EP4584974A1 - Mikrofluidisches interaktionselement zur erzeugung und/oder erfassung eines volumenstroms eines fluids sowie eine akustische vorrichtung mit einem solchen mikrofluidischen interaktionselement - Google Patents

Mikrofluidisches interaktionselement zur erzeugung und/oder erfassung eines volumenstroms eines fluids sowie eine akustische vorrichtung mit einem solchen mikrofluidischen interaktionselement

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Publication number
EP4584974A1
EP4584974A1 EP23744706.5A EP23744706A EP4584974A1 EP 4584974 A1 EP4584974 A1 EP 4584974A1 EP 23744706 A EP23744706 A EP 23744706A EP 4584974 A1 EP4584974 A1 EP 4584974A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microfluidic
displacement
cavity
interaction element
microfluidic interaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23744706.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Schelling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4584974A1 publication Critical patent/EP4584974A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/24—Structural combinations of separate transducers or of two parts of the same transducer and responsive respectively to two or more frequency ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/003—Mems transducers or their use

Definitions

  • Microfluidic interaction element for generating and/or detecting a volume flow of a fluid and an acoustic device with such a microfluidic interaction element
  • the invention relates to a microfluidic interaction element for generating and/or detecting a volume flow of a fluid, which can be used in particular in a loudspeaker and/or a microphone.
  • MEMS speakers and microphones have significant advantages over conventional electrodynamic speakers and microphones, e.g. B. in terms of lower latency, lower energy consumption, smaller size or the basic soldering capability.
  • they currently still have deficits in terms of achievable sound levels.
  • a correspondingly large volume of air must be displaced.
  • the displaced volume can be maximized either by larger deflections of a moving displacement element, such as a membrane or a bending beam, and/or by increasing the area of the displacement element. Larger deflections are difficult to achieve for micromechanical components, on the one hand because of the lack of resilience of the materials/structures and, on the other hand, because of low force generation densities.
  • Another disadvantage is that the bending beams used for actuation are not very mechanically robust and the slight variation in their manufacturing tolerances means that they do not move in phase, which reduces the achievable sound levels.
  • the invention relates to a microfluidic interaction element for generating and/or detecting a volume flow of a fluid
  • the microfluidic interaction element has a substrate with a cavity, the cavity having at least one vertically arranged, rigid wall element which is connected to a ceiling and a floor of the cavity is, and wherein furthermore a movable displacement element with vertical surfaces is arranged within the cavity in such a way that the direction of movement of the displacement element is essentially perpendicular to a main extension plane of the wall element, wherein the displacement element laterally encloses the respective wall element with its vertical surfaces in such a way that through the Wall element each has a first subspace and a second subspace formed within the displacement element, wherein the microfluidic interaction element each has a first breakthrough from the first subspace to an upper side of the substrate and a second breakthrough from the second subspace to a bottom.
  • the microfluidic interaction element enables a very high conversion efficiency from electrical to acoustic energy in order to achieve correspondingly high sound pressure levels in that the displacement element can be set in motion by an actuator element. Further advantages are that the interaction element can be soldered because no magnet is integrated, has a low latency due to its low mass and can also be built very small. In addition, the interaction element is very robust and that, due to the corresponding one-piece design of the displacement element, all vertical surfaces of the displacement element can be moved in phase, which makes higher sound levels achievable.
  • the microfluidic interaction element can be designed, for example, as a so-called MEMS element.
  • a MEMS element is a micro-electro-mechanical system that combines or integrates electronic and mechanical components in a very small space.
  • the displacement element By moving the displacement element horizontally towards a rigid wall element, a partial volume on this side is compressed, while the partial volume on the other side of the rigid wall is thinned, since the displacement element there moves away from the wall element. Fluid can flow out of the compressed partial volume into the environment through a fluid opening on a substrate surface, while fluid from the environment flows into the diluted partial volume through a further fluid opening on the opposite substrate surface.
  • the MEMS element results in a net volume flow of the ambient fluid in a direction perpendicular to the main extension plane of the substrate. If the displacement element moves in the opposite direction, the flow direction of the fluid is reversed. In other words, an acoustic sound wave with positive and negative pressure half-waves can be generated in a fluid using the interaction element.
  • the main extension plane of the wall element can also be slightly oblique with respect to the direction of movement of the displacement element.
  • the term fluid refers to liquids and gases.
  • the gas can, for example, be ordinary air, which is moved by means of the interaction element and whereby a volume flow is correspondingly generated. Volume flow therefore means a movement of the fluid. If implemented appropriately, this volume flow can generate a sound pressure level as an oscillating movement, which can be perceived by the human ear, for example.
  • the term substrate can be understood to mean, for example, a silicon substrate which is used as a wafer substrate.
  • the substrate is processed accordingly to create the microfluidic interaction element to produce.
  • a recess is thus processed in the substrate, which forms the cavity with the corresponding openings between the cavity and the outside of the substrate.
  • the recess in turn defines the interaction volume of the interaction element and is delimited from the environment by the substrate.
  • One embodiment of the invention provides that the displacement element is connected to the substrate via a particularly resilient suspension.
  • the advantage here is that the mobility of the displacement element can be ensured by the suspension. Due to the resilient design, the effort required to move the displacement element can also be reduced, since it returns independently to the original position in the event of a deflection.
  • Suspension is to be understood as a component through which the displacement element is fixed to the substrate.
  • One embodiment of the invention provides that the suspension is connected to a wall of the cavity.
  • the advantage here is that this represents a simple and robust way to suspend the displacement element laterally in the cavity. It is conceivable here that the suspension is arranged either on the walls transverse to the direction of movement of the displacement element and/or on the walls in the direction of movement of the displacement element.
  • the suspension is laterally enclosed by the displacement element.
  • the advantage here is that it is a simple way to implement vertical suspension. Such a suspension is particularly particularly robust.
  • the suspension is integrated vertically into the displacement element.
  • Integrated here means that the suspension forms part of the displacement element.
  • the microfluidic interaction element has an actuator area with an actuator element which is designed to drive the displacement element along the direction of movement, the actuator element being designed in particular as an electrostatic drive and / or as a piezoelectric drive.
  • an externally driven volume flow of the fluid as an external sound pressure level sets the interaction element or, more precisely, the displacement element in motion. This can then be detected with the reverse actuator principle by the actuator element as a sensor element. A volume flow of a fluid can therefore also be recorded accordingly.
  • the first breakthrough and/or the second breakthrough are each less than 200 pm, in particular less than 100 pm, wide and more than 100 pm, in particular more than 500 pm, long.
  • the advantage here is that there is a low fluid resistance between the subspaces and the environment of the interaction element, which enables a simple volume flow of the fluid. This is important for the acoustic performance of the interaction element and in turn enables high sound pressure levels.
  • a movable displacement element 50 with vertical surfaces 51 is arranged within the cavity 30 in such a way that the direction of movement x of the displacement element 50 is essentially perpendicular to the main extension planes of the wall elements 40.
  • the respective wall elements 40 each have a transverse segment on both end faces 45 perpendicular to the main extension plane of the wall element 40.
  • the microfluidic interaction element 10 each has a first breakthrough 61 from the first subspace 41 to an upper side 21 of the substrate 20 and a second breakthrough 62 from the second subspace 42 to one Underside 22 of the substrate 20, which is shown more clearly in particular in Fig. lb.
  • the first breakthrough 61 and/or the second breakthrough 62 can each be less than 200 pm, in particular less than 100 pm, wide and more than 100 pm, in particular more than 500 pm, long.
  • the displacement element 50 is connected to the substrate 20 via a particularly resilient suspension 70.
  • the suspension 70 is connected to the walls 33 of the cavity 30, the suspension 70 being designed as a crossbar, which is aligned transversely to the direction of movement x of the displacement element 50 and is arranged on two sides of the displacement element 50 and is connected centrally to the displacement element 50.
  • the microfluidic interaction element 10 has actuator regions 80, each with an actuator element, which drive the displacement element 50 along the movement direction x.
  • the actuator elements can be designed, for example, as an electrostatic drive and/or as a piezoelectric drive.
  • the actuator element can be arranged on the suspension 70.
  • the interaction element 10 from FIG. la is again shown, but this time in a lateral cross section, which is taken along the sectional plane A shown in FIG. la.
  • the substrate 20 is shown with the cavity 30, in which the rigid wall elements 40 and the displacement element 50, which is movable in the direction of movement x, are arranged with its vertical surfaces 51.
  • the first partial spaces 41 and second partial spaces 42 formed by the corresponding design and arrangement of the wall elements 40 and the displacement element 50 can be seen, which lead the first openings 61 to the top 21 of the substrate 20 or the second openings 62 to the bottom 22 of the substrate 20 have.
  • the vertical distance h between the displacement element 50 and the bottom 32 of the cavity 30 and/or between the displacement element 50 and the ceiling 31 of the cavity 30 is here smaller than 5pm, in particular smaller than 2pm.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of a microfluidic interaction element according to the invention in a sectional view as a top view.
  • a microfluidic interaction element 310 is shown, which in turn differs from the interaction element 10 from FIG. la in the design of the suspension 370.
  • the suspension 370 like the suspension 270 in FIG Displacement element 50 is integrated.
  • the actuator region 80 with the actuator element is arranged directly on the displacement element 50, for example as a piezoelectric layer.
  • An acoustic device 500 is shown, which can be designed, for example, as a loudspeaker and/or microphone.
  • the acoustic device 500 has a plurality of microfluidic interaction elements 10, 110, 210, 310, 410, which are arranged next to one another in a plane.
  • the loudspeaker can generate corresponding sound pressure levels.
  • the interaction elements 10, 110, 210, 310, 410 can differ from each other in their lateral dimension and, for example, form a matrix arrangement.
  • the interaction elements 10, 110, 210, 310, 410 can then be controlled by common or separately designed control lines (not shown in the picture).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) zur Erzeugung und/oder Erfassung eines Volumenstroms eines Fluids, wobei das mikrofluidische Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) ein Substrat (20) mit einem Hohlraum (30) aufweist, wobei der Hohlraum (30) wenigstens ein vertikal angeordnetes, starres Wandelement (40, 440) aufweist, welches mit einer Decke (31) und einem Boden (32) des Hohlraums (30) verbunden ist, und wobei zudem innerhalb des Hohlraums (30) ein bewegliches Verdrängungselement (50) mit vertikalen Flächen (51) derartig angeordnet ist, dass die Bewegungsrichtung (x) des Verdrängungselements (50) im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Wandelements (40, 440) ist, wobei das Verdrängungselement (50) das jeweilige Wandelement (40, 440) mit seinen vertikalen Flächen (51) lateral derartig umschließt, dass durch das Wandelement (40, 440) jeweils ein erster Teilraum (41) und ein zweiter Teilraum (42) innerhalb des Verdrängungselements (50) gebildet ist, wobei das mikrofluidische Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) jeweils einen ersten Durchbruch (61) vom ersten Teilraum (41) zu einer Oberseite (21) des Substrats (20) und einen zweiten Durchbruch (62) vom zweiten Teilraum (42) zu einer Unterseite (22) des Substrats (20) aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine akustische Vorrichtung (500) mit wenigstens einem erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410).

Description

Beschreibung
Mikrofluidisches Interaktionselement zur Erzeugung und/oder Erfassung eines Volumenstroms eines Fluids sowie eine akustische Vorrichtung mit einem solchen mikrofluidischen Interaktionselement
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches Interaktionselement zur Erzeugung und/oder Erfassung eines Volumenstroms eines Fluids, welches insbesondere in einem Lautsprecher und/oder einem Mikrofon zum Einsatz kommen kann.
MEMS-Lautsprecher und -Mikrofone besitzen gegenüber herkömmlichen elektrodynamischen Lautsprechern und Mikrofonen wesentliche Vorteile, z. B. bezüglich geringerer Latenzzeit, geringerem Energieverbrauch, geringerer Baugröße oder auch der prinzipiellen Lötfähigkeit. Auf der anderen Seite weisen sie derzeit noch Defizite im Hinblick auf erreichbare Schallpegel auf. Zur Erreichung hoher Schallpegel muss ein entsprechend großes Luftvolumen verdrängt werden. Das verdrängte Volumen lässt sich entweder durch größere Auslenkungen eines bewegten Verdrängungselements, wie zum Beispiel einer Membran oder eines Biegebalkens, und/oder durch Vergrößerung der Fläche des Verdrängungselements maximieren. Größere Auslenkungen sind für mikromechanische Bauelemente einerseits wegen der fehlenden Belastbarkeit der Materialien/Strukturen und andererseits wegen geringer Krafterzeugungsdichten schwierig zu realisieren. Ungünstig ist zudem, dass zur Aktuierung verwendeten Biegebalken mechanisch nicht sehr robust sind und die leichte Variation ihrer Fertigungstoleranzen dazu führt, dass sie sich nicht phasengleich bewegen, was die erreichbaren Schallpegel mindert.
Vergrößerungen einer horizontalen Fläche des Verdrängungselements sind zwar einfacher realisierbar, jedoch in puncto Bauelementgröße und -kosten kontraproduktiv.
Die genannten Probleme sollen durch die Erfindung gelöst werden. Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches Interaktionselement zur Erzeugung und/oder Erfassung eines Volumenstroms eines Fluids, wobei das mikrofluidische Interaktionselement ein Substrat mit einem Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum wenigstens ein vertikal angeordnetes, starres Wandelement aufweist, welches mit einer Decke und einem Boden des Hohlraums verbunden ist, und wobei zudem innerhalb des Hohlraums ein bewegliches Verdrängungselement mit vertikalen Flächen derartig angeordnet ist, dass die Bewegungsrichtung des Verdrängungselements im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Wandelements ist, wobei das Verdrängungselement das jeweilige Wandelement mit seinen vertikalen Flächen lateral derartig umschließt, dass durch das Wandelement jeweils ein erster Teilraum und ein zweiter Teilraum innerhalb des Verdrängungselements gebildet ist, wobei das mikrofluidische Interaktionselement jeweils einen ersten Durchbruch vom ersten Teilraum zu einer Oberseite des Substrats und einen zweiten Durchbruch vom zweiten Teilraum zu einer Unterseite aufweist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass das mikrofluidische Interaktionselement eine sehr hohe Wandlungseffizienz von elektrischer in akustische Energie ermöglicht, um entsprechend hohe Schalldruckpegel zu erzielen, indem das Verdrängungselement entsprechend von einem Aktorelement in Bewegung versetzt werden kann. Weitere Vorteile sind, dass das Interaktionselement lötfähig ist, da kein Magnet integriert ist, eine geringe Latenzzeit aufgrund seiner geringen Masse besitzt und es zudem sehr klein gebaut werden kann. Hinzu kommt, dass das Interaktionselement sehr robust ist und dass aufgrund der entsprechenden einstückigen Ausgestaltung des Verdrängungselements alle vertikalen Flächen des Verdrängungselements phasengleich bewegt werden können, was höhere Schallpegel erreichbar macht.
Durch die vertikale Ausrichtung der Flächen des Verdrängungselements im Zusammenspiel mit den vertikal angeordneten Wandelementen lässt sich zudem das verdrängte Volumen pro Fläche vergrößern, was wiederum einem erhöhten Schalldruckpegel pro Fläche gleichgesetzt werden kann. Das Mikrofluidische Interaktionselement kann beispielsweise als sogenanntes MEMS-Element ausgestaltet sein. Unter MEMS-Element ist ein mikro-elektro- mechanisches-System zu verstehen, welches insbesondere elektronische sowie mechanische Komponenten auf kleinstem Raum kombiniert bzw. integriert.
Durch eine horizontale Bewegung des Verdrängungselements auf ein starres Wandelement zu wird ein diesseits liegendes Teilvolumen verdichtet, während das jenseits der starren Wand liegende Teilvolumen verdünnt wird, da sich dort das Verdrängungselement von dem Wandelement wegbewegt. Durch eine Fluidöffnung auf einer Substratoberfläche kann hierbei Fluid aus dem verdichteten Teilvolumen in die Umgebung ausströmen, während durch eine weitere Fluidöffnung auf der gegenüberliegenden Substratoberfläche Fluid aus der Umgebung in das verdünnte Teilvolumen nachströmt. Auf diese Weise ergibt sich durch das MEMS-Element ein Nettovolumenfluss des Fluids der Umgebung in eine Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats. Bewegt sich das Verdrängungselement in die entgegengesetzte Richtung, ergibt sich eine umgekehrte Flussrichtung des Fluids. Mit anderen Worten kann mit dem Interaktionselement eine akustische Schallwelle mit positiver und negativer Druckhalbwelle in einem Fluid erzeugt werden.
Je nach Ausgestaltung des Wandelements kann die Haupterstreckungsebene des Wandelements auch leicht schräg gegenüber der Bewegungsrichtung des Verdrängungselements sein.
Unter dem Begriff Fluid werden in der Physik Flüssigkeiten und Gase zusammengefasst. Das Gas kann beispielsweise gewöhnliche Luft sein, welche mittels des Interaktionselements bewegt wird und wodurch entsprechend ein Volumenfluss erzeugt wird. Unter Volumenfluss ist folglich eine Bewegung des Fluids zu verstehen. Dieser Volumenfluss kann bei entsprechender Umsetzung als schwingende Bewegung einen Schalldruckpegel erzeugen, welcher beispielsweise durch das menschliche Gehör wahrnehmbar ist.
Unter Substrat kann beispielsweise ein Silizium-Substrat verstanden werden, welches als Wafer-Substrat genutzt wird. Das Substrat wird entsprechend prozesstechnisch bearbeitet, um das mikrofluidische Interaktionselement daraus herzustellen. So wird eine Ausnehmung in das Substrat prozessiert, welche den Hohlraum mit den entsprechenden Durchbrüchen zwischen Hohlraum und Substrat-Außenseite bildet. Die Ausnehmung definiert wiederum das Interaktionsvolumen des Interaktionselements und wird durch das Substrat von der Umgebung abgegrenzt.
Insbesondere ist es denkbar, dass das Interaktionselement mehrere Wandelemente aufweist, welche vom Verdrängungselement entsprechend umschlossen sind. Die Wandelemente sind flächig ausgebildet, vertikal angeordnet und bilden zusammen mit den vertikalen Flächen des Verdrängungselements jeweils entsprechende erste und zweite Teilräume innerhalb des vom Verdrängungselement umschlossenen Raumes. Hierbei ist das Verdrängungselement bezogen auf die Wandelemente entlang einer horizontalen Bewegungsrichtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Wandelemente ausgerichtet ist, beweglich angeordnet. Durch eine Bewegung des Verdrängungselements lässt sich beispielsweise in den entsprechend ersten Teilräumen ein Unterdrück und gleichzeitig in den zweiten Teilräumen ein Überdruck generieren.
Unter Durchbruch ist eine Öffnung im Substrat zu verstehen, welche jeweils die im Hohlraum gebildeten Teilräume mit der Umgebung des Substrats verbindet.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verdrängungselement über eine insbesondere federnde Aufhängung mit dem Substrat verbunden ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Aufhängung die Beweglichkeit des Verdrängungselements sichergestellt werden kann. Durch die federnde Ausgestaltung kann zudem der Kraftaufwand zum Bewegen des Verdrängungselements verringert werden, da es bei einer Auslenkung eigenständig in die ursprüngliche Position zurückkehrt.
Unter Aufhängung ist ein Bauelement zu verstehen, durch welches das Verdrängungselement am Substrat fixiert ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Aufhängung mit einer Wand des Hohlraums verbunden ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass dies eine einfache und robuste Möglichkeit darstellt, das Verdrängungselement im Hohlraum lateral aufzuhängen. Hierbei ist es denkbar, dass die Aufhängung entweder an den Wänden quer zur Bewegungsrichtung des Verdrängungselements und/oder an den Wänden in Bewegungsrichtung des Verdrängungselements angeordnet ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Aufhängung mit der Decke und dem Boden des Hohlraums verbunden ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass diese Art der Aufhängung einen geringen lateralen Platzbedarf hat, wodurch die Grundfläche des mikrofluidischen Interaktionselements verkleinert bzw. gering gehalten werden kann.
Die Aufhängung ist in diesem Fall säulenförmig ausgestaltet und reicht vom Boden des Hohlraums bis zu dessen Decke.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufhängung lateral vom Verdrängungselement umschlossen ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass eine einfache Möglichkeit darstellt, eine vertikale Aufhängung zu realisieren. Eine solche Aufhängung ist insbesondere besonders robust.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufhängung vertikal in das Verdrängungselement integriert ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass der Platzbedarf für die Aufhängung weiter reduziert werden kann, wodurch das mikrofluidische Interaktionselement selbst kleiner hergestellt werden kann.
Unter integriert ist hierbei zu verstehen, dass die Aufhängung einen Teil des Verdrängungselements darstellt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mikrofluidische Interaktionselement einen Aktorbereich mit einem Aktorelement aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das Verdrängungselement entlang der Bewegungsrichtung anzutreiben, wobei das Aktorelement insbesondere als elektrostatischer Antrieb und/oder als piezoelektrischer Antrieb ausgestaltet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein solches Aktorelement das Verdrängungselement gleichmäßig antreiben kann, wodurch eine phasengleiche Bewegung aller vertikaler Flächen des Verdrängungselements erzielt werden kann, um wiederum die Erzeugung des Schalldruckpegels zu optimieren.
Der elektrostatische Antrieb kann beispielsweise als Kammantrieb oder als NED (Nanoscopic Electrostatic Drive) ausgestaltet sein. Des Weiteren kann ein solches Aktorelement entweder direkt an der Aufhängung angeordnet bzw. in diese integriert sein oder auch als separate Struktur ausgestaltet sein. Bei einem piezoelektrischen Antrieb ist eine Anordnung des Aktorelements unmittelbar an der Aufhängung oder auch am Verdrängungselement selbst sinnvoll, um eine direkte Kraftübertragung von Aktorelement auf die Aufhängung und somit ans Verdrängungselement beziehungsweise direkt an das Verdrängungselement bewirken zu können. Die elektrische Kontaktierung des Aktorelements erfolgt dann beispielsweise mittels einer entsprechenden Strukturierung innerhalb oder auch auf der Aufhängung.
Insbesondere können auch die Wandelemente elektrisch isoliert vom Verdrängungselement ausgestaltet sein, wobei durch Anlegen einer Spannung zwischen Wandelement und Verdrängungselement eine elektrostatische Kraft erzeugt werden kann, da das Wandelement und das Verdrängungselement als Elektroden fungieren und sich entsprechend anziehen oder abstoßen.
Prinzipiell ist es hierbei auch denkbar, dass ein extern angetriebener Volumenstrom des Fluids als externer Schalldruckpegel das Interaktionselement beziehungsweise genauer gesagt das Verdrängungselement in Bewegung versetzt. Dies kann dann mit dem umgekehrten Aktorprinzip durch das Aktorelement als Sensorelement erfasst werden. Somit kann ein Volumenstrom eines Fluids entsprechend auch erfasst werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Durchbruch und/oder der zweite Durchbruch jeweils weniger als 200pm, insbesondere weniger als lOOpm, breit und mehr als lOOpm, insbesondere mehr als 500pm, lang ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein geringer Fluidwiderstand zwischen den Teilräumen und der Umgebung des Interaktionselements vorhanden ist, wodurch ein einfacher Volumenfluss des Fluids möglich ist. Dies ist wichtig für die akustische Leistungsfähigkeit des Interaktionselements und ermöglicht wiederum hohe Schalldruckpegel.
Die Breite ist hierbei in Bewegungsrichtung des Verdrängungselements definiert, wohingegen die Länge horizontal quer zur Bewegungsrichtung des Verdrängungselements definiert ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen Wandelement und Verdrängungselement an beiden Stirnseiten des Wandelements kleiner als 20pm ist, insbesondere kleiner als 10pm.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein hoher Fluidwiderstand zwischen den Teilräumen vorhanden ist, wodurch die Fluidleckage aufgrund der notwendigerweise vorhandenen Spalte zwischen dem Verdrängungselement und dem Wandelement verringert werden kann. Dies ermöglicht einen hohen Schalldruckpegel bei niedrigen Frequenzen.
Der Abstand ist hierbei als lateraler Abstand zwischen Wandelement und Verdrängungselement quer zur Bewegungsrichtung des Verdrängungselements zu verstehen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wandelemente wenigstens an einer Stirnseite wenigstens ein Quersegment senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Wandelements aufweist, insbesondere an beiden Stirnseiten. Vorteilhaft ist hierbei, dass der Fluidwiderstand zwischen den Teilräumen weiter erhöht und somit die Fluidleckage aufgrund der Spalte zwischen Wandelement und Verdrängungselement entsprechend verringert werden kann.
Ein weiter Vorteil besteht darin, dass das wenigstens eine Quersegment als mechanischer Anschlag oder auch zur Dämpfung von Bewegungen des Verdrängungselements in unerwünschte Richtungen beziehungsweise mit unerwünscht großen Bewegungsamplituden dienen kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der vertikale Abstand zwischen dem Verdrängungselement und dem Boden des Hohlraums und/oder zwischen dem Verdrängungselement und der Decke des Hohlraums kleiner als 5pm ist, insbesondere kleiner als 2pm.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein hoher Fluidwiderstand zwischen den Teilräumen vorhanden ist, wodurch die Fluidleckage aufgrund der notwendigerweise vorhandenen Spalte zwischen Hohlraumdecke bzw. -boden und dem Verdrängungselement verringert werden kann. Dies ermöglicht wiederum einen hohen Schalldruckpegel bei niedrigen Frequenzen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wandelement wellenförmig und/oder geknickt ausgestaltet ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Erhöhung des Füllfaktors des Interaktionselements erzielt werden kann, wodurch ein höherer Schalldruckpegel bei gleicher Grundfläche des Interaktionselements bzw. ein gleicher Schalldruckpegel bei kleinerer Grundfläche des Interaktionselements erzielt werden kann.
Als wellenförmig oder geknickt ist ein Wandelement zu verstehen, welches in Draufsicht beispielweise eine ondulierende Form aufweist oder auch mäanderförmig ausgestaltet ist.
Die Erfindung betrifft zudem eine akustische Vorrichtung, insbesondere Lautsprecher und/oder Mikrofon, mit wenigstens einem erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselement. Unter Lautsprecher sind Schallwandler zu verstehen, die aus einem elektrischen Eingangssignal Schall erzeugen. Mikrofone wiederum können Schall in elektrische Ausgangssignale umwandeln. Hierbei ist der Schall durch das jeweilige Interaktionselement erzeugbar oder auch erfassbar. Im Falle mehrerer Interaktionselemente in einem MEMS-Bauelement können sich diese hierbei in ihrer lateralen Dimension voneinander unterscheiden und beispielsweise eine Matrixanordnung bilden. Die Ansteuerung oder auch Auswertung der Interaktionselemente kann dann durch gemeinsame oder auch separat ausgebildete Steuerleitungen erfolgen. Insbesondere erfolgt die Ansteuerung hierbei derartig, dass zur Erzeugung eines optimalen Schalldruckpegels insbesondere eine für alle Interaktionselemente phasengleiche Auslenkung der jeweiligen Verdrängungselemente erzielt werden kann.
Zeichnungen
Fig. la zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht.
Fig. lb zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements nach Fig. la in einer seitlichen Schnittansicht.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht.
Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht.
Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht. Fig. 6 zeigt eine akustische Vorrichtung mit mehreren erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselementen.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Fig. la zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht. Dargestellt ist mikrofluidisches Interaktionselement 10 zur Erzeugung eines Volumenstroms eines bildlich nicht dargestellten Fluids, welches entlang einer Schnittebene B aufgeschnitten und in Draufsicht dargestellt ist. Die genaue Lage der Schnittebene B ist hierbei in Fig. lb ersichtlich.
Das mikrofluidische Interaktionselement 10 weist ein Substrat 20 mit einem Hohlraum 30 auf.
Der Hohlraum 30 weist hierbei drei vertikal angeordnete, starre Wandelemente 40 auf, welche fest mit einer Decke 31 und einem Boden 32 des Hohlraums 30 verbunden sind.
Zudem ist innerhalb des Hohlraums 30 ein bewegliches Verdrängungselement 50 mit vertikalen Flächen 51 derartig angeordnet, dass die Bewegungsrichtung x des Verdrängungselements 50 im Wesentlichen senkrecht zu den Haupterstreckungsebenen der Wandelemente 40 ist.
Das Verdrängungselement 50 umschließt das jeweilige Wandelement 40 mit seinen vertikalen Flächen 51 lateral derartig, dass durch jedes der Wandelemente 40 jeweils ein erster Teilraum 41 und ein zweiter Teilraum 42 innerhalb des Verdrängungselements 50 gebildet ist. Hierbei ist der Abstand d zwischen dem jeweiligen Wandelement 40 und dem Verdrängungselement 50 an beiden Stirnseiten 45 des Wandelements 40 kleiner als 20pm, insbesondere kleiner als 10pm.
Des Weiteren weisen die jeweiligen Wandelemente 40 an beiden Stirnseiten 45 jeweils ein Quersegment senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Wandelements 40 auf.
Des Weiteren weist das mikrofluidische Interaktionselement 10 jeweils einen ersten Durchbruch 61 vom ersten Teilraum 41 zu einer Oberseite 21 des Substrats 20 und einen zweiten Durchbruch 62 vom zweiten Teilraum 42 zu einer Unterseite 22 des Substrats 20 auf, was insbesondere in Fig. lb nochmals deutlicher dargestellt ist. Der erste Durchbruch 61 und/oder der zweite Durchbruch 62 können hierbei jeweils weniger als 200pm, insbesondere weniger als lOOpm, breit und mehr als lOOpm, insbesondere mehr als 500pm, lang sein.
Das Verdrängungselement 50 ist über eine insbesondere federnde Aufhängung 70 mit dem Substrat 20 verbunden. Hierbei ist die Aufhängung 70 mit den Wänden 33 des Hohlraums 30 verbunden, wobei die Aufhängung 70 als Querbalken ausgebildet ist, welcher quer zur Bewegungsrichtung x des Verdrängungselements 50 ausgerichtet und auf zwei Seiten des Verdrängungselements 50 angeordnet und jeweils mittig mit dem Verdrängungselement 50 verbunden ist.
Zudem weist das mikrofluidische Interaktionselement 10 Aktorbereiche 80 mit je einem Aktorelement auf, welche das Verdrängungselement 50 entlang der Bewegungsrichtung x antreiben. Die Aktorelemente können beispielsweise als elektrostatischer Antrieb und/oder als piezoelektrischer Antrieb ausgestaltet sein. Hierbei kann die Anordnung des Aktorelements an der Aufhängung 70 erfolgen.
Wird das Verdrängungselement 50 beispielsweise durch die Aktorelemente nach rechts bewegt, wird das Volumen in den ersten Teilräumen 41 komprimiert und entsprechend das Volumen in den zweiten Teilräumen 42 vergrößert. Durch die ersten Durchbrüche 61 kann hierbei Fluid aus den verdichteten ersten Teilräumen 41 in die Umgebung des Interaktionselements 10 ausströmen, während durch die zweiten Durchbrüche 62 auf der gegenüberliegenden Substratoberfläche Fluid aus der Umgebung in die verdünnten zweiten Teilräume 42 nachströmt. Auf diese Weise ergibt sich ein Nettovolumenfluss des Fluids der Umgebung in eine Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats 20. Bewegt sich das Verdrängungselement 50 in die entgegengesetzte Richtung, ergibt sich eine umgekehrte Flussrichtung des Fluids. Mit anderen Worten kann mit dem Interaktionselement 10 eine akustische Schallwelle mit positiver und negativer Druckhalbwelle in einem Fluid erzeugt werden. Fig. lb zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselement nach Fig. la in einer seitlichen Schnittansicht.
Dargestellt ist wiederum das Interaktionselement 10 aus Fig. la, jedoch diesmal in einem seitlichen Querschnitt, welcher entlang der in Fig. la dargestellten Schnittebene A erfolgt ist.
Hierbei ist wiederum das Substrat 20 mit dem Hohlraum 30 dargestellt, in welchem die starren Wandelemente 40 und das in Bewegungsrichtung x bewegliche Verdrängungselement 50 mit seinen vertikalen Flächen 51 angeordnet sind. Zudem sind die durch die entsprechende Ausgestaltung und Anordnung der Wandelemente 40 und des Verdrängungselements 50 gebildeten ersten Teilräume 41 bzw. zweiten Teilräume 42 zu sehen, welche die ersten Durchbrüche 61 zur Oberseite 21 des Substrats 20 bzw. die zweiten Durchbrüche 62 zur Unterseite 22 des Substrats 20 aufweisen.
Der vertikale Abstand h zwischen dem Verdrängungselement 50 und dem Boden 32 des Hohlraums 30 und/oder zwischen dem Verdrängungselement 50 und der Decke 31 des Hohlraums 30 ist hierbei kleiner als 5pm, insbesondere kleiner als 2pm.
Wird das Verdrängungselement 50 beispielsweise, wie in Fig. la beschrieben, durch das Aktorelement nach rechts bewegt, erzeugt dies einen Volumenstrom des Fluids von unten nach oben bezogen auf das Substrat 20. Bewegt sich das Verdrängungselement 50 in die entgegengesetzte Richtung, ergibt sich eine umgekehrte Flussrichtung des Fluids. Mit anderen Worten kann mit dem Interaktionselement 10 eine akustische Schallwelle mit positiver und negativer Druckhalbwelle in einem Fluid erzeugt werden, was durch die entsprechenden Doppelpfeile verdeutlicht werden soll.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht. Dargestellt ist ein mikrofluidisches Interaktionselement 110, welches sich lediglich in der Ausgestaltung der Aufhängung 170 von dem Interaktionselement 10 aus Fig. la unterscheidet. So weist in diesem Fall die Aufhängung 170 einen Längsbalken auf, welcher mit den Wänden 33 des Hohlraums 30 in
Längsrichtung zur Bewegungsrichtung x des Verdrängungselements 50 verbunden ist.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht. Dargestellt ist ein mikrofluidisches Interaktionselement 210, welches sich wiederum in der Ausgestaltung der Aufhängung 270 von dem Interaktionselement 10 aus Fig. la unterscheidet. Die Aufhängung 270 ist mittig angeordnet und säulenartig ausgestaltet und entsprechend mit der Decke 31 und dem Boden 32 des Hohlraums 30 verbunden, was bildlich nicht ersichtlich ist, und ist zudem lateral vom Verdrängungselement 50 umschlossen. Hierbei ersetzt die Aufhängung 270 anordnungstechnisch quasi das mittlere Wandelement 40 im Vergleich zum Interaktionselement 10 nach Fig. la. Die mittig angeordnete, säulenartige Ausgestaltung der Aufhängung 270 ist über entsprechende Federn, auf welchen der Aktorbereich 80 angeordnet ist, mit dem Verdrängungselement 50 verbunden.
Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht. Dargestellt ist ein mikrofluidisches Interaktionselement 310, welches sich wiederum in der Ausgestaltung der Aufhängung 370 von dem Interaktionselement 10 aus Fig. la unterscheidet. Die Aufhängung 370 ist wie die Aufhängung 270 in Fig. 3 säulenartig ausgestaltet und mit der Decke 31 und dem Boden 32 des Hohlraums 30 verbunden, was bildlich nicht ersichtlich ist, wobei die Aufhängung 370 im Unterschied zur Aufhängung 270 aus Fig. 3 vertikal in das Verdrängungselement 50 integriert ist. Hierbei ist der Aktorbereich 80 mit dem Aktorelement direkt am Verdrängungselement 50, beispielsweise als piezoelektrische Schicht, angeordnet.
Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselements in einer Schnittansicht als Draufsicht. Dargestellt ist ein mikrofluidisches Interaktionselement 410, welches sich in der Ausgestaltung der Wandelemente 440 von dem Interaktionselement 10 aus Fig. la unterscheidet. So ist das Wandelement 440 geknickt ausgestaltet, wodurch auf die gleiche Grundfläche wie bei dem Interaktionselement 10 nach Fig. la vier Wandelemente 440 statt nur drei Wandelemente 40 angeordnet werden können. Die Wandelemente 440 weisen an ihren Stirnseiten 445 wiederum Quersegmente auf, wobei der laterale Abstand d zwischen den Stirnseiten 445 der Wandelemente 440 und dem Verdrängungselement 50 jeweils wiederum kleiner als 20pm ist, insbesondere kleiner als lOpim.
Fig. 6 zeigt eine akustische Vorrichtung mit mehreren erfindungsgemäßen mikrofluidischen Interaktionselementen.
Dargestellt ist eine akustische Vorrichtung 500, welche beispielsweise als Lautsprecher und/oder Mikrofon ausgestaltet sein kann. Die akustische Vorrichtung 500 weist mehrere mikrofluidische Interaktionselemente 10, 110, 210, 310, 410 auf, welche in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Mittels dieser mikrofluidischen Interaktionselemente 10, 110, 210, 310, 410 kann der Lautsprecher entsprechende Schalldruckpegel generieren. Die Interaktionselemente 10, 110, 210, 310, 410 können sich hierbei in ihrer lateralen Dimension voneinander unterscheiden und beispielsweise eine Matrixanordnung bilden. Die Ansteuerung der Interaktionselemente 10, 110, 210, 310, 410 kann dann durch gemeinsame oder auch separat ausgebildete, bildlich nicht dargestellte Steuerleitungen erfolgen.

Claims

Ansprüche
1. Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) zur Erzeugung und/oder Erfassung eines Volumenstroms eines Fluids, wobei das mikrofluidische Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) ein Substrat (20) mit einem Hohlraum (30) aufweist, wobei der Hohlraum (30) wenigstens ein vertikal angeordnetes, starres Wandelement (40, 440) aufweist, welches mit einer Decke (31) und einem Boden (32) des Hohlraums (30) verbunden ist, und wobei zudem innerhalb des Hohlraums (30) ein bewegliches Verdrängungselement (50) mit vertikalen Flächen (51) derartig angeordnet ist, dass die Bewegungsrichtung (x) des Verdrängungselements (50) im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Wandelements (40, 440) ist, wobei das Verdrängungselement (50) das jeweilige Wandelement (40, 440) mit seinen vertikalen Flächen (51) lateral derartig umschließt, dass durch das Wandelement (40, 440) jeweils ein erster Teilraum (41) und ein zweiter Teilraum (42) innerhalb des Verdrängungselements (50) gebildet ist, wobei das mikrofluidische Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) jeweils einen ersten Durchbruch (61) vom ersten Teilraum (41) zu einer Oberseite (21) des Substrats (20) und einen zweiten Durchbruch (62) vom zweiten Teilraum (42) zu einer Unterseite (22) des Substrats (20) aufweist.
2. Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungselement (50) über eine insbesondere federnde Aufhängung (70, 170, 270, 370) mit dem Substrat (20) verbunden ist.
3. Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 410) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (70, 170) mit einer Wand (33) des Hohlraums (30) verbunden ist.
4. Mikrofluidisches Interaktionselement (210, 310, 410) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (270, 370) mit der Decke (31) und dem Boden (32) des Hohlraums (30) verbunden ist. Mikrofluidisches Interaktionselement (210, 410) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (270) lateral vom Verdrängungselement (50) umschlossen ist. Mikrofluidisches Interaktionselement (310, 410) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (370) vertikal in das Verdrängungselement (50) integriert ist. Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das mikrofluidische Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) einen Aktorbereich (80) mit einem Aktorelement aufweist, welches das Verdrängungselement (50) entlang der Bewegungsrichtung (x) antreibt, wobei das Aktorelement insbesondere als elektrostatischer Antrieb und/oder als piezoelektrischer Antrieb ausgestaltet ist. Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchbruch (61) und/oder der zweite Durchbruch (62) jeweils weniger als 200pm, insbesondere weniger als 100pm, breit und mehr als 100pm, insbesondere mehr als 500pm, lang ist. Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) zwischen Wandelement (40, 440) und Verdrängungselement (50) an beiden Stirnseiten (45, 445) des Wandelements (40, 440) kleiner als 20pm ist, insbesondere kleiner als 10pm. Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (40, 440) wenigstens an einer Stirnseite (45, 445) wenigstens ein Quersegment senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Wandelements (40, 440) aufweist, insbesondere an beiden Stirnseiten (45, 445). Mikrofluidisches Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Abstand (h) zwischen dem Verdrängungselement (50) und dem Boden (32) des Hohlraums (30) und/oder zwischen dem Verdrängungselement (50) und der Decke (31) des Hohlraums (30) kleiner als 5pm ist, insbesondere kleiner als 2pm. Mikrofluidisches Interaktionselement (410) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (440) wellenförmig und/oder geknickt ausgestaltet ist. Akustische Vorrichtung (500), insbesondere Lautsprecher und/oder Mikrofon, mit wenigstens einem mikrofluidischen Interaktionselement (10, 110, 210, 310, 410) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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