[发明专利]电铸多层喷射引导器及其制造方法

说明书

                    本发明的技术领域

本发明涉及一种喷射引导器，该引导器的上游会产生扰动，以控制喷射分配和喷射微滴的大小。本发明还涉及制造喷射引导器的方法，该方法使用了与多层电铸加工相结合的多层抗镀加工。

                    本发明的技术背景

带有精密小孔的喷射引导器或喷嘴在许多工业用途中使用，例如，在汽车内燃机和火箭发动机中作燃料喷射器使用，作热喷墨印刷头使用，以及在需要精确测量流体的类似用途中使用。

制造喷嘴的一般方法包括，模具铸造，机加工和电镀，也可能需要精加工步骤以制造出最终的喷嘴。

制造喷嘴的电镀方法使用干式和液体抗镀剂、以及蚀刻的各种组合。然而，这种方法在可获得的最大电铸层厚度大约是100微米方面受到限制。

现有技术中的制造喷嘴的方法一般会遇到制成的小孔精度不够的缺陷。直到现在，这种方法包括将分散的零件组装起来以形成喷嘴。

例如，威廉姆.P.理查逊在密歇根技术大学硕士论文“上游流动条件对低压燃料喷射器的雾化过程的影响”(1991)公开了通过硅微切削加工制造的喷嘴。在这种加工方法中，是通过硅蚀刻形成小孔结构的。

费克勒等人的美国专利第4,586,226号涉及一种利用蜡和银技术和紧接的后精加工制造小孔燃料喷射器的方法。将第一层镍(Ni)电镀在不锈钢底板上，在该底板上形成有燃料输送通道。通过面板Ni层使腔室与穿孔连通。制造塑料芯棒使其具有带支承部分、小孔形成部分、和将诸脚系在一起的联结接头的诸脚。芯棒的支承部分插入形成于面板上的接受器孔，并通过电镀形成刚性材料的粘结层以封闭小孔形成部分。除去芯棒延伸到粘结层外侧的部分，并对该表面进行磨光精加工。

授予加德纳的美国专利第4,246,076号涉及一种多层干性薄膜电镀方法，以便制造供喷墨印刷机用的喷嘴。这种加工方法包括的步骤是，将第一层可光致聚合的材料覆盖在一基材上，将该层暴露在一种辐射光下，直至可光致聚合材料层的至少一部分聚合。将第二层可光致聚合的材料覆盖在第一层的自由表面上，用与第一层的沉积相似的加工方法进行加工。通过从基材上除去非聚合的材料而改进该两层，接着，通过电镀在基材上进行金属喷镀。

授予肯瓦西的美国专利第4,229,265号公开了一种厚的干性薄膜抗镀剂电镀方法，以便制造供喷液滴记录器用的小孔板。用光致抗镀剂材料覆盖一块不锈钢的两侧。然后，让光致抗镀材料通过适当的屏蔽进行暴露，而在该板的两侧形成圆柱形的光致抗镀材料桩子区域。然后，将镍电镀在不锈钢板上，直至其高度覆盖住桩子边缘。然后在各光致抗镀材料桩子上形成较大直径的光致抗镀材料柱塞。然后，继续镀镍，直至达到柱塞的高度。然后，从镍上溶解和剥落光致抗镀材料和板，以形成两块固体的、同类的小孔板。

授予比尔斯等人的美国专利第4,675,083号涉及一种制造金属喷嘴板的方法，它利用抗镀材料和电镀两步加工方法与喷墨印刷头有关。该方法包括的步骤是，在金属基材上提供包括许多第一屏蔽部分的第一屏蔽，和提供包括许多第二屏蔽部分、并形成于许多第一屏蔽部分上的第二屏蔽。然后，将该结构输送到一电铸工位，并在暴露表面上形成一镍层，直至其厚度达到2.5密耳(mil)。一旦当该板达到所需的厚度，利用通常的除去光致抗镀材料的处理方法除去负性和正性的光致抗镀材料屏蔽部分。

授予贝克韦尔的美国专利第4,954,225号涉及一种用于电铸具有三维特征的喷嘴板的方法。该方法使用一在液体上的干式薄膜，以及一厚膜光致抗镀剂。利用光刻技术将导电层提供给一透明芯棒的表面。在不透明导电层内形成的各孔上形成有不导电、透明材料制成的、一种薄的圆形的遮盖部分。在透明芯棒的导电层上电镀一层第一金属。再在第一金属层上电镀一层第二金属，直至第二金属的第一层环绕着、但不是覆盖着光致抗镀剂支柱。在金属层上形成的凹陷里充满着填料，以便在板层的顶部形成光滑的连续表面。然后，将光致抗镀材料的一厚层施加并固定在光滑板层的顶部，从而形成覆盖着充填的凹陷、并与充填的凹陷对齐的厚光致抗镀材料圆盘图案。然后，使板层与透明芯棒分离，并利用适当的剥离技术将无关的材料剥离。

授予贝克韦尔的美国专利第4,839,001号涉及利用一厚膜光致抗镀材料制造小孔板的方法，其中，该板是由两层电铸镍形成的。第一层Ni电铸在导电芯棒上，以形成带有选择的孔图形的支承层。在Ni上电铸铜，以覆盖该诸孔。将第二层Ni电铸在与芯棒连接的该表面上，由此形成一小孔板，它带有选定横截面的、并与第一镍层上的孔图形对齐的诸小孔的图形。然后，将铜蚀刻掉而露出镍制的薄的小孔板。