CN101539206A - 适用于流体输送装置的阀体盖体及阀体座的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，其包含下列步骤：提供基板，并于基板的第一表面形成第一屏蔽层；进行喷砂加工工序，以使基板未被第一屏蔽层覆盖的暴露区域形成多个贯穿孔；移除第一屏蔽层，并于基板的第一表面形成第二屏蔽层；进行喷砂加工工序，以于该多个贯穿孔至少一个的周围形成一凹陷区域；移除第二屏蔽层，并于基板的第一表面形成第一连接层，第一连接层包含设置于该多个贯穿孔至少一个周围的微凸结构；于基板的第二表面上形成第二连接层。

Description

适用于流体输送装置的阀体盖体及阀体座的制造方法

技术领域

本发明是关于一种阀体盖体及阀体座的制造方法，尤指一种适用于流体输送装置的阀体盖体及阀体座的制造方法。

背景技术

目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微泵、喷雾器、喷墨头、工业打印装置等产品所包含的流体输送结构为其关键技术，因此，如何借助创新结构突破其技术瓶颈，为发展的重要内容。

请参阅图1A，其是已知微泵结构于未作动时的结构示意图，已知微泵结构10包含入口通道13、微致动器15、传动块14、隔层膜12、压缩室111、基板11以及出口通道16，其中基板11与隔层膜12间形成一压缩室111，主要用来储存液体，将因隔层膜12的形变影响而使得压缩室111的体积受到改变。

当一电压作用在微致动器15的上下两极时，会产生一电场，使得微致动器15在此电场的作用下产生弯曲而向隔层膜12及压缩室111方向移动，由于微致动器15是设置于传动块14上，因此传动块14能将微致动器15所产生的推力传递至隔层膜12，使得隔层膜12也跟着被挤压变形，即如图1B所示，液体即可依图中箭号X的方向流动，使由入口通道13流入后储存于压缩室111内的液体受挤压，而经由出口通道16流向其它预先设定的空间，以达到供给流体的目的。

请再参阅图2，其是图1A所示的微泵结构的俯视图，如图所示，当微泵结构10作动时流体的输送方向是如图中标号Y的箭头方向所示，入口扩流器17是两端开口大小不同的锥状结构，开口较大的一端与入口流道191相连接，而以开口较小的一端与微压缩室111连接，同时，连接压缩室111及出口流道192的扩流器18与入口扩流器17同向设置，其是以开口较大的一端连接于压缩室111，而以开口较小的一端与出口流道192相连接，由于连接于压缩室111两端的入口扩流器17及出口扩流器18是同方向设置，故可利用扩流器两方向流阻不同的特性，及压缩室111体积的涨缩使流体产生单方向的净流率，以使流体可自入口流道191通过入口扩流器1 7流入压缩室111内，再由出口扩流器18经出口流道192流出。

此种无实体阀门的微泵结构10容易产生流体大量回流的状况，所以为促使流率增加，压缩室111需要有较大的压缩比，以产生足够的腔压，故需要耗费较高的成本在致动器15上。

因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失的适用于流体输送装置的阀体盖体及阀体座的制造方法，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于流体输送装置的阀体盖体及阀体座的制造方法，以解决已知技术的微泵结构于流体传送过程中易产生流体回流的现象。

为达上述目的，本发明的较广义实施态样为提供一种适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，流体输送装置包含阀体座、阀体薄膜以及致动装置，该方法包含下列步骤：(a)提供基板，并于基板的第一表面形成第一屏蔽层；(b)进行喷砂加工工序，以使基板未被第一屏蔽层覆盖的暴露区域形成多个贯穿孔；(c)移除第一屏蔽层，并于基板的第一表面形成第二屏蔽层；(d)进行喷砂加工工序，以于该多个贯穿孔至少一个的周围形成凹陷区域；(e)移除第二屏蔽层，并于基板的第一表面形成第一连接层，第一连接层包含设置于该多个贯穿孔至少一个周围的微凸结构；(f)于基板的第二表面上形成第二连接层。

为达上述目的，本发明的另一较广义实施态样为提供一种适用于流体输送装置的阀体座的制造方法，流体输送装置包含阀体盖体、阀体薄膜以及致动装置，其包含下列步骤：(a)提供基板，并于基板的表面形成第一屏蔽层；(b)进行喷砂加工工序，以使基板未被第一屏蔽层覆盖的暴露区域形成多个贯穿孔；(c)移除第一屏蔽层，并于基板表面形成第二屏蔽层；(d)进行喷砂加工工序，以于该多个贯穿孔至少一个的周围形成凹陷区域；(e)移除第二屏蔽层，并于基板的表面形成一连接层，连接层包含设置于该多个贯穿孔至少一个周围的微凸结构。

附图说明

图1A是已知微泵结构于未作动时的结构示意图。

图1B是图1A于作动时的结构示意图。

图2是图1A所示的微泵结构的俯视图。

图3是本发明流体输送装置的结构示意图。

图4A是图3所示的流体输送装置的A-A剖面示意图。

图4B是图4A的压力腔室膨胀状态示意图。

图4C是图4B的压力腔室压缩状态示意图。

图5是本发明流体输送装置的制造流程图。

图6A～图6I是图4A所示的阀体盖体的制造流程图。

图7A～图7G是图4A所示的阀体座的制造流程图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图3，其是本发明流体输送装置的结构示意图，如图所示，本发明的流体输送装置20可适用于医药生技、电脑科技、打印或是能源等工业，且可输送气体或是液体，但不以此为限，请参阅图4A，其是图3所示的流体输送装置20的A-A剖面示意图，如图所示流体输送装置20主要是由阀体座21、阀体盖体22、阀体薄膜23、多个暂存室及致动装置24所组成。

该流体输送装置20的组装方式是将阀体薄膜23设置于阀体座21及阀体盖体22之间，并使阀体薄膜23与阀体座21及阀体盖体22相对应设置，且在阀体薄膜23与阀体盖体22之间形成一第一暂存室，而在阀体薄膜23与阀体座21之间形成一第二暂存室，并且于阀体盖体22上的相对应位置还设置有致动装置24，致动装置24是由一振动薄膜241以及一致动器242组装而成，用以驱动流体输送装置20的作动，另外，阀体盖体22的上表面可具有一第一连接接口225，用以使阀体盖体22与致动装置24间可贴附连结，阀体盖体22的下表面可具有一第二连接接口226，用以使阀体盖体22与阀体薄膜23间可贴附连结，而阀体座21的上表面则具有一第三连接接口214，用以使阀体座21与阀体薄膜23间可贴附连结，最后，再依序将阀体座21、阀体薄膜23、阀体盖体22及致动装置24相对应堆迭设置，以完成流体输送装置20的组装。

其中，阀体座21及阀体盖体22是本发明流体输送装置20中导引流体进出的主要结构，阀体座21具有一个入口流道211以及一个出口流道212，流体可由外界输入，于本实施例中，阀体薄膜23及阀体座21之间所形成的第二暂存室即为图中所示的出口暂存腔213，但不以此为限，其是由阀体座21与出口流道212相对应的位置产生部分凹陷而形成，并与出口流道212相连通，该出口暂存腔213是用以暂时储存流体，并使该流体由出口暂存腔213输送至出口流道212，再流出阀体座21之外。

阀体薄膜23主要因此传统加工、或平版印刷蚀刻、或激光加工、或电铸加工、或放电加工等方式制出，且为一厚度相同的薄片结构，其上具有多个阀门开关结构，包含第一阀开关以及第二阀开关，于本实施例中，第一阀开关为入口阀门结构231，而第二阀开关为出口阀门结构232，其中，入口阀门结构231周边设置多个镂空孔2311，而出口阀门结构232周边同样设置多个镂空孔2321，另外，第二连接接口226与出口阀门结构232间设置有一微凸结构2261，于流体输送装置20未做动时微凸结构2261是与出口阀门结构232相抵顶，并使出口阀门结构232微凸起于阀体盖体22之上，即借助由微凸结构2261接触阀体薄膜23而产生一预力((Preforce)作用，使得出口阀门结构232在未作动时则与阀体盖体22的下表面形成一间隙，而第三连接接口214与入口阀门结构231间同样设置有一微凸结构2141，于流体输送装置20未做动时微凸结构2141是与入口阀门结构231相抵顶，并使入口阀门结构231微凸起于阀体座21之上，使得入口阀门结构231在未作动时则与阀体座21的上表面形成一间隙。

阀体盖座22具有贯穿上下表面的入口阀门通道221及出口阀门通道222，且该入口阀门通道221设置于与阀体座21的入口流道211相对应位置，而出口阀门通道222则设置于与阀体座21的出口暂存腔213相对应的位置，并且，于本实施例中，阀体薄膜23及阀体盖体22之间所形成的第一暂存室即为图中所示的入口暂存腔223，且不以此为限，其是由阀体盖体22与入口阀门通道221相对应的位置产生部份凹陷而形成，且其连通于入口阀门通道221。

于阀体盖体22及致动装置24之间可形成一压力腔室224，主要用来储存流体，而第一连接接口225是作为压力腔室224的外围并使阀体盖体22与致动装置24间连接，压力腔室224通过入口阀门通道221连通于入口暂存腔223，并同时与出口阀门通道222相连通。

其中，振动薄膜241可为金属片材质，致动器242可为一压电板，可采用高压电系数的锆钛酸铅(PZT)系列的压电粉末制造而成，阀体薄膜23的材质则可为聚亚酰胺(Polyimide，PI)或是金属片。

当以一电压驱动致动器242时，致动装置24将产生弯曲变形，如图4B所示，致动装置24是朝箭号a所指的方向向上弯曲变形，使得压力腔室224的体积增加，因而产生一吸力，使阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受一向上的拉力，并使已具有一预力(Preforce)的入口阀门结构231迅速开启，即入口阀门结构231与微凸结构2141间由相抵顶的状态变成互相分离的状态(如图4B所示)，使液体可大量地自阀体座21上的入口流道211被吸取进来，并流经阀体座21、阀体薄膜23上的入口阀门结构231的孔2311、阀体盖体22上的入口暂存腔223、入口阀片通道221而流入压力腔室224的内，此时，由于阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受该向上拉力，故位于另一端的出口阀门结构232是因该向上拉力使得阀体薄膜23密封住出口阀门通道222，而使得出口阀门结构232关闭。

当致动装置24因电场方向改变而如图4C所示的箭号b向下弯曲变形时，则会压缩压力腔室224的体积，使得压力腔室224对内部的流体产生一推力，并使阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受一向下推力，此时，抵顶于微凸结构2261上的出口阀门结构232其可迅速开启，即微凸结构2261与出口阀门结构232之间分离(如图4C所示)，并使液体瞬间大量宣泄，由压力腔室224通过阀体盖体22上的出口阀门通道222、阀体薄膜23上的出口阀门结构232的孔2321、阀体座21上的出口暂存腔213、及出口流道212而流出流体输送装置20之外，因而完成流体的传输过程，同样地，此时由于入口阀门结构231是承受该向下的推力，因而使得入口阀门结构231密封住入口流道211，使得流体不逆流，并且，借助由入口阀门结构231及出口阀门结构232配合设置于阀体座21及阀体盖体22上的微凸结构2141、2261的设计，可使流体于传送过程中不会产生回流的情形，达到高效率的传输。

请参阅图5并搭配图4A，其中图5是本发明流体输送装置的制造流程图，首先需形成一阀体层，即如图3所示的阀体座21，且具有微凸结构2141(如步骤S51所示)，其后，形成一阀体盖层，于本实施例中，该阀体盖层即为图3所示的阀体盖体22，且其具有一压力腔室224及微凸结构2261(如步骤S52所示)，接着，形成一可挠薄膜，其具有至少一阀片结构，即为本发明的阀体薄膜23以及所具有的入口阀门结构231及出口阀门结构232(如步骤S53所示)，接着，再形成一致动薄膜，即为本发明的振动薄膜241(如步骤S54所示)，以及形成一致动器242(如步骤S55所示)，之后，将致动器242贴附定位于振动薄膜241之上，以组装构成一致动装置24，并使致动器242与压力腔室224相对应设置(如步骤S56所示)，在步骤S56之后将阀体薄膜23设置于阀体座21与阀体盖体22之间，并且使阀体座21、阀体薄膜23以及阀体盖体22彼此相对应设置(如步骤S57所示)，最后，将致动装置24对应设置于阀体盖体22上，并使阀体薄膜23封闭阀体盖体22的压力腔室224，以形成一流体输送装置(如步骤S58所示)。

请参阅图6A～图6I并搭配图4A，其中图6A～图I是图4A所示的阀体盖体的制造流程图，如图6A所示，首先，提供一基板61，可为玻璃或是硅所形成的基材，且基板61的厚度可为200～800μm，且基板61具有一第一表面611以及与第一表面611相对应的一第二表面612。接着，如图6B所示，于基板61的第一表面611上形成一第一屏蔽层62，于本实施例，该第一屏蔽层62可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板61的表面。后续，如图6C所示，对基板61未被该第一屏蔽层62覆盖的暴露区域613进行喷砂加工工序，并于工序完成后移除该第一屏蔽层62，以使基板61形成多个上下贯穿孔，即为图4A所示的入口阀门通道221及出口阀门通道222。

随后，如图6D所示，再次于基板61的第一表面611上形成第二屏蔽层63，并使基板61位于入口阀门通道221的周围成为暴露区域614，而出口阀门通道222的上方区域亦为暴露区域615，其中，该第二屏蔽层63同样可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板61的表面。接着，如图6E及图6F所示，对基板61未被该第二屏蔽层63覆盖的暴露区域614及615进行喷砂加工工序，并于工序完成后移除该第二屏蔽层63，可使入口阀门通道221的周围形成为贯穿且深度较浅的凹陷区域，即形成图4A所示的入口暂存腔223。

接着，如图6G所示，于基板61的第一表面611上形成一第一连接层，即为图4A所示的第二连接接口226，并使入口暂存腔223的上方成为未被覆盖的区域，且于出口阀门通道222周围形成一微凸结构2261，而微凸结构2261的周围亦未被覆盖，其中，第二连接接口226可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板61的表面，主要作为不同接口接合使用，即如图4A所示的作为阀体盖体22与阀体薄膜23间可贴附连接的媒介，另外，第二连接接口226所包含的微凸结构2261的厚度是较第二连接接口226其它作为接口接合使用的部分为厚，主要借助由微凸结构2261与阀体薄膜23的出口阀门结构232的接触而产生一预力(Preforce)作用，使得出口阀门结构232在未作动时则与阀体盖体22的下表面形成一间隙，其中，第二连接接口226同样可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板61的表面。

随后，如图6H所示，将图6G所示的结构进行翻面，以使第二底面612朝上。最后，如图6I所示，于基板61的第二表面612上形成一第二连接层，即为图4A所示的第一连接接口225，用以作为压力腔室224的外围并使阀体盖体22与致动装置24间连接的媒介，如此一来，即可形成如图4A所示的阀体盖体22的结构，其中，第一连接接口225同样可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板61的表面。

请参阅图7A～图7G并搭配图4A，其中图7A～图7G是图4A所示的阀体座的制造流程图，如图7A所示，首先，提供一基板71，可为玻璃或是硅所形成的基材，且基板71的厚度可为200～800μm。接着，如图7B所示，于基板71的上表面形成一第一屏蔽层72，于本实施例，该第一屏蔽层72可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板71的表面。

后续，如图7C所示，对基板71未被该第一屏蔽层72覆盖的暴露区域711进行喷砂加工工序，并于工序完成后移除该第一屏蔽层72，以使基板71形成多个上下贯穿孔，即为图4A所示的入口流道211及出口流道212。随后，如图7D所示，再次于基板71的上表面形成第二屏蔽层73，并使基板71位于出口流道212的周围成为暴露区域712，而入口流道211的上方区域亦为暴露区域713，其中，该第二屏蔽层73同样可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板71的表面。

接着，如图7E及图7F所示，对基板71未被该第二屏蔽层73覆盖的暴露区域712及713进行喷砂加工工序，并于工序完成后移除该第二屏蔽层73，可使出口流道212的周围形成为贯穿且深度较浅的凹陷区域，即形成图4A所示的出口暂存腔213。

最后，如图7G所示，于基板71的上表面形成一连接层，即为图4A所示的第三连接接口214，并使出口暂存腔213的上方成为未被覆盖的区域，且于入口流道211周围形成一微凸结构2141，而微凸结构2141的周围亦未被覆盖，其中，第三连接接口214可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板71的表面，主要作为不同接口接合使用，即如图4A所示的作为阀体薄膜23与阀体座21间可贴附连接的媒介，另外，第三连接接口214所包含的微凸结构2141的厚度是较第三连接接口214其它作为接口接合使用的部分为厚，主要借助由微凸结构2261与阀体薄膜23的入口阀门结构231的接触而产生一预力(Preforce)作用，使得入口阀门结构231在未作动时则与阀体座的表面形成一间隙，如此一来，即可形成如图4A所示的阀体座21的结构，其中，第三连接接口214同样可为但不限为一种感光型高分子干膜，且可采用滚压附着的方式设置于基板71的表面。

综上所述，本发明的适用于流体输送装置的阀体盖体及阀体座的制造方法，主要借助由喷砂加工及配合屏蔽层的方式来形成出入口流道、出入口阀门通道以及出入口暂存腔，可提升生产品质，以使流体输送装置达到高效率的传输。因此，本发明的适用于流体输送装置的阀体盖体及阀体座的制造方法极具产业的价值。

Claims (13)

1.一种适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，该流体输送装置包含一阀体座、一阀体薄膜以及一致动装置，所述方法包含下列步骤：

(a)提供一基板，并于该基板的一第一表面形成一第一屏蔽层；

(b)进行一喷砂加工工序，以使该基板未被该第一屏蔽层覆盖的暴露区域形成多个贯穿孔；

(c)移除该第一屏蔽层，并于该基板的该第一表面形成一第二屏蔽层；

(d)进行该喷砂加工工序，以于该多个贯穿孔的至少一个的周围形成一凹陷区域；

(e)移除该第二屏蔽层，并于该基板的该第一表面形成一第一连接层，该第一连接层包含设置于该多个贯穿孔至少一个周围的一微凸结构；

(f)于该基板的一第二表面上形成一第二连接层。

2.根据权利要求1所述的适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，其特征在于该基板是由玻璃或是硅所形成。

3.根据权利要求1所述的适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，其特征在于该基板的厚度为200～800μm。

4.根据权利要求1所述的适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，其特征在于该第一屏蔽层、该第二屏蔽层、该第一连接层及该第二连接层是一感光型高分子干膜。

5.根据权利要求1所述的适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，其特征在于该第一屏蔽层、该第二屏蔽层、该第一连接层及该第二连接层是以滚压附着的方式设置于该基板的表面上。

6.根据权利要求1所述的适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，其特征在于该微凸结构的厚度是大于该第一连接层的其它部分。

7.如根据权利要求1所述的适用于流体输送装置的阀体盖体的制造方法，其特征在于于该步骤(e)之后还包含：(e1)将该基板进行翻转促使该第二连接层形成于该基板的外围区域。

8.一种适用于流体输送装置的阀体座的制造方法，该流体输送装置包含一阀体盖体、一阀体薄膜以及一致动装置，该方法包含下列步骤：

(a)提供一基板，并于该基板的表面形成一第一屏蔽层；

(b)进行一喷砂加工工序，以使该基板未被该第一屏蔽层覆盖的暴露区域形成多个贯穿孔；

(c)移除该第一屏蔽层，并于该基板表面形成一第二屏蔽层；

(d)进行该喷砂加工工序，以于该多个贯穿孔至少一个的周围形成一凹陷区域；

(e)移除该第二屏蔽层，并于该基板的表面形成一连接层，该连接层包含设置于该多个贯穿孔至少一个周围的微凸结构。

9.根据权利要求8所述的适用于流体输送装置的阀体座的制造方法，其特征在于该基板是由玻璃或是硅所形成。

10.根据权利要求8所述的适用于流体输送装置的阀体座的制造方法，其特征在于该基板的厚度为200～800μm。

11.根据权利要求8所述的适用于流体输送装置的阀体座的制造方法，其特征在于该第一屏蔽层、该第二屏蔽层、该连接层是一感光型高分子干膜。

12.根据权利要求8所述的适用于流体输送装置的阀体座的制造方法，其特征在于该第一屏蔽层、该第二屏蔽层、该连接层是以滚压附着的方式设置于该基板的表面上。

13.根据权利要求8所述的适用于流体输送装置的阀体座的制造方法，其特征在于该微凸结构的厚度是大于该连接层的其它部分。

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