CN107800326A - 压电致动器及其所适用的微型流体控制装置 - Google Patents

Abstract

一种压电致动器，适用于一微型流体控制装置，包含：一悬浮板、一外框、数个支架以及一压电陶瓷板，该悬浮板为正方形型态具有一第一表面及相对应的一第二表面，且该第二表面上具有一凸部，该外框环绕设置于该悬浮板的外侧具有一第一表面及相对应的一第二表面，且外框的第二表面与悬浮板的第二表面整面除了凸部的外区域为共平面，该支架连接于该悬浮板与该外框之间，具有长度介于1.11㎜至1.21㎜、宽度介于0.2㎜至0.6㎜，该压电陶瓷板具有不大于该悬浮板边长的边长，贴附于该悬浮板的该第一表面上。

Description

压电致动器及其所适用的微型流体控制装置

技术领域

本发明关于一种压电致动器，尤指一种适用于微型超薄且静音的微型流体控制装置的压电致动器。

背景技术

目前于各领域中无论是医药、计算机科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微型泵、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，如何藉创新结构突破其技术瓶颈，为发展的重要内容。

举例来说，于医药产业中，许多需要采用气压动力驱动的仪器或设备，通常采以传统马达及气压阀来达成其气体输送的目的。然而，受限于此等传统马达以及气体阀的体积限制，使得此类的仪器设备难以缩小其整体装置的体积，即难以实现薄型化的目标，更无法使之达成可携式的目的。此外，这些传统马达及气体阀于作动时亦会产生噪音的问题，导致使用上的不便利及不舒适。

因此，如何发展一种可改善上述习知技术缺失，可使传统采用流体控制装置的仪器或设备达到体积小、微型化且静音，进而达成轻便舒适的可携式目的的微型流体控制装置及其压电致动器，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可携式或穿戴式仪器或设备中的微型流体控制装置及其所采用的压电致动器，通过该压电致动器，具有悬浮板、外框及四支架，每一支架是垂直连接于悬浮板与外框之间，以提供弹性支撑，通过此垂直跨设于悬浮板与外框之间的支架，以减少悬浮板不均一的摆动，有助于增加悬浮板于Z轴上的振幅，以使悬浮板作动时更为稳定、一致，从而利于提升压电致动器作动的稳定性及效能。

本发明的另一目的在于提供一种适用于可携式或穿戴式仪器或设备中的微型流体控制装置，通过压电致动器的悬浮板、外框、支架为一体成型金属板结构，并通过相同深度进行蚀刻出悬浮板的凸部及支架需求型态，使外框的第二表面、支架的第二表面及悬浮板的第二表面均为共平面的结构，可简化过去需因应外框的不同深度的进行多次蚀刻工艺，同时再通过设置于外框及共振片之间的胶层，涂布于外框于蚀刻后产生的粗糙表面，以致可增加胶层与外框之间结合强度，且由于外框的厚度相较于过往的制法是降低的，因此涂布该间隙的胶层的厚度增加，通过胶层的厚度增加，可有效改善胶层涂布的不均一性，降低悬浮板组装时水平方向的组装误差，并提升悬浮板垂直方向的动能利用效率，同时也可辅助吸收振动能量、并降低噪音达到静音的功效，且此微型化的压电致动器更可使微型流体控制装置的整体体积减小及薄型化，以达到轻便舒适的可携式目的。

本发明的又一目的在于提供一种用于可携式或穿戴式仪器或设备中的微型流体控制装置，通过该压电致动器的悬浮板正方形型态的设计及悬浮板上还具有凸部的作动，使流体可由底座的进气板的进气孔流入，并沿相连通的总线孔及汇流腔室进行流动，通过共振片之中空孔洞以使流体于共振片及压电致动器之间形成的压缩腔室内产生压力梯度，进而使流体高速流动，流体的流量不会降低，也不会产生压力损失，并可继续传递达到获得较高的排出压力。

为达上述目的，本发明的一较广义实施态样为提供一种压电致动器，包含一悬浮板，为正方形的型态，且可由一中心部到一外周部弯曲振动；一外框，环绕设置于该悬浮板的外侧；数个支架，每一该支架垂直连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑，且该支架具有长度介于1.11㎜至1.21㎜、宽度介于0.2㎜至0.6㎜；以及一压电陶瓷板，为正方形的型态，具有不大于该悬浮板边长的边长，贴附于该悬浮板的该第一表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。

为达上述目的，本发明的另一较广义实施态样为提供一种微型流体控制装置，包含：一压电致动器，具有一悬浮板、一外框、四支架以及一压电陶瓷板，该悬浮板为正方形型态，且具有一第一表面及相对应的一第二表面，且该第二表面上具有一凸部，该外框环绕设置于该悬浮板的外侧，且亦具有一第一表面及相对应的一第二表面，且该外框的该第二表面与该悬浮板的该第二表面的该凸部之外的区域均为共平面，该支架连接于该悬浮板与该外框之间，且其长度介于1.11㎜至1.21㎜、宽度介于0.2㎜至0.6㎜，该压电陶瓷板具有不大于该悬浮板边长的边长，贴附于该悬浮板的该第一表面上；以及一壳体，包括一集气板及一底座，该集气板为周缘具有一侧壁以构成一容置空间的一框体结构，使该压电致动器设置于该容置空间中，而该底座由一进气板及一共振片相接合而成，并结合于该集气板的该容置空间中，以封闭该压电致动器，该进气板具有至少一进气孔及与之相连通的至少一总线孔，以构成一汇流腔室，该共振片设置固定于该进气板上，并具有一中空孔洞，相对于该进气板的该汇流腔室，且对应于该悬浮板的该凸部；其中，该压电致动器的该外框的该第二表面与该底座的该共振片之间设置一胶层，以使该压电致动器与该底座的该共振片之间维持构成需求的该压缩腔室的一间隙深度。

附图说明

图1A为本发明为较佳实施例的微型流体控制装置的正面分解结构示意图。

图1B为图1A所示的微型流体控制装置的正面组合结构示意图。

图2A为图1A所示的微型流体控制装置的背面分解结构示意图。

图2B为图2A所示的微型流体控制装置的背面组合结构示意图。

图3A为图1A所示的微型流体控制装置的压电致动器的正面结构示意图。

图3B为图1A所示的微型流体控制装置的压电致动器的背面结构示意图。

图3C为图1A所示的微型流体控制装置的压电致动器的剖面结构示意图。

图4A至图4E为图1A所示的微型流体控制装置的局部作动示意图。

图5为图1B所示微型流体控制装置的剖面放大结构示意图。

【符号说明】

1：微型流体控制装置

1a：壳体

10：底座

11：进气板

11a：进气板的第二表面

11b：进气板的第一表面

110：进气孔

111：汇流腔室

112：总线孔

12：共振片

12a：可动部

12b：固定部

120：中空孔洞

121：压缩腔室

13：压电致动器

130：悬浮板

130a：悬浮板的第二表面

130b：悬浮板的第一表面

130c：凸部

130d：中心部

130e：外周部

130f：侧边

131：外框

131a：外框的第二表面

131b：外框的第一表面

131c：内侧边

132：支架

132a：支架的第二表面

132b：支架的第一表面

133：压电陶瓷板

134、151：导电接脚

135：空隙

136：胶层

141、142：绝缘片

15：导电片

16：集气板

16a：容置空间

160：表面

161：基准表面

162：集气腔室

163：第一贯穿孔

164：第二贯穿孔

165：第一卸压腔室

166：第一出口腔室

167：凸部结构

168：侧壁

h：间隙

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，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本发明。

本发明的压电致动器13是应用于微型流体控制装置1中，且微型流体控制装置1是可应用于医药生技、能源、计算机科技或是打印等工业，以用以传送流体，但不以此为限。请参阅图1A、图1B、图2A及图2B，图1A为本发明较佳实施例的微型流体控制装置的正面分解结构示意图，图1B为图1A所示的微型流体控制装置的正面组合结构示意图，图2A为图1A所示的微型流体控制装置的背面分解结构示意图，图2B为图2A所示的微型流体控制装置的背面组合结构示意图，图5为图1B所示微型流体控制装置的放大剖面结构示意图。如图1A、图2A及图5所示，本发明的微型流体控制装置1具有壳体1a、压电致动器13、绝缘片141、142及导电片15等结构，其中，壳体1a包含集气板16及底座10，底座10则包含进气板11及共振片12，但不以此为限。压电致动器13是对应于共振片12而设置，并使进气板11、共振片12、压电致动器13、绝缘片141、导电片15、另一绝缘片142、集气板16等依序堆栈设置，且该压电致动器13是由一悬浮板130以及一压电陶瓷板133组装而成。在本实施例中，如图1A及图5所示，集气板16不仅为单一的板件结构，亦可为周缘具有侧壁168的框体结构，且由该周缘所构成的侧壁168与其底部的板件共同定义出一容置空间16a，用以供该压电致动器13设置于该容置空间16a中。又如前所述，本实施例的集气板16具有一表面160，该表面160上是凹陷以形成一集气腔室162，由微型流体控制装置1向下传输的气体则暂时蓄积于此集气腔室162中，且于集气板16中具有第一贯穿孔163及第二贯穿孔164，第一贯穿孔163及第二贯穿孔164的一端与集气腔室162相连通，另一端则分别与集气板16的基准表面161上的第一卸压腔室165及第一出口腔室166相连通。以及，在第一出口腔室166处更进一步增设一凸部结构167，例如可为但不限为一圆柱结构。

如图2A所示，压电致动器13包括压电陶瓷板133、悬浮板130、外框131以及四支架132，其中压电陶瓷板133为方形板状结构，且其边长不大于悬浮板130的边长，并可贴附于悬浮板130之上。在本实施例中，悬浮板130为可挠的正方形板状结构；在悬浮板130的外侧环绕设置外框131，外框131的型态亦大致对应于悬浮板130的型态，因此在本实施例中，外框131亦为正方形的镂空框型结构；且于悬浮板130与外框131之间是以四支架132连接并提供弹性支撑。以及，如图1A及图2A所示，本发明的微型流体控制装置1还可包括绝缘片14及导电片15等结构，绝缘片14可为两绝缘片141、142，且该两绝缘片141、142是上下夹设导电片15而设置。当本发明的微型流体控制装置1组装时，即如图1A、图1B、图2A及图2B所示，依序将绝缘片142、导电片15、绝缘片141、压电致动器13及底座10等结构组装容设于集气板16内的容置空间16a内，使其组合后是如图1B及图2B所示，可构成体积小、及微型化外形的微型流体控制装置1。

请续参阅图1A及图2A所示，微型流体控制装置1的进气板11具有第一表面11b、第二表面11a及至少一进气孔110，在本实施例中，进气孔110的数量为4个，但不以此为限，其是贯穿进气板11的第一表面11b及第二表面11a，主要用以供气体自装置外顺应大气压力的作用而自该至少一进气孔110流入微型流体控制装置1内。且又如图2A所示，由进气板11的第一表面11b可见，其上具有至少一总线孔112，用以与进气板11第二表面11a的该至少一进气孔110对应设置。于这些总线孔112的中心交流处具有汇流腔室111，且汇流腔室111与总线孔112相连通，藉此可将自该至少一进气孔110进入总线孔112的气体引导并汇流集中至汇流腔室111，以向下传递。因此在本实施例中，进气板11具有一体成型的进气孔110、总线孔112及汇流腔室111，且当进气板11与共振片12对应组装后，于此汇流腔室111处构成一汇流流体的腔室，以供流体暂存。在一些实施例中，进气板11的材质是可为但不限为由一不锈钢材质所构成，且其厚度是介于0.4mm至0.6mm之间，而其较佳值为0.5mm，但不以此为限。在另一些实施例中，由该汇流腔室111处所构成腔室的深度与这些总线孔112的深度相同，但不以此为限。

在本实施例中，共振片12由一可挠性材质所构成，但不以此为限，且于共振片12上具有一中空孔洞120，对应于进气板11的第一表面11b的汇流腔室111而设置，以使气体可流通。在另一些实施例中，共振片12可由一铜材质所构成，但不以此为限，且其厚度介于0.03mm至0.08mm之间，而其较佳值为0.05mm，但亦不以此为限。

又如图4A及图5所示，共振片12与压电致动器13之间具有一间隙h，在本实施例中，于共振片12及压电致动器13的外框131之间的间隙h中填充设置一胶层136，例如：导电胶，但不以此为限，以使共振片12与压电致动器13的悬浮板130之间可维持该间隙h的深度，进而可导引气流更迅速地流动；以及，因应此间隙h的深度而可使共振片12与压电致动器13之间形成压缩腔室121，进而可通过共振片12之中空孔洞120导引流体于腔室间更迅速地流动，且因悬浮板130与共振片12保持适当距离使彼此接触干涉减少，促使噪音产生可被降低。

此外，请同时参阅图1A及图2A，在微型流体控制装置1中还具有绝缘片141、导电片15及另一绝缘片142等结构，其是依序夹设于压电致动器13与集气板16之间，且其形态大致上对应于压电致动器13的外框131的形态。在一些实施例中，绝缘片141、142即由可绝缘的材质所构成，例如：塑料，但不以此为限，以进行绝缘之用；在另一些实施例中，导电片15即由可导电的材质所构成，例如：金属，但不以此为限，以进行电导通之用。以及，于本实施例中，导电片15上亦可设置一导电接脚151，以进行电导通之用。

请同时参阅图3A、图3B及图3C，其分别为图1A所示的微型流体控制装置的压电致动器的正面结构示意图、背面结构示意图以及剖面结构示意图，如图所示，压电致动器13由一悬浮板130、一外框131、数个支架132以及一压电陶瓷板133所共同组装而成，在本实施例中，该数个支架132为4个支架132，但不以此为限，这些数量可依照实际施作情形而任施变化；以及，悬浮板130、外框131以及四支架132可为但不限为一体成型的结构，且可由一金属板所构成，例如可由不锈钢材质所构成，但不以此为限，因此，本发明的微型流体控制装置1的压电致动器13即为由压电陶瓷板133与金属板黏合而成，但不以此为限。且如图所示，悬浮板130具有第一表面130b及相对应的第二表面130a，其中，该压电陶瓷板133贴附于悬浮板130的第一表面130b，用以施加电压以驱动该悬浮板130弯曲振动。如图3A所示，悬浮板130具有中心部130d及外周部130e，因此当压电陶瓷板131受电压驱动时，悬浮板130可由该中心部130d到外周部130e弯曲振动；外框131是环绕设置于悬浮板130的外侧，且具有一向外凸设的导电接脚134，用以供电连接之用，但不以此为限。

于本实施例中，其中四支架132分别垂直连接于悬浮板130以及外框131之间，以提供弹性支撑，也就是，悬浮板130的侧边130f与外框131的内侧边131c是平行设置，而每一该支架132的一端是垂直连接于悬浮板130的侧边130f，另一端则垂直连接于外框131的内侧边131c，使四支架132与悬浮板130的侧边130f、外框131的内侧边131c呈同轴直角连接，并于支架132、悬浮板130及外框131之间更具有至少一空隙135，用以供流体流通，且该悬浮板130、外框131以及支架132的型态及数量是具有多种变化。通过此垂直跨设于悬浮板130与外框131之间的支架132，以减少悬浮板130于运作时不均一的偏移角度，有助于增加悬浮板130于Z轴上的振幅，使悬浮板130在上下振动时可有更好的位移状态，即该悬浮板130作动时更稳定、一致，以利于提升压电致动器13作动的稳定性及效能。

在本发明的压电致动器13中，支架132的不同长度及宽度将导致压电致动器13的性能有所差异，其各项性能的数据是如下表一所示：

表一

支架长度

1.01mm

1.06mm

1.11mm

1.16mm

1.21mm

1.26mm

支架宽度

0.2mm

0.2mm

0.2mm

0.4mm

0.6mm

0.9mm

频率

30K Hz

29K Hz

29K Hz

28K Hz

26K Hz

22K Hz

性能

220mmHg

220mmHg

250mmHg

350mmHg

280mmHg

250mmHg

由表一数据可见，在本实施例中，每一该支架132的长度是介于1.11mm至1.21mm之间，其性能表现较好，且该支架132的长度的较佳值为1.16mm，其性能可明显的提升，以及每一该支架132的宽度是介于0.2mm至0.6mm之间，且其较佳值为0.4mm，但不以此为限。

又如图3A及图3C所示，悬浮板130的第二表面130a与外框131的第二表面131a及支架132的第二表面132a为平整的共平面结构，且以本实施例为例，其中悬浮板130为正方形的结构，且该悬浮板130的每一边长是介于7.5mm至12mm之间，且其较佳值为7.5至8.5mm，而厚度是介于0.1mm至0.4mm之间，其较佳值为0.27mm，但不以此为限。且该外框的厚度亦介于0.1mm至0.4mm之间，但不以此为限。以及，压电陶瓷板131的边长不大于悬浮板130的边长，且同样设计为与悬浮板130相对应的正方形板状结构，且压电陶瓷板131的厚度是介于0.05mm至0.3mm之间，且其较佳值为0.10mm，通过本发明所采用的正方形压电陶瓷板131及正方形悬浮板130的设计，其原因在于相较于传统习知压电致动器的圆形悬浮板设计，本发明压电致动器13的正方形悬浮板130明显具有省电的优势，其消耗功率的比较如下表二所示：

表二

因此，藉由实验的上表得知：压电致动器的正方形悬浮板边长尺寸(8mm至10mm)设计相较于压电致动器的圆形悬浮板直径尺寸(8mm至10mm)较为省电，其省电的缘由可推测为：因在共振频率下操作的电容性负载，其消耗功率会随频率的上升而增加，又因边长尺寸正方形悬浮板130设计的共振频率明显较同样直径圆形的悬浮板低，故其相对的消耗功率亦明显较低，亦即本发明所采用正方形设计的悬浮板130相较于以往的圆形悬浮板的设计，实具有省电优势，在微型流体控制装置1采微型超薄且静音的设计趋势下，更能达到低耗电设计的功效，尤其更可以应用于穿戴装置，节省电力是非常重要的设计重点。

如前所述，在本实施例中，这些悬浮板130、外框131及四垂直于悬浮板130、外框131而设置的支架132是可为但不限为一体成型的结构，至于其制造方式则可由传统加工、或黄光蚀刻、或激光加工、或电铸加工、或放电加工等方式制出，均不以此为限。然以本实施例为例，本发明的压电致动器13的悬浮板130、外框131、四支架132为一体成型的结构，即为一金属板，并通过使外框131、四支架132及悬浮板130以相同深度进行蚀刻，进而可使外框131的第二表面131a、四支架132的第二表面132a及悬浮板130的第二表面130a均为共平面的结构；通过此相同深度的蚀刻工艺，可简化过去需因应外框131的不同深度的进行多次蚀刻工艺，同时再通过前述设置于外框131及共振片12之间的胶层136，涂布于外框131于蚀刻后产生的粗糙表面，以致可增加胶层与外框之间结合强度，且由于外框131的厚度相较于过往的制法是降低的，因此涂布该间隙h的胶层136的厚度增加，通过胶层136的厚度增加，可有效改善胶层136涂布的不均一性，降低悬浮板130组装时水平方向的组装误差，并提升悬浮板130垂直方向的动能利用效率，同时也可辅助吸收振动能量、并降低噪音。

在本发明的微型流体控制装置1中，胶层136的不同厚度将导致微型流体控制装置的性能及不良率有所差异，其各项性能及不良率的数据如下表三所示：

表三

由表三数据明显可见，胶层136的厚度可显著影响微型流体控制装置1的性能，若是胶层136的厚度太厚，则虽然间隙h可维持较厚的深度，但是其由于压缩腔室121的深度变深、体积变大，相对其压缩作动的性能将会变差，因此其性能会下降；但是若胶层136的厚度过于薄，则其所能提供的间隙h的深度亦会不足，而易导致悬浮板130的凸部130c与共振片12彼此接触碰撞，进而使性能下降并产生噪音，而噪音问题也是造成产品不良的原因之一。因此，在本发明实施例中，经取样25个微型流体控制装置1产品实做，胶层136的厚度是介于50至60μm，，在此段数值区间中，不仅性能具有显著的提升，同时其不良率相对低，以及，其中的较佳值为55μm，其性能的表现更佳，且不良率均为最低，但不以此为限。

又如图3B所示，在本实施例中，悬浮板130为一正方形且具有阶梯面的结构，即于悬浮板130的第二表面130a上还具有一凸部130c，该凸部130c设置于第二表面130a之中心部130d，且可为但不限为一圆形凸起结构。在一些实施例中，凸部130c的高度是介于0.02mm至0.08mm之间，较佳值为0.03mm，其直径为4.4mm，但不以此为限。

因此，请参阅图1A、图4A至图4E及图5所示，该底座10、压电致动器13、绝缘片141、导电片15、另一绝缘片142及集气板16等依序堆栈组装后，如图4A及图5所示，可见微型流体控制装置1于共振片12之中空孔洞120处可与其上的进气板11共同形成一汇流气体的腔室，亦即进气板11第一表面11b的汇流腔室111处的腔室，且在共振片12与压电致动器13之间还形成一压缩腔室121，用以暂存气体，且压缩腔室121是通过共振片12之中空孔洞120而与进气板11第一表面11b的汇流腔室111处的腔室相连通，以下就微型流体控制装置1控制驱动压电致动器13的悬浮板130进行垂直往复式振动的作动实施状态的局部示意图作说明。

如图4B所示，当在控制驱动压电致动器13的悬浮板130进行垂直往复式振动而弯曲形变向下位移时，因此将产生气体由进气板11上的至少一进气孔110进入，并通过其第一表面11b的至少一总线孔112而汇集到中央的汇流腔室111处，此时由于共振片12为轻、薄的片状结构会因流体的带入及推压以及亦会随悬浮板130的共振而进行垂直的往复式振动，即为共振片12对应汇流腔室111的可动部12a亦会随之弯曲振动形变，又如图4C所示，当悬浮板130垂直的往复式振动位移到一位置，令该共振片12的可动部12a能非常靠近于悬浮板130的凸部130c，进而使流体进入压缩腔室121的通道内，在悬浮板130的凸部130c以外的区域与共振片12两侧的固定部12b之间的压缩腔室121的间距不会变小情况下，因此流过它们之间的流体的流量不会降低，也不会产生压力损失，如此更有效地压缩该压缩腔室121的体积，如图4D所示，当压电致动器13持续进行垂直的往复式振动而弯曲形变向上位移时，即可促使压缩腔室121内的流体推挤向两侧流动，并经由压电致动器13的支架132之间的空隙136而向下穿越流动，以获得较高的排出压力，此时再如图4E所示，随着压电致动器13的悬浮板130的凸部130c的向上推移动，而使共振片12的可动部12a亦随的向上弯曲振动形变,，使汇流腔室111处的体积受压缩，并在总线孔112中的流体流通至汇流腔室111处变小，最后当压电致动器13的悬浮板130持续进行垂直往复式振动时，即可再重复图4B至图4E所示实施状态。在本实施例中，可见此压电致动器13的悬浮板130具备凸部130c的设计应用于本发明的微型流体控制装置1中还可达到良好的流体传输效率，但凡凸部130c的设计型态、数量及位置等是可依照实际施作情形而任施变化，并不以此为限。

另外，在一些实施例中，共振片12的垂直往复式振动频率是可与压电致动器13的振动频率相同，即两者可同时向上或同时向下，其可依照实际施作情形而任施变化，并不以本实施例所示的作动方式为限。

综上所述，本发明所提供的压电致动器是应用于微型流体控制装置中，压电致动器具有悬浮板、外框及四支架，且每一支架是垂直连接于悬浮板与外框之间，通过此垂直跨设于悬浮板与外框之间的支架，以提供弹性支撑、并减少悬浮板不均一的摆动，有助于增加悬浮板于Z轴上的振幅，使悬浮板在上下振动时可有更好的位移状态，即悬浮板作动时更为稳定、一致，以利于提升压电致动器作动的稳定性及效能；同时，通过压电致动器的悬浮板、外框、支架为一体成型金属板结构，并通过相同深度进行蚀刻出悬浮板的凸部及支架需求型态，使外框外框的第二表面、支架的第二表面及悬浮板的第二表面均为共平面的结构，可简化过去需因应外框的不同深度的进行多次蚀刻工艺，同时再通过设置于外框及共振片之间的胶层，涂布于外框于蚀刻后产生的粗糙表面，以致可增加胶层与外框之间结合强度，且由于外框的厚度相较于过往的制法是降低的，因此涂布该间隙的胶层的厚度增加，通过胶层的厚度增加，可有效改善胶层涂布的不均一性，降低悬浮板组装时水平方向的组装误差，并提升悬浮板垂直方向的动能利用效率，同时也可辅助吸收振动能量、并降低噪音达到静音的功效，且此微型化的压电致动器还可使微型流体控制装置的整体体积减小及薄型化，以达到轻便舒适的可携式目的；以及，通过该压电致动器的悬浮板正方形型态的设计及悬浮板上还具有凸部的作动，使流体可由底座的进气板的进气孔流入，并沿相连通的总线孔及汇流腔室进行流动，通过共振片之中空孔洞以使流体于共振片及压电致动器之间形成的压缩腔室内产生压力梯度，进而使流体高速流动，流体的流量不会降低，也不会产生压力损失，并可继续传递达到获得较高的排出压力；因此，本发明微型流体控制装置更可使整体体积减小及薄型化，以达到轻便舒适的可携式目的，极具产业利用价值。

纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本领域的技术人员任施匠思而为诸般修饰，但是都不会脱离如所附权利要求书所限定的保护范围。

Claims (22)

1.一种压电致动器，包含：

一悬浮板，为正方形的型态，且可由一中心部到一外周部弯曲振动；

一外框，环绕设置于该悬浮板的外侧；

数个支架，每一该支架垂直连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑，且该支架具有长度介于1.11㎜至1.21㎜、宽度介于0.2㎜至0.6㎜；以及

一压电陶瓷板，为正方形的型态，具有不大于该悬浮板边长的边长，贴附于该悬浮板的该第一表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。

2.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，该些支架为四个支架。

3.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，每一该支架的一端垂直连接于该悬浮板的一侧边，另一端垂直连接于该外框的一内侧边。

4.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，该支架长度为1.16㎜。

5.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，该支架宽度为0.4㎜。

6.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，该压电陶瓷板具有介于0.05mm至0.3mm之间的厚度。

7.如权利要求6所述的压电致动器，其特征在于，该压电陶瓷板厚度为0.10mm。

8.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，该悬浮板的每一边长介于7.5mm至12mm之间，以及厚度介于0.1mm至0.4mm之间。

9.如权利要求8所述的压电致动器，其特征在于，该悬浮板的每一边长介于7.5mm至8.5mm之间，及厚度为0.27mm。

10.一种微型流体控制装置，包含：

一压电致动器，具有一悬浮板、一外框、四支架以及一压电陶瓷板，该悬浮板为正方形型态，且具有一第一表面及相对应的一第二表面，且该第二表面上具有一凸部，该外框环绕设置于该悬浮板的外侧，且亦具有一第一表面及相对应的一第二表面，且该外框的该第二表面与该悬浮板的该第二表面的该凸部之外的区域均为共平面，该支架连接于该悬浮板与该外框之间，具有且其长度介于1.11㎜至1.21㎜、宽度介于0.2㎜至0.6㎜，该压电陶瓷板具有不大于该悬浮板边长的边长，贴附于该悬浮板的该第一表面上；以及

一壳体，包括一集气板及一底座，该集气板为周缘具有一侧壁以构成一容置空间的一框体结构，使该压电致动器设置于该容置空间中，而该底座由一进气板及一共振片相接合而成，并结合于该集气板的该容置空间中，以封闭该压电致动器，该进气板具有至少一进气孔及与之相连通的至少一总线孔，以构成一汇流腔室，该共振片设置固定于该进气板上，并具有一中空孔洞，相对于该进气板的该汇流腔室，且对应于该悬浮板的该凸部；

其中，该压电致动器的该外框的该第二表面与该底座的该共振片之间设置一胶层，以使该压电致动器与该底座的该共振片之间维持构成需求的该压缩腔室的一间隙深度。

11.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该支架长度为1.16㎜。

12.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该支架宽度为0.4㎜。

13.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该压电陶瓷板具有介于0.05mm至0.3mm之间的厚度。

14.如权利要求13所述的微型流体控制装置，其特征在于，该压电陶瓷板的厚度为0.10mm。

15.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该悬浮板的每一边长介于7.5mm至12mm之间，以及厚度介于0.1mm至0.4mm之间。

16.如权利要求15所述的微型流体控制装置，其特征在于，该悬浮板的每一边长介于7.5mm至8.5mm之间，及厚度为0.27mm。

17.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该胶层的厚度介于50μm至60μm之间。

18.如权利要求17所述的微型流体控制装置，其特征在于，该胶层的厚度为55μm。

19.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该外框的厚度介于0.1mm至0.4mm之间。

20.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该悬浮板的该凸部高度是介于0.02mm至0.08mm之间。

21.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该悬浮板的该凸部为一圆形凸起结构，直径为4.4mm。

22.如权利要求10所述的微型流体控制装置，其特征在于，该悬浮板、该外框及该支架是以同一深度的蚀刻方式所制成，以使该支架的该第二表面与该悬浮板的该第二表面共平面。