專利名稱：微致動器及其制造方法，以及微驅動閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種微致動器及其制造方法，以及一種微驅動閥，尤其涉及到一種能夠在低電壓下驅動的微致動器及其制造方法，以及一種能夠通過采用該微致動器有效地控制流體的流量的微驅動閥。
背景技術：
根據(jù)傳統(tǒng)技術的線性流量控制閥具有這樣一種結構即針狀的閥桿隨著通過將步進電機的旋轉力轉變?yōu)榫€性運動而移動一定的位移?？卓?一個流體通道)的開度由閥桿的運動決定，從而控制流量。
然而，用于將步進電機的旋轉力轉變?yōu)殚y桿的線性運動的傳統(tǒng)的線性流量控制閥必須在步進電機的旋轉軸和閥桿之間保持密封狀態(tài)。鑒于此，其制造工藝就比較難，而且由于采用昂貴的步進電機，生產成本也增加了。
此外，采用微機械加工技術的傳統(tǒng)的流量控制閥具有這樣一種結構，即在流體通道內形成的一個閥瓣或者橫隔板，為了控制流體通道的開啟量，不得不對其進行直接驅動。傳統(tǒng)的流量控制閥有一個復雜的整體結構并要求一個高電壓。
另外，采用螺線管執(zhí)行機構的傳統(tǒng)的流量控制閥會造成很強烈的噪音。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種微致動器，能夠通過簡化制造工藝的方法降低制造成本，并且能夠在低電壓下進行微驅動。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種微驅動閥，能夠降低制造成本并且能夠采用低電壓微驅動和低噪音的微致動器有效地控制流量。
本發(fā)明另一個目的是提供一種能夠采用數(shù)字方式通過開啟規(guī)定數(shù)量的微致動器的微通道并關閉其余通道從而有效地控制流量的微驅動閥。
為了達到這些以及其它的優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所具體表達和廣泛描述的，根據(jù)一個實施例提供的微致動器，包括在其一側有一個微通道的第一薄板；固定于第一薄板上并在其一側上有一個微通道用于與第一薄板上的微通道相連通的第二薄板；以及一個安裝于靠近第一薄板和第二薄板的位置，以有選擇地對第二薄板上的微通道進行開啟和關閉的微驅動裝置。
該微驅動裝置包括一個撓性安裝在第二薄板的微通道上的微動件；在微動件的兩邊形成一個電極部分，為微動件提供電源；在微動件的端部形成一個塞子，用于開啟和關閉第二個薄板上的微通道；以及一個用于彈性支撐塞子的塞子懸架。
該塞子懸架的構成為一個固定到第一薄板上的緊固部分；以及一個用于連接緊固部分和塞子的連接部分。
根據(jù)第一個優(yōu)選實施例的一種用于制造微致動器的方法的步驟包括第一步，對用于具有薄片形狀并將被作為第一基底的硅元件的上表面形成一個閥塞和一個微動件的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，同時對用于在硅元件下表面形成一個微懸隙的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，通過對暴露于硅元件下表面的蝕刻掩模之間的硅元件進行局部的蝕刻的方法形成一個微懸隙，然后去掉蝕刻掩模；第二步，對用于在硅元件的下表面形成一個結合部分以及一個微通道的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，通過對暴露于蝕刻掩模之間的硅元件進行局部蝕刻的方法形成一個微通道，然后去掉蝕刻掩模；第三步，在具有薄片形狀并將用作第二基底的硅元件下表面沉積一層導電薄膜；第四步，對導電薄膜上的用于形成一個電極部分的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，通過對暴露于蝕刻掩模之間的導電薄膜進行局部蝕刻的方法形成一個電極部分，然后去除蝕刻掩膜；第五步，在第四步的硅元件上形成一個微通道；第六步，將第二步的硅元件和第五步的硅元件對齊結合在一起；第七步，通過對暴露在第一步的硅元件上表面形成了圖案的蝕刻掩模之間的硅元件進行局部蝕刻直到第六步的結合部分的方法以形成一個閥塞和一個微動件，然后去掉蝕刻掩模，由此形成多個微致動器；以及第八步，將微致動器作為一個芯片單元進行切割的方法制造一個微致動器陣列。
由于N個微致動器具有N+1個狀態(tài)，因此，微致動器陣列呈離散形式對流量進行控制。
根據(jù)第一個實施例的微驅動閥包括在其中部具有一個流體入口的第一閥套；與第一閥套裝配在一起的第二閥套，以在其中形成一個空間部分，并具有一個與第一閥套上的流體入口相連通的流體出口；安裝于該空間部分的第一薄板并在其一側有一個微通道用于與流體出口相聯(lián)接；第二薄板固定到第一薄板上，并在其一側有一個微通道用于與第一薄板的微通道相連通；多個微驅動構件安裝于靠近第一薄板和第二薄板的位置，通過有選擇的開啟和關閉第二薄板的微通道，將從第一閥套的流體入口引入的流體排放到第二閥套的流體出口；在微動件的兩側形成一個電極部分，用于給微動件提供電源；在微動件的端部形成一個塞子，用于開啟和關閉第二薄板的微通道；以及一個用于彈性支撐該塞子的塞子懸架。
本發(fā)明第二個實施例中的微致動器包括一個在其一側帶有一個微通道的薄板；以及一個安裝在靠近該薄板的位置以有選擇的開啟和關閉該薄板的微通道的微驅動裝置。
該微驅動裝置包括一個用于開啟和關閉該薄板的微通道的微動件；一個安裝在薄板上用于支撐微動件的微動件懸架；一個安裝在微動件上的線圈；一個安裝在距線圈有一定間隙的位置的磁鐵；以及一個形成于薄板上用于為線圈提供電源的電極部分。
本發(fā)明的第二個實施例中的微驅動閥包括在其中部具有一個流體入口的第一閥套；與第一閥套裝配在一起的第二閥套，以在其中形成一個空間部分，并具有一個與第一閥套的流體入口相連通的流體出口；一個安裝在該空間部分的薄板，并在其一側有一個微通道與流體出口相連通；安裝在靠近該薄板的位置的多個微驅動構件，通過有選擇的開啟和關閉該薄板的微通道，將從第一閥套的流體入口引入的流體排放到第二閥套的流體出口；一個安裝在薄板上用于支撐微動件的微動件懸架；一個安裝在微動件上的線圈；一個安裝在距該線圈有一定間隙的位置的磁鐵；以及一個形成于該薄板上的電極部分，用于為該線圈提供電源。
在第一閥套和第二閥套之間的接觸面上安裝一個墊片。
該電極部分包括一個與微動件相連的電極襯墊；以及一個與電極襯墊相連并向第一閥套外部伸出的電極饋電線。該電極饋電線采用絕緣材料進行絕緣。
本發(fā)明的上述以及其它目的，特征，方面以及優(yōu)點將從下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述中變得更加明晰。


所包含的附圖用以對本發(fā)明進行更深入的理解，并與本說明書相結合而構成其中的一部分，對發(fā)明的實施例進行說明并與說明書一起用于對本發(fā)明的原理進行解釋。
在附圖中圖1所示為本發(fā)明的第一個實施例中的微致動器的立體圖；圖2是一個表示在根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例，微致動器中的一個塞子打開了一個流體通道時的狀態(tài)的平面圖；圖3所示為沿著圖2中的I-I線的剖視圖；圖4是一個表示在根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例中，微致動器中的一個塞子關閉了一個流體通道時的狀態(tài)的平面圖；圖5為沿著圖4中的II-II線的剖視圖；圖6A至8D為表示在根據(jù)本發(fā)明的微致動器的制造方法中第一薄板的制造工藝的縱斷面圖；
圖7A至7D為表示在根據(jù)本發(fā)明的微致動器的制造方法中第二薄板的制造工藝的縱斷面圖；圖8A至8C為表示根據(jù)本發(fā)明在第一薄板和第二薄板之間的連接以及在微致動器的制造方法中一個微結構的制造工藝的縱斷面圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例中的一個微驅動閥的部分剖面立體圖；圖10為沿著圖9中的III-III線的剖視圖；圖11為沿著圖9中的IV-IV線的剖視圖；圖12是表示一個按照3×3形式排布的微致動器陣列的立體圖；圖13為圖12的平面圖；圖14是表示一個根據(jù)打開流體通道的微致動器陣列的數(shù)目的流量的變化的圖表；圖15是表示一個裝配在第二閥套上的3×3的微致動器陣列的立體圖；圖16是表示采用3×3微致動器陣列的微驅動閥的縱斷面圖；圖17是表示將微驅動閥應用到一個熱交換系統(tǒng)上的結構圖；圖18所示為根據(jù)本發(fā)明第二個實施例中的微致動器的立體圖，表示一個微動件蓋住一個微通道時的狀態(tài)；圖19所示為根據(jù)本發(fā)明第二個實施例中的微致動器的立體圖，表示該微動件打開該微通道時的狀態(tài)；
圖20所示為根據(jù)本發(fā)明第二個實施例中的微致動器的平面圖；圖21為沿著圖20中的VI-VI線的剖視圖；圖22所示為一個線圈結構及一個電磁力的立體圖；圖23為沿著圖22中的VII-VII線的剖視圖；圖24所示為根據(jù)本發(fā)明第二個實施例中的微驅動閥的分解立體圖；圖25所示為根據(jù)本發(fā)明第二個實施例中的微驅動閥的接合立體圖；及圖26為沿著圖25中的VIII-VIII線的剖視圖，表示一個微動件關閉一個微通道時的狀態(tài)。
具體實施例方式
下面將參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的說明，其實例在附圖中加以說明。
在下文將參照圖1至17對本發(fā)明的第一個實施例中的一種微致動器及其制造方法，一種微驅動閥進行解釋。
圖1至5所示為本發(fā)明的第一個實施例中的微致動器。
如圖所示，本發(fā)明的第一個實施例中的微致動器100包括在其下部帶有一個微通道111的第一薄板110；與第一薄板100的下部連結在一起的第二薄板120，在其一側有一個微通道121，用于與第一薄板110上的微通道111相連通；以及一個安裝在靠近第一薄板110和第二薄板120的位置的微驅動裝置130，更明確地說，安裝在第二薄板120的上表面，用于有選擇的開啟和關閉第二薄板120的微通道121。
該微驅動裝置130包括一個安裝于第二薄板120的上表面的微動件131，朝向第一薄板110的微通道111擴展或者收縮；一個形成于微動件131兩側的電極部分132，為微動件131提供電源；一個形成于微動件131末端的塞子133，用于開啟和關閉第二薄板120的微通道121；以及一個用于彈性支撐塞子133的塞子懸架134。
塞子懸架134包括一個固定于第一薄板110上的緊固部分134a；以及一個用于連接緊固部分134a和塞子133的連接部分134b。
在本發(fā)明第一個實施例的微致動器100中，如圖2和圖3所示，塞子懸架134最初支撐著塞子133。此時，塞子133開啟第一薄板110的微通道111。
在這種狀態(tài)下，當為安裝在微動件131兩側的電極部分132提供電源時，微動件131的前表面部分131a在所產生的電動力的作用下水平精確地移動。此時，塞子133朝著第一薄板110的微通道111移動，從而關閉微通道111。在這里，塞子133通常與第二薄板120通過微懸隙122保持一個細微的間隙。
如圖4和圖5所示，當提供到微動件131的電極部分132的電源被屏蔽時，塞子133通過塞子懸架134的彈性恢復力而回復到原來位置。
在下文中將參考圖6A至8C對根據(jù)第一個實施例制造微致動器的方法進行解釋。
如圖6A至6D，對一個薄片狀的硅元件進行蝕刻以在第1～2步中制造第一薄板。然后，如圖7A至7D所示，對薄片狀的硅元件進行蝕刻以在第3～5步中制造第二薄板。然后，如圖8A至8C所示，第二薄板連結在第一薄板的下部以在第6～8步中完成一個微致動器陣列。
也就是說，第一步，為了在硅元件110的上表面形成一個閥塞以及一個微動件，一個蝕刻掩模1被形成圖案，同時，為了在硅元件110的下表面形成一個微懸隙，該蝕刻掩模1被形成圖案(參考圖6A)。然后，對暴露于硅元件110的下表面的蝕刻掩模1之間的硅元件110進行局部蝕刻從而形成微懸隙122，然后將蝕刻掩模1去掉(參考圖6B)。
第二步，為了在硅元件110的下表面形成一個連結部分和一個微通道，一個蝕刻掩模2被形成圖案(參考圖6C)。然后，將暴露于蝕刻掩模之間的硅元件110進行局部蝕刻從而形成微通道111，然后將蝕刻掩模2去掉(參考圖6D)。
第三步，采用一種制造半導體設備的技術，譬如濺射、蒸發(fā)、化學蒸汽沉積等方法，將一個導電薄膜3沉積于硅元件120的上表面(參考圖7A)。
第四步，為了形成電極部分132，將一個蝕刻掩模4在導電薄膜3上面形成圖案(參考圖7B)。然后，對暴露于蝕刻掩模4之間的導電薄膜3進行局部蝕刻進而形成電極部分132，然后，將蝕刻掩模4去掉(參考圖7C)。
第五步，在硅元件120上形成一個微通道121(參考圖7D)。
第六步，將在第二步中制造的硅元件110和在第五步中制造的硅元件120通過對準連結在一起。連結的方法可以采用微機械加工技術，硅玻璃陽極粘結技術之一。
第七步，將暴露于在第一步中的硅元件110的上表面上形成圖案的蝕刻掩模5之間的硅元件110進行蝕刻直到在第六步中所形成的連結部分，這樣便形成閥塞133，微動件131，以及一個將閥塞133和微動件131連接起來的前表面部分131a。然后，將蝕刻掩模5去掉，從而形成多個微致動器(參考圖8A至8C)。
第八步，將在第七步制造的薄片狀的微致動器進行切割作為一個單元，例如，切割成3×3或4×4的形式，以制造一個微致動器陣列(參考圖12)。這些微致動器可以構成一個具有特定排列方式的微致動器陣列，以用于微驅動閥。
在下文，將對一個采用微致動器陣列用于控制流量的微驅動閥進行解釋。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的微驅動閥的部分剖面立體圖，圖10為沿著圖9中的III-III線的剖視圖，及圖11為沿著圖9中的IV-IV線的剖視圖。
如圖所示，第一個實施例的微驅動閥1000包括在其中部具有一個流體入口201的第一閥套200；與第一閥套200裝配在一起的第二閥套300，以在其內部形成一個空間部分302，并具有一個與第一閥套200上的流體入口201相連通的流體出口301；上述的安裝于空間部分302的微致動器100用于有選擇的將從流體入口201引入的流體排放到流體出口301。
用于微驅動閥1000的微致動器100的結構與圖1中所示的微致動器的結構相同，因此省略對其的解釋。
在第二閥套300的內表面形成一個安裝槽303，用于安裝第二薄板120。
墊片304安裝于第一閥套110和第二閥套120之間的接觸面上，以防止流體泄漏到第一閥套200和第二閥套300之間的接觸面上。
電極部分132包括一個電連接到微動件131上的電極襯墊132a；以及一個與電極襯墊132a相連并朝向第一閥套200的外部伸出的電極饋電線132b。
電極饋電線132b穿過一個位于第一閥套200上的通孔(penetrationhole)202與外部相連，并在通孔202中采用一種絕緣材料203。
圖12所示為一個按按3×3的形式排列的微致動器陣列的立體圖，圖13為圖12的平面圖。
如圖所示，微致動器陣列100’的結構為微致動器100以3×3的形式排列在一個第二薄板120的上表面的規(guī)定位置并且每一條電極線135和電極襯墊132a被排列。
如圖13所示，九個微致動器中的四個微致動器被驅動以關閉微通道111而其余五個微致動器沒有被驅動從而開啟微通道111，這樣便采用一種數(shù)字方式對流量進行控制。
在微致動器陣列100’中，一個流量通過微通道111之后變?yōu)殡x散形式，這樣，由個數(shù)為N的微致動器100的N+1個狀態(tài)對流量進行控制。
圖14是表示流量隨著打開微通道的微致動器陣列的數(shù)目變化的圖表。
根據(jù)所述圖表，橫軸代表塞子開啟微通道的微致動器陣列的個數(shù)N，縱軸代表當塞子打開微通道時的流量的變化，對角線軸代表流量的理想的連續(xù)線性特性。
該圖表說明隨著打開微通道的微致動器的個數(shù)N一個接一個逐漸增加時流量呈階梯狀的上升。微致動器陣列采用使流過微通道的流量離散化的方式利用個數(shù)為N的微致動器的N+1個狀態(tài)控制流量。
也就是說，在只有一個微致動器的情況下，流量由微致動器的兩種狀態(tài)進行控制，即，微致動器開啟的狀態(tài)和微致動器關閉的狀態(tài)。
同樣，在有兩個微致動器的情況下，流量由微致動器的三種狀態(tài)進行控制，即，所有微致動器都開啟的狀態(tài)，所有微致動器都關閉的狀態(tài)，以及一個微致動器開啟和另一個微致動器關閉的狀態(tài)。
流量由個數(shù)為N的微致動器的N+1個狀態(tài)進行控制。
圖15所示為一個裝配在第二閥套上按3×3方式排列的微致動器陣列的立體圖，圖16為一個采用3×3排列的微致動器陣列的微驅動閥的縱斷面圖。
如圖所示，第二閥套300的流體出口301有一個噴嘴結構，以便應用到圖17所示的熱交換系統(tǒng)上。
確切的說，引入到第一閥套200的流體入口201的流體，即，制冷劑通過微致動器陣列100’，經(jīng)膨脹后排放到第二閥套300的流體出口301。
圖17是表示將一個微驅動閥應用到一個熱交換系統(tǒng)上的結構圖。
如圖所示，一種在壓縮設備400中被壓縮為高壓的氣態(tài)制冷劑通過一個通道管P1被引入到冷凝設備401中將其冷凝為液態(tài)。液化后的制冷劑經(jīng)由一個通道管P2并流經(jīng)一個制冷劑臨時儲存罐402被引入微驅動閥1000的流體入口201。
被引入流體入口201的制冷劑，確切的說，流量由采用微致動器陣列的微驅動閥1000進行適當?shù)乜刂?，并通過帶有噴嘴結構的流體出口301，然后被排放到蒸餾器403中。
此時，制冷劑被改變?yōu)橐环N溫度劇烈降低并且密度由于絕熱膨脹的原理而減小的狀態(tài)，然后被引入蒸餾器403，以從蒸餾器403上帶走其外圍設備的熱量，從而進行一個制冷過程。
在下文，將參照圖18至26對本發(fā)明的第二個實施例中的微致動器以及采用了微致動器的微驅動閥進行解釋。
圖18至23為說明本發(fā)明第二個實施例的微致動器的視圖。
圖18是表示本發(fā)明第二個實施例中的微致動器的立體圖，圖中所示為微動件蓋住微通道時的狀態(tài)；圖19是表示本發(fā)明的第二個實施例中的微致動器的立體圖，圖中所示為微動件開啟微通道時的狀態(tài)；圖20是表示本發(fā)明第二個實施例中的微致動器的平面圖；而圖21為沿著圖20中的VI-VI線的剖視圖；如圖所示，本發(fā)明第二個實施例中的微致動器500包括在其一側具有微通道511的薄板510；以及一個安裝在靠近薄板510處用于有選擇的開啟和關閉薄板510的微通道511的微驅動裝置520。
微驅動裝置520包括用于開啟和關閉薄板510上的微通道511的微動件521；一個安裝于薄板510上用于支撐微動件521的微動件懸架522；一個安裝于微動件521上的線圈523；一個距離線圈523一定間隙安裝的磁鐵524；以及一個形成于薄板510上用于為線圈523提供電源的電極部分525。
本發(fā)明第二個實施例中的微致動器500利用了由磁鐵524形成的磁場和施加在線圈523之上的電流相互作用的電磁力。
由于線圈523固定于微動件521之上，微動件521由于處于受微動件懸架522支撐的狀態(tài)，從而在電磁力的作用下遠離微通道511。此時，流體流過微通道511。
通過控制施加到線圈523上的電流的方向和強度，從而對微動件521的上下運動進行精確的控制，從而使微動件521正確的開啟或關閉微通道511。
微動件懸架522支撐微動件521，同時將微動件521彈性地恢復到原來的位置。
圖22是表示一個線圈結構以及一個電磁力的立體圖，圖23為沿著圖22中的VII-VII線的剖視圖。
如圖所示，線圈523包括用于將一個電極部分525的電流I傳輸?shù)骄€圈523的中心的第一導線部分523a；以及用于將流過線圈523中心的電流I傳輸?shù)搅硪粋€電極部分525’的第二導線部分(參考圖19)。
第一導線部分523a和第二導線部分523b采用絕緣層527和528進行絕緣。
確切的說，第一絕緣層527放置于第一導線部分523a和微動件521之間，以對第一導線部分523a進行絕緣，而第二絕緣層528放置于第一導線部分523a和第二導線部分523b之間，以對第一導線部分523a和第二導線部分523b進行絕緣。
在線圈523中流動的電流I有下面的路徑。由一個電極部分525提供的電流I通過第一導線部分523a被傳輸?shù)骄€圈523的中心，同時傳輸?shù)骄€圈523中心的電流I通過第二導線部分523b流到另一個電極部分525’。
此時，在線圈523中流動的電流I與安裝在線圈523上部和下部的磁鐵524所產生的磁場互相作用以產生一個力矩，從而推動微動件521。
圖24是表示一個采用本發(fā)明第二個實施例的微致動器的微驅動閥的分解立體圖；圖25是表示一個采用本發(fā)明第二個實施例的微致動器的微驅動閥的結合立體圖；圖26為沿著圖25中的VIII-VIII線的剖視視圖，表示微動件關閉微通道的狀態(tài)。
如圖所示，采用本發(fā)明第二個實施例的微致動器的微驅動閥2000包括在其中部帶有一個流體入口601的第一閥套600；與第一閥套600裝配在一起的第二閥套700以在其中形成一個空間部分702，并帶有一個與第一閥套600上的流體入口601相連通的流體出口701；以及安裝在該空間部分702中用于有選擇的將從流體入口601引入的流體排放到流體出口701中的微致動器500。
如圖18和19所示，微致動器500包括一個在其一側帶有一個微通道511的薄板510；一個用于開啟和關閉薄板510上的微通道511的微動件521；一個安裝在薄板510上用于支撐微動件521的微動件懸架522；一個安裝在微動件521上的線圈523；一塊安裝在距離線圈523一定間隙的磁鐵524；以及形成于薄板510上的電極部分525和525’，用于為線圈523提供電源。
如圖22和26所示，在采用了微致動器的微驅動閥2000中，假設磁鐵524的磁場強度為m，設電流在線圈523中所感應的磁場為B，電流假設為I，圍繞著X軸的旋轉方向中心假設為θx，圍繞Z軸的旋轉方向中心為θz，以及一個磁鐵524的磁通量方向假設為與y相反的方向(從N極指向S極的方向)。
當在θz的方向施加電流I的情況下，微動件521的端部(參考圖22的輪轉線部分)由于受到一個沿θx方向的力而偏轉，從而開啟了微通道511。
相反的，當在與θz相反的方向施加電流I時，微動件521的端部(參考圖22的輪轉線部分)由于受到一個與θx方向相反的力而偏轉，從而關閉了微通道511。
如前述，通過控制施加到線圈523上的電流方向移動微動件521，從第一閥套600的流體入口601流到第二閥套700的流體出口701的流體就能夠得到控制。
總之，根據(jù)本發(fā)明，整體結構被簡化從而降低了生產成本，而且甚至在低電壓下被精確驅動的微致動器可以很容易的進行制造。該微致動器被用于微驅動閥從而有效地控制流體的流量。
另外，帶有噴嘴結構的微驅動閥被用于熱交換系統(tǒng)，以增強熱交換系統(tǒng)的功能。
由于本發(fā)明在不脫離其精神或實質特征的條件下，可以以多種形式實施，應當理解，上面所說的實施方式并不局限于前面的詳細說明中的任何一個細節(jié)，除非進行了另外的說明，否則應當在所附權利要求書的精神和范圍中進行廣義地理解，因此所有的落入權利要求書的邊界和范圍或者與這些邊界和范圍等價的范圍之內的更改和修正，都包含在所附權利要求書中。
權利要求
1.一種微致動器，包括在其一側具有一個微通道的第一薄板；固定到第一薄板上并在其一側有一個與第一薄板上的微通道相連通的微通道的第二薄板；及一個微驅動裝置，該微驅動裝置包括一個安裝在第二薄板的上表面可相對于第一薄板的微通道彎曲的微動件；一個形成于微動件兩側用于為微動件提供電源的電極部分；一個形成于微動件末端用于開啟和關閉第二薄板上的微通道的塞子；及一個用于彈性支撐塞子的塞子懸架。
2.如權利要求1所述的微致動器，其中該塞子懸架包括一個固定到第一薄板上的緊固部分；及一個用于連接該緊固部分和該塞子的連接部分。
3.一種微驅動閥，包括在其中部具有一個流體入口的第一閥套；與第一閥套裝配在一起從而在其中形成一個空間部分并具有一個與第一閥套的流體入口相連通的流體出口的第二閥套；及一個安裝在該空間部分用于有選擇的將引入到流體入口的流體排放到流體出口的微致動器。
4.如權利要求3所述的微驅動閥，其中該微致動器包括在其一側具有一個與流體出口相連通的微通道的第一薄板；固定到第一薄板上并在其一側具有一個與第一薄板的微通道相連通的微通道的第二薄板；安裝在靠近第一薄板和第二薄板上的多個微驅動部件，用于將從第一閥套上的流體入口引入的流體通過有選擇地開啟和關閉第二薄板上的微通道排放到第二閥套的流體出口；一個形成在微動件的兩側用于為微動件提供電源的電極部分；一個形成于微動件末端用于開啟和關閉第二薄板上的微通道的塞子；及一個用于彈性地支撐塞子的塞子懸架。
5.如權利要求4中所述的微驅動閥，其中該塞子懸架包括一個固定到第一薄板上的緊固部分；及一個用于連接該緊固部分和該塞子的連接部分。
6.如權利要求4中所述的微驅動閥，還包括一個形成于第一閥套內表面上用于安裝第一薄板的安裝槽。
7.如權利要求4所述的微驅動閥，其中在第一閥套和第二閥套之間的接觸面上安裝了一個墊片。
8.如權利要求4所述的微驅動閥，其中該電極部分包括一個與微動件連接在一起的電極襯墊；及一個與該電極襯墊相連并從第一閥套向外伸出的電極饋電線。
9.如權利要求8所述的微驅動閥，其中該電極饋電線通過絕緣材料絕緣；
10.一種用于制造微致動器的方法，包括下列步驟第一步，對一個用于在具有薄片形狀并將作為第一基底的硅元件的上表面形成一個閥塞和一個微動件的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，同時對用于在硅元件的下表面形成一個微懸隙的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，通過對暴露于硅元件下表面的蝕刻掩模之間的硅元件進行局部蝕刻形成一個微懸隙，然后去掉蝕刻掩模；第二步，對一個用于在硅元件的下表面形成一個連接部分以及一個微通道的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，通過對暴露于蝕刻掩模之間的硅元件進行部分蝕刻形成一個微通道，然后去掉蝕刻掩模；第三步，在具有薄片形狀并將作為第二基底的硅元件的下表面沉積一個導電薄膜；第四步，對位于導電薄膜上用于形成電極部分的蝕刻掩模進行形成圖案的操作，通過對暴露于蝕刻掩模之間的導電薄膜進行局部蝕刻形成電極部分，然后去掉蝕刻掩模；第五步，在第四步的硅元件上形成一個微通道；第六步，將第二步的硅元件和第五步的硅元件通過對準結合在一起；第七步，通過對暴露于在第一步的硅元件上表面形成圖案的蝕刻掩模之間的硅元件進行局部蝕刻直到第六步中形成的連接部分以形成一個閥塞和一個微動件，然后去掉蝕刻掩模，從而形成多個微致動器；及第八步，通過將微致動器作為一個芯片單元進行切割的方法制造一個微致動器陣列。
11.如權利要求10所述的方法，其中由于個數(shù)為N的微致動器有N+1個狀態(tài)，因此微致動器陣列呈離散形式對流量進行控制。
12.一種微致動器包括一個在其一側具有一個微通道的薄板；及一個微驅動裝置，包括一個用于開啟和關閉該薄板的微通道的微動件；一個安裝在該薄板上用于支撐該微動件的微動件懸架；一個安裝在該微動件上的線圈；一個距該線圈有一定間隙安裝的磁鐵；及一個形成在該薄板上用于為該線圈提供電源的電極部分。
13.一種微驅動閥，包括在其中部具有一個流體入口的第一閥套；與第一閥套裝配在一起以在其中形成一個空間部分并具有一個與第一閥套上的流體入口相連通的流體出口的第二閥套；一個安裝在該空間部分并在其一側具有一個與流體出口相連通的微通道的薄板；及安裝在靠近該薄板的位置的多個微驅動構件，用于通過有選擇的開啟和關閉該薄板的微通道，將從第一閥套的流體入口引入的流體排放到第二閥套的流體出口。
14.如權利要求13所述的微驅動閥，還包括一個安裝在該薄板上用于支撐該微動件的微動件懸架；一個安裝在該微動件上的線圈；一個距該線圈有一定間隙安裝的磁鐵；及一個形成于薄板上用于為該線圈提供電源的電極部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微致動器及其制造方法，以及一種微驅動閥。該微驅動閥包括在其中部具有一個流體入口的第一閥套；與第一閥套裝配在一起以在其中形成一個空間部分并具有一個與第一閥套的流體入口相連通的流體出口的第二閥套；一個安裝在該空間部分并在其一側具有一個微通道用于與流體出口相連通的薄板；多個微驅動構件靠近薄板安裝，用于通過有選擇的開啟和關閉薄板的微通道將從第一閥套的流體入口引入的流體排放到第二閥套的流體出口；一個安裝在薄板上用于支撐微動件的微動件懸架；一個安裝在微動件上的線圈；一個距線圈一定間隙安裝的磁鐵；及一個形成于薄板上用于為線圈提供電源的電極部分。
文檔編號B81B3/00GK1572717SQ20041004658
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權日2003年6月11日
發(fā)明者李泳柱, 池昌炫, 崔正薰 申請人:Lg電子有限公司