发明名称 具感测元件之流体喷射装置及流体喷射装置的制作方法
摘要 本发明系提供一种具感测元件之流体喷射装置及其制造方法。流体喷射装置包括一基底。一结构层,设置在该基底上,且在与基底之间形成一流体腔。至少一气泡产生装置,设置于该结构层上该流体腔之对应侧。至少一电阻线感测元件,连接上述流体腔。一保护层,覆盖该气泡产生装置与该电阻线感测元件。以及一喷孔,邻近该气泡产生器且穿透该保护层与该结构层,且与该流体腔连通。
申请公布号 TWI252813 申请公布日期 2006.04.11
申请号 TW093134255 申请日期 2004.11.10
申请人 明基电通股份有限公司 发明人 周忠诚;黄宗伟;周凯彬
分类号 B41J2/16 主分类号 B41J2/16
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种具有感测元件之流体喷射装置,包括: 一基底; 一结构层,设置在该基底上,且与该基底之间形成 一流体腔; 至少一气泡产生装置,设置于该结构层上该流体腔 之对应侧; 至少一电阻线感测元件,连接该流体腔; 一保护层,覆盖该气泡产生装置与该电阻线感测元 件;以及 一喷孔,邻近该气泡产生器且穿透该保护层与该结 构层,且与该流体腔连通。 2.如申请专利范围第1项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,其中该气泡产生装置包括: 一第一加热器,以位于该流体腔外的方式设置于该 表面上,用以在该流体腔内产生一第一气泡;以及 一第二加热器,以位于该流体腔外的方式设置于该 表面上,且与该第一加热器分别位于该第一通孔的 相对侧,用以在该流体腔内产生一第二气泡以将该 流体腔内之流体射出。 3.如申请专利范围第1项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,其中该结构层系一低应力氮化矽。 4.如申请专利范围第1项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,其中该电阻线感测元件包括复数个并 联电阻组。 5.如申请专利范围第1项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,于该流体腔形成时,其中该电阻线感 测元件即时监控该流体腔的形成,以避免该结构层 被蚀刻过度。 6.如申请专利范围第1项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,当该流体腔填充一流体时,其中该电 阻线感测元件与该流体成一串联电阻组。 7.一种具有感测元件之流体喷射装置,包括: 一基底; 一结构层,设置在该基底上,且与该基底之间形成 一流体腔; 至少一气泡产生装置,设置于该结构层上该流体腔 之对应侧; 一保护层,覆盖该气泡产生装置;以及 一喷孔,邻近该气泡产生器且穿透该保护层与该结 构层,且与该流体腔连通;以及 一薄壳电容感测元件,设于该结构层上、镶于该保 护层中且环绕该喷孔。 8.如申请专利范围第7项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,其中该薄壳电容感测元件具一对圆弧 形电极。 9.如申请专利范围第8项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,其中该圆弧形电极为一多层导体电极 。 10.如申请专利范围第9项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,其中该多层导体电极之材质包括TaAl 、TiN、TiW、Pt、Al-Si-Cu合金或Al-Cu合金。 11.如申请专利范围第7项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,当该流体腔填充一流体时,该流体藉 毛细作用填充至该喷孔中,其中该薄壳电容感测元 件量测该流体于该喷孔内的高度,并根据该流体于 该喷孔内的高度调整驱动加热体的时间。 12.如申请专利范围第7项所述的具有感测元件之流 体喷射装置,更包括至少一电阻线感测元件,连接 该流体腔。 13.一种流体喷射装置的制作方法,包括下列步骤: 提供一基底; 形成一图案化牺牲层于该基底上; 形成一电阻线感测元件于该牺牲层上,具有一第一 端与一第二端; 形成一图案化结构层于该基底上,且覆盖该图案化 牺牲层与电阻线感测元件,露出该电阻线感测元件 之该第一端与该第二端; 形成一流体通道于该基板之底部,以露出该牺牲层 ;以及 移除该牺牲层以形成一流体腔。 14.如申请专利范围第13项所述的流体喷射装置的 制作方法,其中该电阻线感测元件的材质包括多晶 矽或导体材质。 15.如申请专利范围第13项所述的流体喷射装置的 制作方法,移除该牺牲层的步骤系以一蚀刻溶液蚀 刻该牺牲层。 16.如申请专利范围第15项所述的流体喷射装置的 制作方法,其中移除该牺牲层的步骤包括,施一电 压差于该电阻线感测元件之该第一端与该第二端, 以量测其间的一电流値。 17.如申请专利范围第16项所述的流体喷射装置的 制作方法,其中当量测之电流値完全为电阻线感测 元件所贡献时,则继续蚀刻步骤形成该流体腔。 18.如申请专利范围第16项所述的流体喷射装置的 制作方法,其中当量测之电流値为电阻线感测元件 与该蚀刻溶液所贡献时,则停止蚀刻步骤完成该流 体腔。 19.如申请专利范围第13项所述的流体喷射装置的 制作方法,其中该电阻线感测元件包括复数个并联 电阻组。 20.如申请专利范围第19项所述的流体喷射装置的 制作方法,其中该复数个并联电阻组包括一第一电 阻器位于该牺牲层与该结构层之界面处,一第二电 阻器位于该结构层与该基底之界面处。 21.如申请专利范围第20项所述的流体喷射装置的 制作方法,其中移除该牺牲层的步骤包括,施一电 压差于该并联电阻组之一第一端与一第二端,以量 测其间的一电流値,其中当量测之电流値为该第一 及第二电阻器所贡献时,则继续蚀刻该牺牲层,其 中当量测之电流値为该第二电阻器所贡献时,则停 止蚀刻该牺牲层。 图式简单说明: 第1图显示一种习知的单石化的流体喷射装置的剖 面示意图; 第2A-2B图显示根据本发明第一实施例之具感测器 之流体喷射装置的制程剖面示意图; 第2C图显示本发明第一实施例之具有感测器之流 体喷射装置于填充墨水后的剖面示意图; 第3A-3B图显示根据本发明第二实施例之具感测器 之流体喷射装置的制程剖面示意图; 第3C图显示本发明第二实施例之具有感测器之流 体喷射装置于填充墨水后的剖面示意图; 第4A图显示根据本发明实施例之感测器电路为一 填充流体(长度L),与电阻线串联之等效电路图; 第4B图显示本发明第二实施例之感测器电路设计 成惠斯登电桥(Wheatstone bridge)之电路图; 第5图显示本发明第三实施例之具感测器之流体喷 射装置的上视图; 第6A-6B图显示根据本发明第三实施例之具感测器 之流体喷射装置沿第5图中箭号I-I'方向的制程剖 面示意图; 第6C图显示本发明第三实施例之具有感测器之流 体喷射装置于填充墨水后的剖面示意图; 第7A图显示本发明第三实施例之薄壳电容感测器 的结构示意图; 第7B图显示本发明第三实施例之薄壳电容感测器 的电极为多层结构,由加热器之电阻材料、金属层 、与接触窗等相同的材料所构成;以及 第8图显示本发明第三实施例之包含C1、C2电容与 运算器之感测电路图。
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