品質(zhì)不易控制，需多增加檢驗程序及人手，無形中增加了間接成本。
另一方面，在半導(dǎo)體制作工藝中是先將電路系統(tǒng)制作于芯片上，即使在同一芯片上，也會有每一位置的厚度無法均一的情況發(fā)生，因此以整片晶片的方式壓合，在品質(zhì)上也不易控制。
而且現(xiàn)有技術(shù)是將整片晶片上的所有的芯片與噴孔片粘合后再進行切割分離，而不論用何者方式切割，在切割的過程中所產(chǎn)生的碎屑(如超微小的硅砂)，若掉入噴孔片的噴孔中卡住時，既使以空氣噴槍清除，也不見得能有效去除，會形成永久性的阻塞而影響噴墨頭的列印品質(zhì)。
鑒于現(xiàn)有的粘合噴墨頭芯片和噴孔片的制造技術(shù)上的諸項缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，所述噴墨頭是由一芯片與一噴孔片構(gòu)成其主體，所述芯片與所述噴孔片均具有至少一個對位基準(zhǔn)記號，于芯片上適當(dāng)?shù)赝坎加幸还庾鑼樱凰鰢娍灼嫌袑?yīng)于芯片上數(shù)個墨水艙的數(shù)個噴孔；所述的芯片與噴孔片的粘合方法包括下列步驟(1)將芯片從晶片上切割分離；(2)以一加熱至100℃以上的吸盤將噴孔片吸起使噴孔片被傳熱達100℃以上(較理想為185℃)的高溫；(3)利用芯片與噴孔片上預(yù)先設(shè)定的所述對位基準(zhǔn)記號，以圖像對位將二者下壓結(jié)合；(4)通過芯片最上層的光阻層在噴孔片的熱量作用下所產(chǎn)生的粘性將二者粘合。
其中，在步驟(1)中芯片在切割前需先在其上涂布一具光阻特性的粘著層，此粘著層即為光阻層，其材質(zhì)為一干膜光阻，所述光阻層的厚度可為10μm至100μm；芯片的切割方式可為鉆石切割法、激光切割法或轉(zhuǎn)動刀片鋸切法等；另外載盤上已設(shè)定芯片的預(yù)設(shè)位置，以便圖像對位作業(yè)。
在步驟(2)中，噴孔片的載盤上也設(shè)定噴孔片的預(yù)設(shè)位置，便于圖像對位作業(yè)。
在步驟(3)中，吸盤先經(jīng)加熱至185℃的高溫，并持續(xù)維持此一溫度，后將噴孔片從載盤上吸起，挪移至芯片載盤上方，因噴孔片與為金屬材質(zhì)，此時噴孔片受吸盤的高溫傳熱，也達到185℃的高溫。
在步驟(4)中，芯片與噴孔片在制造時已分別預(yù)先設(shè)定對位基準(zhǔn)記號(Alignmark)，二者的對位基準(zhǔn)記號必須設(shè)在同一定位點上，以便圖像對位結(jié)合時能準(zhǔn)確結(jié)合時誤差的容許范圍為±5μm，二者的對位基準(zhǔn)記號可為圓形、方形、三角形或其他幾何圖形。
在步驟(5)中，噴孔片下壓與芯片結(jié)合時，噴孔片的高溫與加壓可使芯片上最上層的干膜光阻瞬間硬化，與噴孔片產(chǎn)生鍵解作用，形成粘性將二者粘合。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案于現(xiàn)有技術(shù)相比較，其優(yōu)點是1)芯片先經(jīng)切割方式后排列于載盤，使噴孔片與芯片的粘合為一對一方式進行，借助吸盤的氣動壓力使每一個結(jié)合件均可達完全粘合，克服了以往整片晶片粘合時，每片芯片厚度不一所形成的粘合不良的缺點；2)利用干膜光阻高分子的遇熱硬化并形成粘性的特性，作無膠式的粘合，完全克服了以往芯片與噴孔片粘合時需逐一上膠，費工費時，又點膠不均的缺點；3)以芯片與噴孔片分置于不同的獨立空間(載盤)上，再以吸盤為粘合媒介將噴孔片挪移至芯片上方，借助立體空間的圖像對位技術(shù)使二者粘合，這種平面與空間的位置轉(zhuǎn)換與運用，使整個粘合作業(yè)程序更為順暢，由于自動化機械作業(yè)，因此省工省時；4)在芯片與噴孔片上預(yù)先設(shè)定對位基準(zhǔn)記號以方便二者的粘合對位，達到高精密度的粘合，從而提升產(chǎn)品的合格率及品質(zhì)。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細(xì)說明。
圖1是一典型噴墨頭的示意圖；圖2是現(xiàn)有的粘合噴墨頭芯片和噴孔片的方法的示意圖；圖3是本發(fā)明一較佳實施例的芯片載盤的示意圖；圖4是本發(fā)明一較佳實施例的噴孔片載盤的示意圖；圖5是本發(fā)明一較佳實施例的芯片與噴孔片上的對位基準(zhǔn)記號的示意圖；圖6A~B是本發(fā)明一較佳實施例中另種對位基準(zhǔn)記號的示意圖；圖7A~C是本發(fā)明一較佳實施例中芯片與噴孔片粘合程序的示意圖。
請參閱圖3所示，本發(fā)明一較佳實施例的芯片載盤10已將芯片1的置放位置予以事先規(guī)劃，使芯片1能一一整齊排列于載盤10上，此一排列次序非常重要，可使芯片載盤10與噴孔片載盤40能配合自動化機械的運作，由電腦控制每一片芯片1與噴孔片4的接合。
請同時參閱圖5，當(dāng)芯片1切割下來放置于載盤10前，每一芯片皆已經(jīng)過許多先前的處理步驟，包括沉積、蝕刻及噴砂等步驟，使芯片內(nèi)成形有電路系統(tǒng)、墨水貯放處2及墨水艙3等結(jié)構(gòu)，并于芯片1上適當(dāng)?shù)赝坎家还庾鑼?1，所述光阻層31為一干膜光阻，所述光阻層31的厚度為10μm至100μm，以微影步驟經(jīng)過軟烤、曝光及顯像程序后，洗去不需要的部份，以形成一個個用作盛裝墨水21的墨水艙3。當(dāng)芯片1以鉆石切割法、激光切割法或轉(zhuǎn)動刀片鋸切法切割下來后，需經(jīng)去屑處理后才置入載盤10上，以免碎屑卡陷于墨水艙3內(nèi)造成阻塞。
如圖4所示，噴孔片4上有對應(yīng)于芯片1上的數(shù)個墨水艙3的數(shù)個噴孔41，噴孔片4的載盤40也與芯片1的載盤10一樣，做同數(shù)量、同位置的設(shè)計規(guī)劃，使噴孔片4的載盤40與芯片1的載盤10能運作一致。
當(dāng)在自動化機械運作時，經(jīng)加熱高達設(shè)定溫度100℃以上，最佳溫度為185℃的吸盤吸起載盤40上左下角的噴孔片4后，吸盤移至載盤10上左下角的芯片1的上方時，圖像對位即開始運作，借助芯片1與噴孔片4上的對位基準(zhǔn)記號70進行校正，使二者達到高精度定位，結(jié)合時誤差容許度為±5μm。
而圖5所示的重點在于對位基準(zhǔn)記號70，在芯片1與噴孔片4制造時，分別在其相同部位設(shè)定相同的對位基準(zhǔn)記號70，在圖5中對位基準(zhǔn)記號70為圓形，所述對位基準(zhǔn)記號70亦可有不同的圖形變化，如圖6所示的方形或三角形，或可為其他任何幾何圖形。
圖7A~C所示為芯片與噴孔片粘合程序，其中，A)芯片1的上方涂布一光阻層31后，B)以微影步驟經(jīng)過軟烤、曝光及顯像程序后，洗去不需要的部份，形成可容納墨水21的墨水艙3，墨水21是由墨水貯放處2流入，其流入方向為從垂直于紙面的方向進入；而在墨水艙3的下方的芯片1內(nèi)則加工成加熱板11(heater)，使噴墨頭在使用狀態(tài)時墨水21受加熱板11的作用從噴孔片4上的噴孔41噴出，C)為噴孔片4與芯片1完全粘合后的成品，經(jīng)圖像對位后噴孔片4與芯片1可達微誤差的粘合，噴孔片4上的每一噴孔41皆能準(zhǔn)確地與墨水艙3的開口對位結(jié)合，使噴墨頭的整體品質(zhì)可以確保。
本發(fā)明精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法的詳細(xì)實施步驟已充分揭示如上，然其并非用以限制本發(fā)明的實施，任何熟悉本技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可作出種種的等效變化和等效替換，這些等效的變化和替換皆應(yīng)包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，所述噴墨頭是由一芯片與一噴孔片構(gòu)成其主體，所述芯片與所述噴孔片均具有至少一個對位基準(zhǔn)記號，于芯片上適當(dāng)?shù)赝坎加幸还庾鑼樱凰鰢娍灼嫌袑?yīng)于芯片上數(shù)個墨水艙的數(shù)個噴孔；所述的芯片與噴孔片的粘合方法包括下列步驟(1)將芯片從晶片上切割分離；(2)以一加熱至100℃以上的吸盤將噴孔片吸起使噴孔片被傳熱達100℃以上的高溫；(3)利用芯片與噴孔片上預(yù)先設(shè)定的所述對位基準(zhǔn)記號，以圖像對位將二者下壓結(jié)合；(4)通過芯片最上層的光阻層在噴孔片的熱量作用下所產(chǎn)生的粘性將二者粘合。
2.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，所述步驟(1)還包括將芯片與噴孔片依序排列置放于已設(shè)定位置的載盤上。
3.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(1)中芯片的切割可以鉆石切割法完成。
4.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(1)中芯片的切割可以激光切割法完成。
5.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(1)中芯片的切割可以刀片鋸開法完成。
6.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，所述光阻層的材料為一高分子干膜光阻。
7.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(3)中加熱溫度以185℃為最佳溫度。
8.如權(quán)利要求5所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，所述光阻層的厚度為10μm至100μm。
9.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(4)中對位基準(zhǔn)記號可為圓形記號。
10.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(4)中所述的對位基準(zhǔn)記號為方形記號。
11.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(4)中對位基準(zhǔn)記號為三角形記號。
12.如權(quán)利要求1所述精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法，其特征在于，于所述步驟(4)中對位基準(zhǔn)記號為幾何圖形記號。
全文摘要
一種精準(zhǔn)對位粘合噴墨頭芯片與噴孔片的方法,它包括:將晶片上的芯片(Chip)切割后排列于載盤上,將噴孔片置放于另一載盤上,以一加熱至100℃以上最佳為185℃溫度的吸盤(sucker)將噴孔片吸起使之也被加熱至185℃,再以芯片與噴孔片上預(yù)先設(shè)定對位基準(zhǔn)記號(Align mark),利用圖像對位將二者壓合,通過芯片最上層的干膜光阻在噴孔片的熱量作用下而產(chǎn)生的粘性將二者粘合。該方法克服了噴墨頭芯片與噴孔片在粘合時對位不易,芯片與噴孔片密合度不佳等缺點。
文檔編號B41J2/16GK1377777SQ01116318
公開日2002年11月6日 申請日期2001年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月5日
發(fā)明者林富山, 周沁怡 申請人:研能科技股份有限公司