KR100754576B1 - 마이크로 기계 가공된 보일러 내에서 유체를 제어하기위한 장치 및 방법 - Google Patents

마이크로 기계 가공된 보일러 내에서 유체를 제어하기위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

마이크로 기계가공된 유체 제어장치(micromachined fluid control apparatus)는 하우징 외부표면과 하우징 내부표면을 가지는 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)과 마이크로 기계가공된 보일러(52)를 포함한다. 상기 하우징 내부표면은 내부에 위치된 작동유체(63)를 가지는 내부 공간을 한정한다. 가열기(54)는 하우징 외부표면에 통합된다. 상기 가열기(54)는 미리설정된 방식으로 선택적으로 작동유체(63)를 팽창시키기 위해서 열 전도성 하우징을 통하여 전도되는 열을 선택적으로 발생시킨다. 부하 레지스터(64)는 열 전도성 하우징 안쪽에 배치될 수 있다. 전류는 작동유체(63)의 선택적 팽창을 제어하기 위해서 미리 설정된 방식으로 부하 레지스터(64)를 통하여 이동될 수 있다.

Description

마이크로 기계 가공된 보일러 내에서 유체를 제어하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING FLUID IN A MICROMACHINED BOILER}
본 발명은 일반적으로 밸브(valve)와 펌프(pump)와 같은, 마이크로 기계가공된 유체 제어장치(micromachined fluid control device)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 보일러 챔버, 즉 보일러의 내부공간의 바깥쪽에 위치된 가열기에 의해서 제어된 열 전도성 보일러(thermally conductive boiler)에 관한 것이다.
마이크로 기계가공된 장치(마이크로기계장치 또는 마이크로전자장치로 불리기도 한다)는, 반도체 가공기술을 이용하여 제작되어지는 소형(마이크로 크기의) 기계이다. 마이크로기계는 유체제어장치(예를 들어, 밸브와 펌프), 모터 및 종래의 대형 기계류와 유사한 기어 트레인(gear train)과 같은 다양한 장치를 포함한다. 본 발명에서 사용되어지는 바와 같이, 마이크로기계(micromachine)이라는 용어는 반도체 가공 기술에서 적어도 일부분이상이 신뢰성 있게 구조된 모든 3차원 대상물에 관련된다.
도 1은 종래의 기술에 따라서 제작된 마이크로 기계가공된(micromachined) 밸브(valve, 20)를 도시하고 있다. 상기 밸브(20)는 세 가지 주요 구성성분, 단열기판(heat insulating substrate, 22), 변형막(deformable membrane, 24) 그리고 유체수송기판(fluid routing substrate, 26)을 포함한다. 단열기판(22)은 Pyrex로 형성되어질 수도 있지만, 반면에 변형막은 실리콘으로 형성될 수도 있다. 작동유체(working fluid, 28)는 단열기판(22)과 변형막(24) 사이에 형성된 공간(void) 내에 위치되어진다. 박막 가열기(30)는 단열기판(22) 상에 형성되어진다. 특히, 도 1에서 도시된 바와 같이, 박막 가열기(30)는 밸브(20)의 내부 표면에 부착되어진다. 전기접촉부(electrical contact, 32)와 전기 급수탱크(electrical feedthrough, 34)는 박막 가열기(30)에 전류를 공급하는데 사용되어진다. 비록, 간략하기 위하여 도시되지는 않았지만, 적어도 하나이상의 추가적인 접촉부 및 전기 급수탱크가 사용되기도 한다. 도 1은 밸브(20) 속으로 작동유체(28)를 이송하는데 사용되어질 수도 있는 밀폐캡(seal cap, 36)을 또한 나타낸다.
변형막(deformable membrane, 24)은 대(pedestal, 38) 상에 위치되어지고 밸브 시트(valve seat, 40)를 지탱한다. 상기 밸브시트(40)는 밸브 오프닝(valve opening, 42)에 걸쳐서 놓여진다. 따라서, 도 1의 장치는 일반적으로 밀폐된 밸브를 나타낸다. 즉, 도 1의 밸브는 동력이 가해지지 않을 때 닫혀진다.
도 2는 동력이 제공된 이후에 개방된 상태에 있는 도 1의 밸브를 도시한다. 전류가 박막 가열기(30)에 걸쳐서 제공되어질 때, 작동유체(working fluid, 28)는 가열되어지고 그 후에 팽창되어서, 변형막(24)을 변형시킨다. 결과적으로, 화살표 (44)로 도시된 바와 같이, 유체는 밸브 오프닝(42)을 통과하여 지나간다.
본원발명이 속하는 분야의 당업자들은 도 1과 도 2의 장치들과 관련된 여러 가지 단점들을 인식하고 있다. 첫째로, 종래의 장치는 상대적으로 느린데, 박막 가열기(30)로써 작동유체(28)를 가열하는데 상당히 긴 시간이 걸리기 때문이다. 또한, 종래의 장치는 제작하고 테스트하는데 비교적 많은 비용이 든다. 이러한 비용의 상당한 부분은 박막 가열기(30)와 관련되어진다. 박막 가열기(30)는 내재적으로 제조비용이 비싸다. 밸브의 내부에서 박막 가열기의 위치 때문에 박막 구조물의 테스트는 어렵다. 나아가, 정밀한 온도 및 전류 제어능력을 가진 박막 가열기를 제공하는 것은 상대적으로 비싸다.
전술한 점에 비추어, 개선된 마이크로 기계가공된 유체제어장치를 제공하는 것이 매우 바람직하다. 이러한 장치는 작동유체의 온도를 제어하는데 개선된 속도를 제공한다. 또한, 이러한 장치는 제작하고 테스트하는데 상대적으로 저렴하게 되어야만 한다.
본 발명의 장치는 하우징 외부표면(housing exterior surface)과 하우징 내부표면(housing interior surface)을 가지는 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)을 가진 마이크로 기계가공된 보일러(micormachined boiler)이다. 상기 하우징 내부표면은 내부에 위치된 유체를 가지는 내부 공간을 한정한다. 가열기는 하우징 외부표면에 통합되어진다. 가열기는 미리결정된 방식으로 유체를 선택적으로 팽창시키기 위해서 열 전도성 하우징을 통해서 전도되는 열(heat)을 선택적으로 발생시킨다. 부하 레지스터(load resistor)는 열 전도성 하우징 내부에 배치되어질 수도 있다. 전류는 유체의 선택적인 팽창을 제어하기 위하여 미리 결정된 방식으로 부하 레지스터를 통해서 이동되어질 수도 있다.
본 발명에 따른 방법은 열 전도성 하우징으로 마이크로 기계가공된 보일러 내부에 작동유체를 둘러싸는 단계(step)를 포함한다. 열 전도성 하우징은 마이크로 기계가공된 보일러 내부에서 작동유체의 팽창을 제어하기 위하여 추후 가열되어진다. 마이크로 기계가공된 보일러 내부에서 작동유체의 팽창을 제어하기 위하여 열 전도성 하우징 내부에 위치되어지는 부하 레지스터(load resister)를 통해서 전류는 선택적으로 흐를 수도 있다.
열 전도성 보일러 하우징과 바깥쪽에 위치된 가열기의 결합체(combination)는 보일러 내부에서 작동유체를 신속하게 제어한다. 본 발명에 따른 가열기는 상대적으로 조립하기가 용이하다. 가열기의 위치는 테스트(testing)를 또한 용이하게 한다. 가열기는 저렴한 비용의, 바깥쪽에 장착된 제어기(controller)로서 작동되어질 수도 있다. 대안적으로, 가열기는 보일러 내부에서 일체적으로 형성되어질 수도 있다. 각각의 실시예에서, 보일러 내부공간의 바깥쪽에 있으므로 가열기는 외부가열기이다. 열 전도성 하우징은 가열기와 관련된 모든 열 에너지를 효과적으로 이용한다.
본 발명을 더욱 잘 이해하기 위하여, 첨부된 도면과 관련하여 다음의 설명을 참고해야 한다.
도 1은 밸브 상태를 제어하기 위해서 작동유체의 내부 가열을 이용하는 종래의 밸브를 도시한 모습
도 2는 개방된 상태에서 도 1의 종래기술에 따른 밸브를 도시한 모습
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 기계가공된 유체제어 장치를 도시한 모습
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 기계가공된 유체 제어장치의 확대된 단면도
도 5는 도 4의 장치에 대응되는 전기회로(electrical circuit)를 도시한 모습
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로 기계가공된 유체 제어장치의 확대된 단면도
도 7은 도 6의 장치에 대응되는 전기회로(electrical circuit)를 도시한 모습
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로 기계가공된 유체제어 장치의 확대된 횡단면도
도 9는 도 8의 장치에 대응되는 전기회로를 도시한 모습
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로 기계가공된 유체제어 장치의 확대된 횡단면도
도 11은 도 10의 장치에 대응되는 전기회로를 도시한 모습
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로 기계가공된 유체제어 장치를 도시한 모습
동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 이용하여 도면전체에서 표시되었다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 기계가공된 유체제어 장치(50)를 도시하고 있다. 이러한 장치(50)는 마이크로 기계가공된 보일러(micromachined boiler, 52)를 포함한다. 상기 마이크로 기계가공된 보일러(52)는 내부 공간을 한정하는 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)을 포함한다. 가열기(54)는 마이크로 기계가공된 보일러(52)의 외부에 일체로 되어진다. 가열기(54)는 도 3에서 도시된 바와 같이 마이크로 기계가공된 보일러(52)에 부착된 분리된 장치가 될 수도 있고, 또는 보일러에 통합된 장치가 될 수도 있다. 이러한 실시예들 중 하나에서, 가열기는 보일러에 의해서 한정된 내부공간의 바깥쪽에 있다. 가열기 결합 와이어(heater bond wire, 56)들은 가열기(54)에 부착되어진다.
마이크로 기계가공된 보일러(52)는 유체 밀폐 캡(fluid seal cap, 60)을 가질 수도 있는, 절연기판(insulating substrate, 58) 상에서 배치되어지는 것이 선호된다. 이러한 절연기판은 Pyrex로 형성되어질 수도 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 절연기판은 상기 하우징 내부표면의 내부공간(61)과 연결되어 유체가 흐르는 개구(aperture)를 포함할 수도 있다. 변형막(deformable membrane, 62)은 절연기판에 부착되어진다. 실례로서, 변형막(62)은 실리콘으로 형성되어질 수도 있다. 유체 수송 기판(fluid routing substrate, 65)은 변형막(62)에 부착되어진다. 변형막(62), 유체 수송기판(65) 그리고 절연기판(58)은 종래의 공지된 형태로 될 수도 있다. 본 발명은 마이크로 기계가공된 보일러(52) 및 이와 결합된 가열기(heater, 54)에 관한 것이다. 본 발명이 속한 분야의 당업자들은 개시된 보일러(52)와 결합하여 이용되어질 수 있는 다양한 밸브구조 또는 다른 외부 장치가 이용되어질 수도 있다는 것을 이해한다.
마이크로 기계가공된 보일러(52)는 열 전도성 재료로 형성된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 열 전도성 재료(thermally conductive material)이라는 용어는 적어도 40 W/m K 이상의, 선호적으로는 적어도 80 W/m K 이상의 열 전도성을 가지는 재료를 말한다. 본 발명은 실리콘(silicon) 마이크로 기계가공된 보일러(52)로써 실행되어진다. 즉, 상기 마이크로 기계가공된 보일러(52)의 내부 공간을 한정하는 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)은 실리콘(silicon)으로서 형성되어진다. 이러한 실시예에서, 표준 반도체 가공기술은 보일러 실린더의 개별적인 절반부(halves)를 가공하는데 이용되어진다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 부하 레지스터(load resistor)는 실린더의 개별적인 절반부 안쪽에 형성되어질 수도 있거나, 또는 상기 절반부(halves)들 사이의 접촉면(interface)에서 위치되어질 수도 있다. 부하 레지스터(load resistor)는 끼워진 장치이거나, 박막 장치 등이 될 수 있다. 개별적인 절반부(halves)들은 닫힌 내부공간을 형성하도록 밀폐(seal)되어진다.
외부 가열기(heater, 54)는 저항 가열기를 제공한다. 선호적으로, 외부 가열기(54)는 열 출력이 미리 설정된 온도에 도달했을 때 상기 가열기(heater, 54)로부터 열 출력을 감소시키는 제어회로를 포함한다. 대안적으로, 외부 가열기(54)는 전류가 미리 결정된 값에 도달하였을 때 가열기(54)를 통한 전류의 흐름을 감소시키는 제어회로를 포함한다. 예를 들어, 외부 가열기(54)는 Illinois 주의 Schaumburg에 있는 Motorola 사에 의해서 판매되는 MC7805로써 작동되어진다.
본 발명이 속하는 분야의 당업자들은 도 3의 장치와 관련된 여러 가지 장점들을 이해하게 된다. 첫째로, 마이크로 기계가공된 보일러(boiler, 52)는 열 전도성 재료로 완전히 형성되어진다. 따라서, 가열기(heater, 54)와 관련된 모든 열(heat)을 보일러(52) 내부의 작동유체로 운반한다. 이것은 작동유체의 신속한 가열을 일으킨다. 도 1과 도 2의 장치에서, 박막 가열기(30)는 절연기판(22) 상에 형성되어진다.
도 3에 도시된 장치(50)는 바깥쪽에 놓인 가열기(54)를 사용하기 때문에 장점적이다. 분리된 외부 가열기는 저비용의 기구를 제공한다. 통합된 외부 가열기는 소형이고 효율적인 기구를 제공한다.
본 발명의 작동 및 장점은 도 4를 참고로 하여 충분히 이해되어진다. 도 4는 “정상적인 개방상태”의 실시예에 있는 장치의 확대된 단면도이다. 도면은 보일러 챔버, 즉 보일러 내부공간(61)을 한정하고 있는 보일러(52)를 도시하고 있다. 작동유체(working fluid, 63)는 보일러 내부공간(61) 내에 위치되어진다. 도 4의 실시예에서, 부하 레지스터(64)는 보일러의 벽(wall) 안쪽에 배치되어진다.
전압입력 결합패드(voltage input bond pad, 66)는 절연기판(insulating substrate, 58) 상에 위치되어진다. 전압입력 결합 와이어(voltage input bond wire, 68)는 결합패드(66)로부터 가열기(54)의 상단까지 연장구성된다. 접지 결합 패드(ground bond pad, 70)는 절연기판(58) 상에 배치되어진다. 접지 결합 와이어(72)는 보일러(52)와 가열기(54)에 부착되어진다. 접지면(ground plane, 74)은 보일러(52)의 상부 상에서 형성되어진다. 출력 결합 와이어(output bond wire, 78)는 가열기(54)의 상단으로부터 출력 리드(output lead, 80)로 연장되며, 이는 부하 레지스터(64)와 전기적으로 결합되어진다.
도 5는 도 4의 장치에 대응되는 전기회로(electrical circuit)를 도시한다. 도 5는 가열기(54)에 부착되어지는 전압 입력 결합 와이어(68)를 나타낸다. 가열기로부터 출력 결합 와이어(78)는 다른쪽 단부가 접지하도록 연결되어진 부하 레지스터(64)에 연결되어진다. 상기 가열기(54)는 접지 결합 와이어(72)를 통해서 또한 접지되어진다. 노드(node, 68)로부터 제공된 입력 전압(input voltage)은 가열기(54)에 제공되어져서, 가열기가 작동유체(63)에 전달되어지는 저항열을 발생하도록 한다. 저항열(resistive heat)은 부하 레지스터(64)에 의해서 발생되어진다.
제공된 열(heat)은 작동유체(63)가 팽창하도록 한다. 결과적으로, 변형막(deformable membrane, 62)은 팽창하여 유체 수송기판(65)의 출력포트(output port, 84)를 차단한다. 작동유체(63)의 제어는 밸브의 비례적인 제어를 일으킨다. 당업자들은 본 발명의 보일러(boiler)가 다양한 수의 유체 제어 경로, 밸브 또는 펌프와 함께 사용되어질 수 있다는 것을 이해한다. 도 4의 구조는 실례로서만 제공되어진다.
도 6은 본 발명의 마이크로 기계가공된 보일러의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 6의 장치는 부하 레지스터(load resistor)를 포함하지 않는다. 대신에, 부하 트랜지스터(load transistor, 92)가 제공되어진다. 상기 트랜지스터는 부하 및 2차 가열기로서 사용되어진다. 부하 트랜지스터(92)는 동적 출력부하(dynamic output loading)를 허용한다. 상기 트랜지스터(92)는 마이크로 기계가공된 보일러(90) 상에서 장착되어질 수도 있거나, 보일러(90) 속으로 제작되어질 수 있거나, 또는 떨어져서 장착되어질 수도 있다.
도 6의 마이크로 기계가공된 보일러(90)는 작동유체(63)를 둘러싼다. 상기 보일러(90)는 절연기판(58) 상에서 위치되어진다. 전압 입력 결합 패드(voltage input bond pad, 66)는 절연기판(58) 상에서 위치되어진다. 전압 입력 결합 와이어(68)는 부착 패드(66)로부터 가열기(54)의 상단부까지 연장구성된다. 접지 결합 패드(ground bond pad, 70)는 절연기판(58) 상에서 또한 위치되어진다. 접지 결합 와이어(72)는 접지면(ground plane, 74), 부하 트랜지스터(92) 그리고 가열기(54)로 연장구성된다. 상기 부하 트랜지스터(92)는 제어 입력 결합 와이어(96)를 통해서 제어 입력 패드(94)에 연결되어진다. 출력 결합 와이어(78)는 가열기(54)의 출력 노드(output nod)를 부하 트랜지스터(92)에 연결시킨다.
도 7은 도 6의 장치에 대응되는 전기회로(electrical circuit)를 도시한다. 가열기(heater, 54)의 출력노드(output node)는 부하 트랜지스터(92)에 연결되어진다. 제어 입력 결합 와이어(96)는 트랜지스터의 게이트(gate) 또는 베이스(base)에 부착되어진다. 이러한 실시예에서, 가열기(54)는 트랜지스터(92)처럼 작동유체에 열을 제공한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 마이크로 기계가공된 보일러(100)는 내부 부하 레지스터(64)와 외부에 장착된 트랜지스터(102)를 포함한다. 도 9는 도 8의 장치에 대응되는 장치를 개략적으로 도시한다. 제어 입력 결합 와이어(104)는 트랜지스터(102)의 게이트(gate) 또는 베이스(base)에 부착되어진다. 트랜지스터 출력 리드(transistor output lead, 106)는 부하 레지스터(load resistor, 64)에 전기적으로 연결되어진다. 따라서, 이러한 실시예에서, 트랜지스터(102)는 전력 제어장치로서 사용되어지며, 신속하고 효율적인 가열을 허용한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 마이크로 기계가공된 보일러(120)는 보일러 내부공간 내부에 위치된 한 세트의 열 전달 핀(heat transfer fin, 122)을 포함한다. 상기 열 전달 핀(122)은 장치의 열 전달 특성을 개선시킨다. 분리된 레지스터 입력 리드(resistor input lead, 124)는 이러한 실시예에서 부하 레지스터(64)의 개별적인 제어를 설정하도록 제공되어진다. 도 11은 도 10의 장치에 대응되는 전기선도를 도시하고 있다.
도 12는 가열기(54)가 보일러 하우징(boiler housing)과 일체로 구성된 마이크로 기계가공된 보일러(boiler, 130)를 도시하고 있다. 결합 와이어(bond wire, 132)는 요구되는 전기 연결부를 형성하도록 사용되어진다. 도 12의 장치는 본 발명의 전술한 실시예에 따라서 작동한다.
상기한 상세한 설명은 본 발명을 완전히 이해할 수 있도록 특정한 전문적인 용어를 사용한다. 그러나, 본 발명이 속한 분야의 당업자들은 본 발명을 실시하는데 세부사항에 대한 상세한 설명을 필요로 하지 않는다. 다른 실례에서, 공지된 회로(circuit) 및 장치는 본 발명으로부터 불필요한 혼란을 피하도록 블록선도의 형태로 도시되어 있다. 따라서, 본 발명의 특정한 실시예에 대한 상세한 설명은 예로 든 것에 불과하다. 이러한 것은, 상기에서 설명한 바와 정확히 일치하는 형태로 본 발명을 제한하지는 않는다. 위의 상세한 설명에 따라 다양한 수정 및 변경이 가능하다. 본 발명의 실시예는, 본 발명의 원리와 실시예를 가장 잘 설명하여서 당업자들이 특정 용도에 부합되는 다양한 수정과 더불어 다양한 실시예와 본 발명을 최상으로 이용할 수 있도록 한다. 본 발명의 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 한정되어진다.

Claims (17)

  1. 내부에 작동유체(fluid, 63)가 위치되어지는 내부공간(interior void, 61)을 한정하는 하우징 내부표면(housing interior surface)과 하우징 외부표면(housing exterior surface)을 가지는 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)을 포함하는 마이크로 기계가공된 보일러(micromachined boiler, 52,90,100,120,130)와, 그리고
    유체의 흐름을 제어하도록 미리 설정된 방식으로 상기 작동유체(fluid, 63)를 선택적으로 팽창시키도록 상기 열 전도성 하우징을 통해서 전달되어지는 열(heat)을 선택적으로 발생시키며, 상기 하우징 외부표면 상에 위치되어지는 가열기(54)를 포함하는, 마이크로 기계가공된 유체제어장치(micromachined fluid control apparatus)에 있어서,
    상기 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)은 상기 내부공간(61) 안쪽에 배치된 다수의 열 전달 핀(heat transfer fin, 122)을 포함하고, 상기 열전달핀(122)들이 서로를 향하게 배열되며, 전체의 열전달핀(122)들이 가열되는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열기(54)는 하우징 외부표면 상에서 배치된 분리된 장치인 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)은 실리콘(silicon)으로 형성되어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)은 내부에 배치된 부하 레지스터(load resistor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 가열기(54)는 저항 가열기(resistive heat source)인 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 가열기(54)는 저항 가열기(resistive heat source)이고 부하 레지스터(load resistor, 64)에 전기적으로 연결되어져서, 상기 부하 레지스터(64)가 상기 열 전도성 하우징 내부에서 열을 발생시키도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 가열기(54)는, 가열기(54)가 미리 설정된 온도에 도달하였을 때, 상기 가열기(54)로부터 열 출력(heat output)을 감소시키는 제어 회로(control circuit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 가열기(54)는, 가열기(54) 내의 전류 흐름이 미리 설정된 값에 도달했을 때, 상기 가열기(54)를 통과하는 전류 흐름을 감소시키는 제어 회로(control circuit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 부하 레지스터(load resistor, 64)를 통해서 구동되는 전류를 제어하고, 내부공간(interior void, 61) 내부의 상기 유체에 제공되는 열(heat)을 제어하는 트랜지스터(transistor, 92,102)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  12. 제 1 항에 있어서, 마이크로 기계가공된 보일러(52,90,100,120,130)에 부착되어지고, 상기 하우징 내부표면의 상기 내부공간(61)과 연결되어 유체가 흐르는 개구(aperture)를 포함하는 절연기판(insulating substrate, 58)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 절연기판(insulating substrate, 58)에 부착된 변형막(deformable membrane, 62)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 을 마이크로 기계가공된 유체제어장치
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 변형막(deformable membrane, 62)에 부착된 유체 수송 기판(fluid routing substrate, 65)을 추가적으로 포함하고, 보일러로부터의 상기 유체는 상기 변형막에 대해서 선택적으로 눌러져서 상기 유체 수송 기판(65) 내부에서 제어된 유체 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 마이크로 기계가공된 유체제어장치.
  15. 내부에 작동유체(fluid, 63)가 위치되어지는 내부공간(interior void, 61)을 한정하는 하우징 내부표면(housing interior surface)과 하우징 외부표면(housing exterior surface)을 가지는 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)을 포함하는 마이크로 기계가공된 보일러(micromachined boiler, 52,90,100,120,130) 내에서 작동유체(63)를 수용하고, 그리고,
    상기 마이크로 기계가공된 보일러(micromachined boiler, 52,90,100, 120,130) 내부에서 작동유체의 팽창을 제어하도록 상기 열 전도성 하우징을 가열하는 단계를 포함하는, 유체 흐름을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 열 전도성 하우징(thermally conductive housing)은 상기 내부공간(61) 안쪽에 배치된 다수의 열 전달 핀(heat transfer fin, 122)을 포함하고, 상기 열전달핀(122)들이 서로를 향하게 배열되며, 전체의 열 전달 핀(122)들이 가열되는 것을 특징으로 하는 유체 흐름을 제어하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 마이크로 기계가공된 보일러(micromachined boiler, 52,90,100,120,130) 내부에서 작동유체(63)의 팽창을 제어하도록 상기 열 전도성 하우징 내부에 위치된 부하 레지스터(load resistor, 64)를 통해서 선택적으로 전류를 구동(driving)하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 흐름을 제어하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 구동(driving) 단계는 트랜지스터(transistor, 92,102)의 선택적 제어를 통해서 제어되어지는 것을 특징으로 하는 유체 흐름을 제어하는 방법.
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