微機(jī)電打印芯片制造
微機(jī)電打印芯片是在日本Nagano縣的愛普生SuWaMiMai工廠制造的。三個(gè)硅芯片-一個(gè)TFP執(zhí)行器,一個(gè)墨水通道,和一個(gè)噴嘴板-粘合在一起。通過TFP致動(dòng)器的泵作用,通過墨通道的墨流路徑進(jìn)入的墨從噴嘴排出。它的創(chuàng)新薄膜壓電技術(shù)被用來生產(chǎn)TFP致動(dòng)器,其創(chuàng)新的MEMS技術(shù)被用來制造芯片組件。
1:ThinFilm Piezo(TFP)技術(shù)
TFP致動(dòng)器是在硅襯底上形成的非常薄的壓電元件。壓電元件在施加電壓時(shí)收縮。這一運(yùn)動(dòng)提供了驅(qū)動(dòng)墨水從噴嘴板流入墨水流動(dòng)路徑的動(dòng)力。
薄膜壓電技術(shù)被用來在硅晶片上均勻地形成壓電元件,一微米厚的薄膜。采用自己的結(jié)晶工藝燒結(jié),形成具有一致取向的優(yōu)質(zhì)陶瓷晶體。
這些TFP致動(dòng)器提供了非常精確的控制液滴大小和放置和驚人準(zhǔn)確的打印。這是因?yàn)樗鼈兊木鶆蚓w結(jié)構(gòu)意味著當(dāng)它們收縮時(shí),它們保持均勻的位移,并且由于壓電薄膜的極端薄允許更大的收縮,因此有更大的位移。
愛普生自己制造壓電元件的材料。還自主開發(fā)了用于合成材料的化學(xué)反應(yīng)過程以及合成設(shè)備。獲得最佳壓電材料以滿足壓電元件的性能要求對(duì)他來說是一個(gè)巨大的優(yōu)勢。
2:微機(jī)電系統(tǒng)科技
高精度,三維亞微米光刻是愛普生MEMS工藝強(qiáng)度的源泉。在普通的半導(dǎo)體制造中,平面加工所需的尺寸精度很高,但是厚度所要求的精度并不是那么高。在光刻工序中使用的工業(yè)設(shè)備通常有百分之幾的變化,但能夠?qū)⑦@種變化限制在從五分之一到十分之一的范圍內(nèi)。
這種精度超過傳統(tǒng)系統(tǒng),是業(yè)內(nèi)最好的。正是這使得我們能夠形成極其精細(xì)復(fù)雜的TFP致動(dòng)器、墨水通道和噴嘴板。這些都提供了對(duì)噴墨墨水體積的微微級(jí)控制和在媒體上放置點(diǎn)的非常精確。
在光敏樹脂上產(chǎn)生的熱頭噴嘴只長約幾微米。相比之下,在硅片上生產(chǎn)的MicroTFP印刷芯片中的噴嘴可以是長度的10倍以上,并且這個(gè)更大的噴嘴長度轉(zhuǎn)化成更精確的墨滴位置。