制造打印机喷墨头的方法 发明的领域
本发明涉及一种制造打印机喷墨头的方法，特别是涉及一种在制作喷墨头芯片时驱动元件完成后，可即行测量驱动元件特性藉以即时判断喷墨头芯片成品率并监控制造过程状况，并可避免加热元件遭墨水侵蚀的制造方法。
背景说明
在高度数字化的社会中，电子文件已普遍使用于各个领域，而随着网际网路(internet)的发达，大量电子讯息，例如图片、电子邮件、电子书等，资料的传递不但迅速而且简便，喷墨打印机以其低廉的价格与优良的打印品质，普遍使用于一般家庭及公司中，成为标准的输出设备。
当喷墨打印机接收到电脑系统传来的打印指令时，其会控制喷墨头来进行打印的工作，一般而言，喷墨头位于墨水匣的底部，墨水匣中有储墨槽，用来储存墨水，墨水经由喷墨头中的加热装置加热之后，会经由喷嘴喷出至打印纸张上来完成打印工作。
请参阅图1，图1为现有技术喷墨头10的组合元件图。喷墨头10包括有一喷嘴板12、一印刷电路板14以及一加热模组16。喷嘴板12的面积与加热模组16地面积相同，并设有多个喷嘴(nozzle)18，而墨水就是经由这些喷嘴18喷出至文件上。印刷电路板(printed circuit board；PCB)14上有一开口20，并设有导线22电连接至接点24。加热模组16的表面设有多个凹陷形状的喷墨室26，这些喷墨室26与一贯穿加热模组16的墨水通道(inkslot)28相通；另外，加热模组16也包括了一控制单元30、一导电的接触垫32以及多个设于喷墨室26中的加热元件34；接触垫32透过线路电连接于控制单元30(未显示)，而各加热元件34则都电连接于控制单元30。此外，加热模组16上的接触垫32是电连接于印刷电路板14上的各个导线22。由于喷墨头10是设置于墨水匣36底部，因此墨水必须经由墨水匣36的出墨口38以及加热模组16上的墨水通道28才能导入各个喷墨室26中。
当计算机系统欲传达一打印指令给喷墨头10以执行打印工作，该打印指令是经由接点24、导线22及接触垫32传导至控制单元30，然后控制单元30根据收到的打印指令驱动相关的加热元件34以加热喷墨室26中的墨水，并使墨水由喷嘴18喷出而达到喷墨打印的目的。
请参阅图2及图1，图2为图1中加热元件34的电路图。现有技术技术使用一电阻40及一驱动元件50来构成一加热元件34，于制作加热元件34的制造过程中，为了确保加热元件34能正常运作，会额外制作四个连接垫(pad)分别连接驱动元件50及电阻40以测试相关电路特性。如图2所示，连接垫42经由接线52电连接于电阻40，而连接垫44、连接垫46及连接垫48分别经由接线54、接线56及接线58电连接于驱动元件50的三个端点(例如金属氧化物半导体中的基极、源极及漏极)，而且接线52、54、56、58均由金属材质制成。
请参阅图3、图1及图2，图3为图1中加热模组16的上视图。连接垫44经由接线54与加热元件34电连接，并将接线54制作于预定作为墨水通道28的位置上，当测试完成后，经由喷砂(sandblasting)等蚀刻处理，于加热模组16上蚀刻出一凹槽，即为墨水通道28，而且于喷砂蚀刻的过程中，同时将接线54部分去除，然而部分与加热元件34中驱动元件50电连接的残余接线54，会与墨水通道28中的墨水产生化学作用而逐渐被侵蚀，最后因为侵蚀到驱动元件50而造成加热元件34失效，进一步影响喷墨头10的喷墨功能，而造成打印品质不佳。另外，连接垫42、44、46、48在加热模组16的表面上会占据相当大的面积，因此先前技术必须尽量压缩加热模组16表面上的其他电路以容纳这些连接垫。
发明概述
因此，本发明的主要目的在于提供一种制造一打印机的喷墨头的方法，其可避免驱动元件遭到墨水侵蚀而造成加热元件的损坏，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提出一种制造一打印机的喷墨头(print head)的方法，其包括有：
于一基板上形成一驱动元件，该驱动元件包括有一第一极、一第二极及一第三极；
于该基板上形成一第一连接垫，用来测试该驱动元件的第一极的电路特性，以及一第一导体，用来连接该第一连接垫及该驱动元件的第一极；
于该基板上形成一第二连接垫，用来测试该驱动元件的第二极的电路特性，以及一第二导体，用来连接该第二连接垫及该驱动元件的第二极；
于该基板上形成一测试连接垫，以及一测试电阻，连接于该测试连接垫及该驱动元件的第三极之间；以及
于该基板上形成一第三连接垫，以及一加热电阻，连接于该第三连接垫及该驱动元件的第三极之间。
附图的简单说明
图1为现有技术喷墨头的组合元件图。
图2为图1所示的加热元件的电路图。
图3为图1所示的加热模组的上视图。
图4为本发明打印机喷墨头的加热模组于制作墨水通道前的示意图。
图5A为图4所示的加热元件的电路布局示意图。
图5B为图4所示的加热元件的电路示意图。
图5C为图4所示的加热元件的结构剖面图。
图6为本发明打印机喷墨头的加热模组于制作墨水通道后的示意图。
图7A为图6所示的加热元件的电路布局示意图。
图7B为图6所示的加热元件的电路示意图。
图7C为图6所示的加热元件的结构剖面图。
附图的符号说明
10喷墨头 12喷嘴板
14印刷电路板 16、60加热模组
18喷嘴 22导线
26、62喷墨室 28、61墨水通道
30控制单元 32接触垫
34、64加热元件 36墨水匣
38出墨口 40电阻
42、44、46、48连接垫
50驱动元件
52、54、56、58接线
66硅基板 68驱动电路
70测试电阻 72第一连接垫
74第二连接垫 76测试连接垫
78导体 80漏极
82栅极 84源极
88第一导体 90第二导体
92加热电阻 96第三连接垫
发明的详细说明
请参阅图4，图4为本发明打印机喷墨头的加热模组60于制作墨水通道前的示意图。喷墨室62中设有一加热元件64，其包括一驱动元件68，连接于一第一连接垫72及一第二连接垫74。加热模组60中另形成有一测试电阻70及一测试连接垫76，测试电阻70是连接于驱动元件68及测试连接垫76之间。
请参阅图5A、图5B、图5C及图4，图5A为图4所示的加热元件64的电路布局示意图，图5B为图4所示的加热元件64的电路示意图，而图5C为图4所示的加热元件64的结构剖面图。在本实施例中，加热元件64是形成于一硅基板(silicon substrate)66上，驱动元件68为一金属氧化物半导体(metal-oxide semiconductor；MOS)，而测试电阻70为硅基板66上的掺杂区(doped area)，如一n型掺杂区(n-doped area)。驱动元件68包括一第一极(栅极)82、一第二极(源极)84及一第三极(漏极)80，而第一极82经由第一导体88与第一连接垫72连接，第二极84则是经由第二导体90与第二连接垫74连接，然而第三极80乃是经由测试电阻70连接于测试连接垫76，而测试电阻70是连接于第三极80与一端点98之间，此外，每一连接垫的宽度大于其所连接的导体宽度。本发明中，测试电阻与所需的加热电阻的电阻值可为相等，因此于基板上实际制作加热电阻前，可先透过测试电阻70与驱动元件68作初步电路测试，例如，于第一连接垫72输入电压使驱动元件68导通，并于测试连接垫76输入讯号，同时测量第二连接垫74的输出状况，经由复数次不同测试可以决定驱动元件68与测试电阻70的电路特性，因此可预先判断驱动元件68是否正常运作，如果驱动元件68于制造过程中有瑕疵，造成非预期的电路特性，则不需继续后续制造过程，以避免浪费后续制造过程所需的成本。
请参阅图6，图6为本发明打印机喷墨头的加热模组60于制作墨水通道61后的示意图。在加热元件64中，其另包括一加热电阻92，其是与一第三连接垫96相连接。由于喷墨头是设置于墨水匣的底部表面，因此墨水匣中墨水储槽的墨水必须经由一墨水通道61才能进入各个喷墨室62，然后墨水透过加热元件64加热后，喷溅至文件上而完成打印工作。
请参阅图6及图4，本发明制造打印机喷墨头的方法将测试连接垫76制作于预定作为墨水通道61(ink slot)的位置上，而当使用蚀刻的方法制作墨水通道61时，会同时将测试连接垫76及部分的测试电阻70去除，由于测试电阻70是利用n型掺杂区(n-doped area)制成，本身并非隶属于金属类的导电结构，所以墨水中所包括的任何化学物质并不会与残存的测试电阻70发生任何化学作用，即是说，墨水不会因为透过与残存的测试电阻70作用而侵蚀破坏驱动元件68本体结构，所以本发明可避免加热元件64失去功能而造成喷墨打印品质不佳的情况。
请参阅图7A、图7B、图7C及图6，图7A为图6所示的加热元件64的电路布局示意图，图7B为图6所示的加热元件64的电路示意图，而图7C为图6所示的加热元件64的结构剖面图。首先，经由喷砂等蚀刻处理，将测试接触垫76及部分的测试电阻70去除，然后于硅基板66上制作一与所需加热电阻值相等的电阻层92，电阻层92与驱动元件68的第三极80连接而形成一加热电阻92，且加热电阻92上的一端点94经由导体与第三连接垫96连接。制作完成后的加热元件64，可经由第一连接垫72、第二连接垫74及第三连接垫96输入讯号控制加热元件64的工作状态。
相比于现有技术技术，本发明制造打印机喷墨头的方法将测试连接垫76制作于墨水通道61的位置上，可以减少喷墨头上接触垫所需的面积，如图3所示，现有技术技术需要耗用四个接触垫的面积，而由于本发明测试连接垫76于测试完成后会于制作墨水通道61时一并被清除，因此仅需使用三个接触垫的面积，可减少接触垫耗用的面积，则于同一喷墨头上，可以容纳更多的喷嘴或其他控制电路以增进打印品质，或是可以制造较小的喷墨头以节省成本。而且，本发明测试连接垫76制作于加热元件64旁边，亦即墨水通道61的位置上，可以减少测试连接垫76与加热元件64间的距离，进一步减少两者之间所需的连接材料，因此可以减少制作成本。此外，本发明测试电阻70是应用n型掺杂区做成，虽然于制造墨水通道61的过程中仅被部分清除，然而残存的测试电阻70并不会与墨水通道61中所包括的墨水发生化学反应而遭侵蚀，所以与残存的测试电阻70相连接的驱动元件68不受影响，而能正常运作。
虽然本实施例中驱动元件68乃应用一金属氧化物半导体(MOS)制成，驱动元件68亦可为一双载子结晶体管(bipolar junction transistor；BJT)或其他类型的晶体管，且形成测试电阻70的掺杂区不仅可为n型掺杂区，其亦可为p型掺杂区，皆属本发明的范畴。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。