成果名称：	基于微流控技术MEMS特色工艺的热发泡喷墨打印喷头芯片设计、制造工艺及产业化应用
登记日期：	2022-07-15
完成单位：	珠海奔彩打印科技有限公司
完成人员：	刘建宏,周丹,李洋,杨高平,黄增祥,张柏林,饶小军,高阳,王鹍
研究起止日期：	2020-05-15至2022-06-30
主要应用行业：	制造业
高新技术领域：	先进制造
评价单位：	珠海市科技发展促进会
评价日期：	2022-07-02
成果简介：	项目基于微流控技术MEMS特色工艺，在热发泡喷墨打印喷头芯片中，整合了AND闸、时序器和随序载入器，并创新设计出时序器设计方案及打印头驱动器设计方案；同时对生产工艺进行了创新改进。经国家办公及耗材检验中心测试，该项目生产出的喷墨打印喷头芯片生产的喷墨盒达到了原装同等质量水平，打破了国外在该领域的技术垄断，实现了国产化替代。
技术创新点之一：一种整合了AND闸、时序器和随序载入器的热发泡喷墨打印头。inkjet head先后三代分别是直触式、IDH、和IdMH。IDH式是现今HP中低阶产品主力，其特征是一致动电阻串接一power NMOS driver。
技术创新点之二：一种新型的时序器设计方案；
技术创新点之三：一种新型的热发泡喷墨打印头驱动器设计方案；
技术创新点之四：一种新型的热发泡喷墨打印头的生产工艺。
优化后的生产工艺是在已完成热阻的IC晶圆上,以厚度15~20微米厚膜光阻用显影的方式作出流道层(ink barrier layer), 另以激光镭射制作厚度30~50微米PI膜喷孔片(nozzle plate), 在晶圆切割成晶粒后, 晶粒再一粒粒与喷孔片作die-to-die贴合，晶粒和FPC软板（TAB）的ILB制程（Inner Lead Bonding）采用的是roll-to-roll方式，有效提升了生产效率。
项目技术水平
基于微流控技术MEMS特色工艺的热发泡喷墨打印喷头芯片设计、制造工艺及产业化应用，最终形成项目产品有：手持宽幅喷码机、单色迷你打印机等，技术处于国内领先。
手持宽幅喷码机包括容纳腔、分体式设计喷头组件和墨盒组件。涉及综合具备本项目所述特点，“包括打印机本体和设置在本体上的四个喷头，所述喷头上设有喷嘴和靠近喷嘴设置的定位装置，定位装置包括：辊轮装置和光电装置，用于限定和检测喷嘴的位置，包括打印机机体内设有可开闭的四个容纳腔，在容纳腔内设置对块夹板，形成墨盒的容纳槽，将墨盒与其他部件隔离，而且夹板采用特性材料制成，打印机设置有手柄，可根据显示屏设置打印图像或打印方式，按需求打印，且能将打印的实时数据通过同步模块反馈，同时机体内内置电源和各种保护装置”的“手持宽幅喷码机”，在所检文献以及时限范围内，国内未见相同文献报道。
解决了问题之一：手持宽幅打印机包括打印机本体和设置在本体上的四个喷头，所述喷头上设有喷嘴和靠近喷嘴设置的定位装置，定位装置包括：辊轮装置和光电装置，用于限定和检测喷嘴的位置。通过设置在靠近喷嘴的定位装置，使手持宽幅打印机的打印过程平稳，并且通过定位装置，使喷嘴的位置信息及时反馈，提高打印的精确度；
解决了问题之二：手持宽幅打印机，包括打印机机体，机体内设有可开闭的四个容纳腔，在容纳腔内设置对块夹板，形成墨盒的容纳槽，将墨盒与其他部件隔离，避免因墨盒漏墨造成其他部件损坏，而且夹板采用特性材料制成，因此保护墨盒不受外界影响变质。
解决了问题之三：手持宽幅打印机设置有手柄，使用时只需手持打印机机体即可，可根据显示屏设置打印图像或打印方式，按需求打印，且能将打印的实时数据通过同步模块反馈，方便监控打印状态，提高质量，同时机体内内置电源和各种保护装置，使用方便。
单色迷你打印机基于 45 墨盒的基础上体积压缩至极致，整体结构小巧、轻便，同时打印机通过项目所配套开发的 IOS、Android系统 APP 进行数据交互和控制，也可进行编辑资料和保存；包括柔性电路板具一体成型设置有多个第一金属触点，墨盒设置有多个第二金属触点，而且第一金属触点能够与第二金属触点接触。关键技术柔性电路板集成有霍尔芯片、主辊轮朝向所述霍尔芯片的一侧设置有容置槽，容置槽内安装有磁铁，磁铁与所述霍尔芯片相对设置的“单色迷你打印机”，在所检文献以及时限范围内，国内未见相同文献报道。
解决了问题之一：一种手持式打印机，基于 45 墨盒的基础上体积压缩至极致，整体结构小巧、轻便，同时打印机通过项目所配套开发的 IOS、Android 系统 APP 进行数据交互和控制，也可进行编辑资料和保存。
解决了问题之二：一种手持打印机包括机壳、墨盒、喷头保护盖、控制机构、开盖检测机构和预警机构；墨盒安装于所述机壳内部，且所述墨盒的喷头与所述机壳的喷墨口相对，所述喷头保护盖用于盖设于所述喷头，所述开盖检测机构用于检测所述喷头保护盖是否盖合于所述喷头及上盖是否盖合，当所述喷头保护盖在未盖合于所述喷头超过设定时长后，所述控制机构控制所述预警机构发出预警信号。
解决了问题之三：一种手持打印机还包括 FPC 机构，所述 FPC 机构包括柔性电路板，所述柔性电路板具一体成型设置有多个第一金属触点，所述墨盒设置有多个第二金属触点，所述第一金属触点能够与所述第二金属触点接触。所述柔性电路板集成有霍尔芯片，所述主辊轮朝向所述霍尔芯片的一侧设置有容置槽，所述容置槽内安装有磁铁，所述磁铁与所述霍尔芯片相对设置。
结论：基于微流控技术MEMS特色工艺的热发泡喷墨打印喷头芯片设计、制造工艺及产业化应用项目技术处于国内领先。