KR20210018835A - 제팅 조립체에 사용되는 마이크로-밸브용 전극 구조체 - Google Patents
제팅 조립체에 사용되는 마이크로-밸브용 전극 구조체 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210018835A KR20210018835A KR1020207035810A KR20207035810A KR20210018835A KR 20210018835 A KR20210018835 A KR 20210018835A KR 1020207035810 A KR1020207035810 A KR 1020207035810A KR 20207035810 A KR20207035810 A KR 20207035810A KR 20210018835 A KR20210018835 A KR 20210018835A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- micro
- disposed
- valve
- electrode layer
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 149
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 214
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 70
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 51
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 495
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 37
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 37
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 14
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 11
- 229920001486 SU-8 photoresist Polymers 0.000 description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 7
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 6
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 6
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 4
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 3
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- WKMKTIVRRLOHAJ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);thallium(1+) Chemical compound [O-2].[Tl+].[Tl+] WKMKTIVRRLOHAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003438 thallium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229940106691 bisphenol a Drugs 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000000708 deep reactive-ion etching Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000006903 response to temperature Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14282—Structure of print heads with piezoelectric elements of cantilever type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/1614—Production of print heads with piezoelectric elements of cantilever type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1628—Manufacturing processes etching dry etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1629—Manufacturing processes etching wet etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F16K99/0001—Microvalves
- F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
- F16K99/0005—Lift valves
- F16K99/0007—Lift valves of cantilever type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F16K99/0001—Microvalves
- F16K99/0034—Operating means specially adapted for microvalves
- F16K99/0042—Electric operating means therefor
- F16K99/0048—Electric operating means therefor using piezoelectric means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14491—Electrical connection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/05—Heads having a valve
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/12—Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/18—Electrical connection established using vias
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F16K2099/0082—Microvalves adapted for a particular use
- F16K2099/0092—Inkjet printers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
- H10N30/2041—Beam type
- H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
- H10N30/883—Additional insulation means preventing electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
마이크로-밸브는 오리피스가 포함된 오리피스 플레이트를 포함한다. 마이크로-밸브는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 작동 빔을 추가로 포함한다. 작동 빔은 베이스 층과 베이스 층 상에 배치된 압전 재료 층, 하단 전극 층, 및 상단 전극 층을 또한 포함한다. 작동 빔의 전기 연결부에서, 압전 재료 층은 제1 비아, 제1 비아 내에 배치된 상단 전극 층의 일부, 및 제1 비아의 아래에 배치된 하단 전극의 일부를 포함한다. 작동 빔은, 전기 연결부로부터 연장된 베이스부, 및 베이스부로부터 연장된 캔틸레버부를 포함한다. 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 마이크로-밸브를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 5월 11일자로 출원된 미국 가출원 제62/670,286호에 대한 우선권과 이익을 주장하며, 그 개시 내용은 본원에 전체가 참조로서 포함된다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 마이크로-전자-기계 시스템(MEMS) 기술을 사용하여 제조된 마이크로-밸브의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 산업 마킹 및 코딩에 사용되는 마이크로-밸브를 포함한 제팅 조립체에 관한 것이다.
기존의 인쇄 기술은 몇 가지 단점이 있다. 예를 들어, 연속 잉크젯 프린터는 제거하기 어려운 특정 결함을 갖는다. 잉크 공급부로부터 액적을 생성하는 공정은, 예를 들어 잉크가 원하지 않는 방향으로 (예를 들어, 타겟으로부터 멀리 떨어진 상태로) 떨어지는 것을 초래할 수 있으며, 이는 유지보수 요건으로 이어진다. 또한, 메이크업 유체는 증발의 결과로 시간이 지남에 따라 손실되어 연속적인 보충을 요구한다. 기타 유지보수 비용, 예컨대 성능 저하로 인한 오리피스 플레이트 수리도 또한 요구된다.
일 구현예는 마이크로-밸브에 관한 것이다. 마이크로-밸브는, 오리피스를 포함한 오리피스 플레이트를 포함한다. 마이크로-밸브는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 작동 빔을 추가로 포함한다. 작동 빔은 또한 베이스 층을 포함한다. 압전 재료 층은 베이스 층 상에 배치되고, 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분으로 연장된다. 압전 재료 층은, 이의 전기 연결 부분에서 이를 관통하는 비아를 형성한다. 하단 전극 층은, 이의 전기 연결 부분에서 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치되고, 하단 전극 층의 일부는 비아 아래에 배치된다. 상단 전극 층은, 이의 전기 연결 부분에서 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치되고, 상단 전극 층의 일부는 비아를 통해 배치된다. 작동 빔은, 전기 연결부로부터 제1 단부를 향해 연장되는 베이스부, 및 베이스부로부터 제2 단부를 향해 연장되는 캔틸레버부를 포함한다. 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 마이크로-밸브를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
다른 구현예는 마이크로-밸브에 관한 것이다. 마이크로-밸브는, 오리피스를 포함한 오리피스 플레이트를 포함한다. 마이크로-밸브는, 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 작동 빔을 추가로 포함한다. 작동 빔은 또한 베이스 층을 포함한다. 압전 재료 층은 베이스 층 상에 배치되고, 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분으로 연장된다. 압전 재료 층은, 이의의 전기 연결 부분에서 베이스 층으로 이를 관통하는 비아를 형성한다. 하단 전극 층은, 이의 전기 연결 부분에서 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치되고, 상단 전극 층은, 이의 전기 연결 부분에서 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치된다. 마이크로-밸브는 또한 접합 패드를 포함한다. 접합 패드의 적어도 일부분은 베이스 층 상에 비아를 통해 배치된다. 접합 패드는, 하단 전극 층 또는 상단 전극 층 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 접합 패드 리드를 포함한다. 작동 빔은, 전기 연결부로부터 제1 단부를 향해 연장되는 베이스부, 및 베이스부로부터 제2 단부를 향해 연장되는 캔틸레버부를 포함한다. 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 마이크로-밸브를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
또 다른 구현예는 제팅 조립체에 관한 것이다. 제팅 조립체는, 이를 통해 연장된 복수의 오리피스를 포함하는 오리피스 플레이트를 갖는, 밸브 몸체를 포함한다. 제팅 조립체는 복수의 마이크로-밸브를 추가로 포함한다. 복수의 마이크로-밸브 각각은, 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 작동 빔을 포함한다. 작동 빔은 또한 베이스 층을 포함한다. 압전 재료 층은 베이스 층 상에 배치되고, 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분으로 연장된다. 압전 재료 층은, 이의 전기 연결 부분에서 이를 관통하는 비아를 형성한다. 하단 전극 층은, 이의 전기 연결 부분에서 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치되고, 하단 전극 층의 일부는 비아 아래에 배치된다. 상단 전극 층은, 이의 전기 연결 부분에서 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치되고, 상단 전극 층의 일부는 비아를 통해 배치된다. 작동 빔은, 전기 연결부로부터 제1 단부를 향해 연장되는 베이스부, 및 베이스부로부터 제2 단부를 향해 연장되는 캔틸레버부를 포함한다. 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 마이크로-밸브를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 제팅 조립체는, 복수의 마이크로-밸브 각각에 결합되어 상기 복수의 마이크로-밸브 각각에 대한 유체 저장조를 형성한 유체 매니폴드를 추가로 포함한다.
본 개시는 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이고, 도면 중,
도 1은 예시적인 구현예에 따라, 홀더 내에 배치된 제팅 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 제팅 조립체의 분해도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 제팅 조립체의 개략적인 단면도이다.
도 4a는 도 1에 나타낸 제팅 조립체의 평면도이고, 도 4b는 예시적인 구현예에 따라 도 1의 제팅 조립체에 사용될 수 있는 접착제 구조체의 개략도이다.
도 5a는 예시적인 구현예에 따라, 마이크로-밸브를 포함한 제팅 조립체의 단면도이다.
도 5b는 다른 예시적인 구현예에 따라, 마이크로-밸브를 포함한 제팅 조립체의 단면도이다.
도 6은 도 5a에 나타낸 제팅 조립체의 더욱 상세한 뷰를 제공한 단면도이다.
도 7a는 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 단면도이고, 도 7b는 다른 예시적인 구현예에 따른 도 7a의 작동 빔의 전방 단면도이다.
도 8a는 마이크로-밸브의 작동 빔의 제1 전기 연결부의 단면도이고, 도 8b는 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 제2 전기 연결 부분의 단면도이다.
도 9는 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 단부의 단면도이다.
도 10은 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 단부의 평면도이다.
도 1은 예시적인 구현예에 따라, 홀더 내에 배치된 제팅 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 제팅 조립체의 분해도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 제팅 조립체의 개략적인 단면도이다.
도 4a는 도 1에 나타낸 제팅 조립체의 평면도이고, 도 4b는 예시적인 구현예에 따라 도 1의 제팅 조립체에 사용될 수 있는 접착제 구조체의 개략도이다.
도 5a는 예시적인 구현예에 따라, 마이크로-밸브를 포함한 제팅 조립체의 단면도이다.
도 5b는 다른 예시적인 구현예에 따라, 마이크로-밸브를 포함한 제팅 조립체의 단면도이다.
도 6은 도 5a에 나타낸 제팅 조립체의 더욱 상세한 뷰를 제공한 단면도이다.
도 7a는 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 단면도이고, 도 7b는 다른 예시적인 구현예에 따른 도 7a의 작동 빔의 전방 단면도이다.
도 8a는 마이크로-밸브의 작동 빔의 제1 전기 연결부의 단면도이고, 도 8b는 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 제2 전기 연결 부분의 단면도이다.
도 9는 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 단부의 단면도이다.
도 10은 예시적인 구현예에 따른 마이크로-밸브의 작동 빔의 단부의 평면도이다.
예시적인 구현예를 상세히 예시하는 도면으로 돌아가기 전에, 본 출원은 설명에 개시되거나 도면에 예시된 세부 사항 또는 방법론으로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 용어는 설명의 목적만을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다는 점을 이해해야 한다.
일반적으로 도면을 참조하면, 본원에 기술된 것은 다수의 마이크로-밸브를 포함한 제팅 조립체이다. 본원에 설명된 마이크로-밸브는, 압전 재료 층을 포함한 작동 빔을 사용한다. 작동 빔은, 그 전기 연결 부분에서 회로 기판에 전기적으로 연결된다. 전기 연결부에서, 와이어 접합 패드(또는 접합 패드)는 작동 빔 상에 배치된다. 와이어 접합 패드는, 압전 재료 층에 제공될 전기 신호(예, 전하, 전압, 전류 등)용 경로를 제공하기 위해, 압전 재료 층에 근접하게 배치된 적어도 하나의 전극에 전도성으로 연결된다. 작동 빔은, 전기 연결부로부터 연장된 베이스부와 상기 베이스부로부터 연장된 캔틸레버부를 추가로 포함할 수 있다. 캔틸레버부는, 캔틸레버부가 전기 연결부를 통한 전기 신호의 수신에 응답하여 이동할 공간을 갖도록, 용적 내로 연장될 수 있다. 상기 경로를 통해 제공된 전기 신호에 응답하여, 캔틸레버부는 폐쇄 위치(여기서, 위에 배치된 밀봉 부재는 밸브 시트와 접촉하여 유체 플레넘을 폐쇄함)로부터 개방 위치(여기서, 유체는 유체 플레넘으로부터 빠져 나와 잉크를 타겟 상으로 분배할 수 있음)로 이동할 수 있다.
본원에 기술된 바와 같이, 작동 빔의 다양한 양태는 마이크로-밸브의 성능 및 내구성을 최대화하도록 설계되었다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 작동 빔은, 압전 재료 층의 제1(예, 하단 또는 하부) 측부 상에 배치된 하단 전극 층(본원에서 "제1 전극 층"으로 또한 지칭됨) 및 압전 재료 층의 제2(예, 상단 또는 상부) 측부 상에 배치된 상단 전극 층(본원에서 "제2 전극 층"으로 또한 지칭됨)을 포함한다. 전기 연결부에서, 압전 재료 층 내에 제1 비아가 있을 수 있다. 하단 전극 층의 일부는 압전 재료 층의 제1 측부 상의 제1 비아 아래에 배치될 수 있고, 상단 전극 층의 일부는 제1 비아를 통해 배치될 수 있고, 예를 들어 하단 전극 층의 부분 위에 위치할 수 있다. 유익하게는, 이러한 비아는 전극 층에 의해 형성된 전극 사이의 신호 전달 속도를 증가시키고, 전기 신호에 대한 작동 빔의 응답 신속성을 증가시킨다. 또한, 일부 구현예에서, 제2 비아는 압전 재료 층을 통해, 압전 층이 전기 연결부에 배치된 베이스 층으로 정의될 수 있다. 접합 패드의 적어도 일부분은, 베이스 층 상의 제2 비아를 통해 배치될 수 있고 와이어 접합부를 수용하도록 구성될 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 이러한 구조체는 임의의 전극과 접촉하는 경우(예를 들어, 그 증착 동안) 압전 층의 층을 경화시킬 필요성을 제거한다. 이는, 캔틸레버부가 전기 신호가 없는 상태에서 원하는 기본 위치를 갖도록, 전극의 원하는 인장 상태의 유지를 보장한다. 또한, 접합 패드는 압전 층보다 상당히 더 강성이고 굳건한 표면인 베이스 층 상에 배치되고, 와이어 접합부를 수용하기 위한 접합 패드에 대해 충분히 강한 표면을 제공한다.
다른 양태에서, 작동 빔의 전극은 전극 및 압전 재료 층의 패시베이션을 용이하게 하도록 구성된다. 본원에 기술된 바와 같이, 복수의 마이크로-밸브는 유체 매니폴드 또는 입력 유체 매니폴드에 부착되어 타겟 표면 상에 증착될 유체(예, 잉크)를 보유하기 위한 저장조를 형성할 수 있다. 입력 유체 매니폴드는 유리, 실리카, 실리콘, 세라믹, 플라스틱 등으로 형성될 수 있고, 작동 빔에 부착된 구조체의 아암 사이에 형성된 개구를 안에 갖는 구조체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 아암 중 하나는, 캔틸레버부가 저장조를 형성하는 개구 중 하나로 연장되도록, 작동 빔의 베이스부에 부착된다. 이와 같이, 캔틸레버부는, 유체가 배치된 체적 내로 연장된다. 작동 빔의 전극을 유체로부터 격리시키기 위해, 패시베이션 구조체가 압전 재료 층 상에 배치될 수 있다. 다양한 구현예에서, 하단 전극의 경계선(예, 외부 원주 에지)은 작동 빔의 경계선의 안쪽에 배치된다. 패시베이션 구조체는, 제2 전극을 완전히 덮도록 제2 전극 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 패시베이션 구조체는, 작동 빔의 경계선에서 패시베이션 구조체가 압전 재료 층과 직접 접촉하도록, 제2 전극을 완전히 덮을 수 있다. 유익하게도, 이러한 구조체는 유체로부터 전극 전체를 격리시키며, 이는 임의의 부식이 발생하는 것을 방지하고 마이크로-밸브 구조체의 높은 내구성을 보장한다. 또한, 압전 재료 층은, 상단 전극 층에 근접한 하단 전극 층의 적어도 일부분을 캡슐화하기 위해, 하단 전극 층의 측방향 에지를 넘어 연장되고 중첩될 수 있다. 이는, 임의의 누설 전류가 하단 및 상단 전극 층 사이에서 이동하는 것을 방지하므로, 단락 및 성능 저하를 방지한다.
본원에서 설명하는 바와 같이, 용어 "기본 위치"는, 마이크로-밸브의 작동 빔을 설명하는 데 사용되는 경우에 임의의 제어 신호(예, 전기 전하, 전류 또는 전압)를 작동 빔에 인가하지 않고서 마이크로-밸브의 다양한 다른 구성 요소에 대한 작동 빔의 위치를 설명한다. 즉, 기본 위치는, 작동 빔이 수동 상태에 있을 경우에 작동 빔 (및 그에 부착된 임의의 구성 요소)의 위치이다. 기본 위치가 작동 빔의 개방 위치인 다른 구현예가 고려됨을 이해해야 한다.
도 1을 이제 참조하면, 예시적인 구현예에 따라, 홀더(150) 내에 배치된 제팅 조립체(100)의 사시도가 나타나 있다. 제팅 조립체(100)는, 캐리어(108)에 부착된 밸브 몸체(102)를 포함한다. 홀더(150)는, 제팅 조립체(100)를 수용하도록 조정되고 안에 포함된 개구를 갖는, 실질적으로 원형 형상인 몸체를 포함한다. 홀더(150)의 몸체는, 홀더(150)를 마킹 장치에 부착하는 것을 용이하게 하기 위해, 그 주변 에지로부터 연장된 노치(118)를 포함할 수 있다. 밸브 몸체(102)는 마킹 장치의 구성 요소일 수 있다. 예시적인 구현예에서, 밸브 몸체(102)는, 가압된 잉크 공급부를 포함한 산업용 마킹 장치에 사용된다. 다른 구현예에서, 본원에 기술된 밸브 몸체(102) 또는 임의의 마이크로-밸브는, 유체가 가스(예, 공기, 질소, 산소 등)를 포함하는 공압 응용에서 사용될 수 있다.
본원에서 설명된 바와 같이, 밸브 몸체(102)는 복수의 마이크로-밸브에 부착된 입력 유체 매니폴드를 포함한다. 마이크로-밸브와 입력 유체 매니폴드는, 외부 유체 공급부로부터 수용된 유체를 보유하도록 구성된 유체 저장조를 형성한다. 다른 구현예에서, 밸브 몸체(102)는 복수의 유체 저장조를 형성할 수 있고, 각각의 유체 저장조는 복수의 마이크로-밸브의 적어도 일부에 대응한다. 이러한 구현예에서, 각각의 유체 저장조는 상이한 컬러 잉크(예, 흑색, 녹색, 황색, 시안 등) 또는 상이한 유체로 충전되어, 다색 가능 제팅 조립체 또는 다중 유체 증착 조립체를 제공할 수 있다. 다양한 구현예에서, 마이크로-밸브는, 오리피스 플레이트 내의 오리피스에서 일시적으로 개방된 유체 유출구로, 이에 인가되는 전압에 응답하여 이동(예, 굽힘, 만곡, 비틀림 등)시키도록 구성된 작동 빔을 포함한다. 그 결과, 액적이 유체 유출구로부터 타겟 상으로 방출되어 타겟 상에 원하는 마킹 패턴을 생성한다.
나타낸 바와 같이, 회로 기판(104)은 캐리어(108)의 측부 표면에 부착된다. 회로 기판(104)은 복수의 전기 경로를 포함할 수 있고, 밸브 몸체(102)와 전기 제어기(예, 배선 하니스를 통해) 사이의 연결 지점을 제공할 수 있다. 전기 제어기는 전기 경로를 통해 제어 신호를 공급하여 밸브 몸체(102)에 포함된 다수의 마이크로-밸브의 작동 빔의 작동을 제어할 수 있다. 이러한 마이크로-밸브의 구조 및 기능은 본원에서 더욱 상세히 설명된다. 일부 구현예에서, 회로 기판(104) 자체는, 마이크로-밸브를 작동시키기 위해 제어 신호를 발생시키고 제공하는 마이크로 제어기를 포함한다.
식별 태그(106)는 제팅 조립체(100)에 부착된다. 일부 구현예에서, 식별 태그(106)는, 제팅 조립체(100)에 관한 다양한 형태의 정보(예, 제조 정보, 일련 번호, 밸브 교정 정보, 설정 등)를 저장하도록 구성된 내부 메모리를 포함한다. 예를 들어, 일 구현예에서, 식별 태그(106)는, 외부 장치로부터 소정의 식별자를 수신하는 것에 응답하여, 저장된 정보를 수신 가능한 방식으로 송신하도록 구성된, 무선 주파수 식별(RFID) 태그이다. 이러한 방식으로, 제팅 조립체(100)에 관한 정보는 신속하고 효율적으로 검색될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 예시적인 구현예에 따른 제팅 조립체(100)의 분해도가 나타나 있다. 캐리어(108)는 전방측 표면(110), 후방측 표면(112), 및 측부 표면(124)을 포함한다. 여러 구현예에서, 밸브 몸체(102)는 접착제를 통해 전방측 표면(110)에 부착된다. 후방측 표면(112)은, 그 위에 배치된 커버(116)를 갖는다. 커버(116)는, 밸브 몸체(102)를 통해 타겟 상으로 증착하기 위한 유체(예, 잉크)용 공급 포트를 제공하는 애퍼처(120)를 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 유체(예, 잉크)는 애퍼처(120) 중 제1 애퍼처를 통해(예, 입력 공급 라인 또는 호스를 통해) 밸브 몸체(102)에 공급되고, 밸브 몸체(102)를 통해 순환되고, 애퍼처(120) 중 제2 애퍼처를 통해 밸브 몸체(102)로부터 출력된다. 즉, 유체는 유체 플레넘을 통해 재순환된다. 격벽은 각각의 애퍼처(120) 내에 위치할 수 있고, 제팅 조립체(100)의 유체 밀봉을 유지하면서 유체를 유체 플레넘 내로 연통시킬 수 있도록, 유체 전달 또는 유체 복귀 니들을 관통하여 삽입할 수 있도록 구성될 수 있다. 특정 구현예에서, 격벽은, 애퍼처 중 제1 및 제2 애퍼처의 각각 아래로 연장된 단일 격벽 시트를 포함할 수 있다. 나타내지 않았지만, 일부 구현예에서, 가열 요소(예, 저항 와이어)는 밸브 몸체(102) 또는 캐리어(108)에 근접하게 (예를 들어, 그의 측벽 주위로 또는 이에 결합되어) 위치할 수 있다. 가열 요소는, 유체를 원하는 온도로 유지하도록, 유체 플레넘 내에 포함된 유체(예, 잉크)를 선택적으로 가열하는 데 사용될 수 있다. 또한, 온도 센서(미도시), 예를 들어 열감지 저항기가 캐리어(108) 내에 또한 제공될 수 있어서, 예를 들어 제팅 조립체(100)를 통해 흐르는 유체의 온도를 결정한다.
전방측 표면(110)은 밸브 몸체(102)를 수용하기 위해 조정된 공동을 포함하여, 밸브 몸체(102)가 (예를 들어, 접착제를 통해) 전방측 표면(110)에 단단히 장착되도록 한다. 회로 기판(104)은 측부 표면(124)을 통해 캐리어(108)에 부착된다. 나타낸 바와 같이, 측부 표면(124)은 장착 페그(126)를 포함한다. 다양한 구현예에서, 회로 기판(104)은 장착 페그(126)의 배열에 대응하는 방식으로 배열된 개구를 포함하고, 회로 기판(104)을 캐리어(108)에 정렬시키기 위해 장착 페그(126)를 수용하도록 조정된다.
나타낸 바와 같이, 회로 기판(104)은 그에 부착된 연성 회로(114)를 갖는다. 연성 회로(114)는 회로 기판(104)으로부터 소정의 각도로 연장되고 전방측 표면(110)에 근접한 캐리어(108)에 부착된다. 연성 회로(114)가 전방측 표면(110)의 코너 경계 주위로 연장됨에 따라, 밸브 몸체(102) 및 회로 기판(104)은 서로 수직으로 배열된다. 회로 기판(104)은, 마킹 시스템 제어기로부터 제어 신호를 수신하도록 구성된 전기 연결 부재(예, 핀)를 포함하는 제어기 인터페이스(122)를 또한 포함한다.
본원에서 설명된 바와 같이, 다양한 구현예에서, 연성 회로(114)는 유체 매니폴드와 캐리어(108) 사이에 배치될 수 있거나, 또는 캐리어(108)와 밸브 몸체(102) 사이에 배치된 인터포저일 수 있어서, 밸브 몸체(102)에 포함된 복수의 마이크로-밸브의 전극과 연성 회로(114) 사이의 전기적 연결의 형성을 용이하게 한다. 일부 구현예에서, 연성 회로(114)는, 장착 부재(148)를 통해 전방측 표면(110)에 부착된다. 연성 회로(114)의 개구는 캐리어(108)의 격벽과 정렬되어, 밸브 몸체(102)를 통해 형성된 유체 플레넘에 유체 유입구를 제공한다.
이제 도 3을 참조하면, 예시적인 구현예에 따른 제팅 조립체(100)의 다양한 구성 요소의 개략도가 나타나 있다. 예를 들어, 도 3은 도 1에 나타낸 라인 I-I에서 제팅 조립체(100)의 단면도를 도시할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 밸브 몸체(102)는, 인터포저(170)를 통해 캐리어(108)의 전방측 표면(110)으로부터 연장된다. 인터포저(170)는, 밸브 몸체(102) 내의 다양한 구성 요소의 최대 성능을 보장하기 위한 구조적 지지를 제공한다. 나타내지 않았지만, 일부 구현예에서, 컴플라이언스 층(예, 실리콘 또는 고무 층)은 응력 완화를 제공하기 위해 인터포저(170) 또는 스택 내의 임의의 다른 위치의 상하에 또한 배치될 수 있다.
밸브 몸체(102)는 입력 유체 매니폴드(162), 및 입력 유체 매니폴드(162)에 부착된 복수의 마이크로-밸브(164)를 포함한다. 마이크로-밸브(164) 및 입력 유체 매니폴드(162)는, 가압된 유체 공급부로부터 (예를 들어, 후방측 표면(112)에 부착된 커버(116) 내의 애퍼처(120)를 통해) 수신된 유체(예, 잉크와 메이크업 유체의 조합)용 유체 저장조(166)를 형성한다. 다양한 구현예에서, 유체 공급부는, 캐리어(108)에 결합된 공급 라인을 통해 가압된 유체를 제팅 조립체(100)에 제공하도록 구성된 펌프 및 유체 저장조를 포함한다. 다양한 구현예에서, 유체 공급부는, 하나 이상의 마이크로-밸브(164)가 개방되는 경우에 7 내지 15 PSI로 가압된 유체를 공급한다. 예를 들어, 일 구현예에서, 유체는 대략 10 PSI의 압력을 갖는다. 캐리어(108)는, 가압된 유체를 수용하고 상기 유체를 유체 저장소(166)에 전달하도록 구성된, 내부 공동을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 상기 유체를 밸브 몸체(102) 밖으로 구동시키기 위해, 유체 저장조(166)와 유체 공급부 사이에 압력 차이를 유지할 수 있다.
입력 유체 매니폴드(162)는, 유체 저장조(166)를 형성한 채널을 포함하는 유리 구조체를 포함할 수 있다. 일반적으로, 마이크로-밸브(164)는, 전방측 표면(110)에서 오리피스 플레이트 상의 오리피스에 대해 이격된 관계로 유지되는 작동 빔을 포함한다. 작동 빔은, 제어 신호(예, 회로 기판(104) 상의 제어기 인터페이스(122)를 통해 제공된 전기 전압 파형)를 수신하는 것에 응답하여 편향되도록 구성된 압전 재료의 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 이러한 전기 신호의 인가는 마이크로-밸브(164)를 개방시키고, 이는 액적을 오리피스 플레이트에서 방출시키도록 한다. 액적은 기판(190) 상에 투사 거리(192)를 전진시켜 기판(190) 상에 원하는 패턴을 생성한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 마이크로-밸브(164) 또는 임의의 다른 마이크로-밸브에 의해 분배된 단일 유체 액적의 중량은, 200 나노그램 내지 300 나노그램의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 분배된 단일 액적의 부피는 200 피코리터 내지 300 피코리터의 범위일 수 있다. 마이크로-밸브(164)의 다양한 구성 요소의 구조 및 기능은 본원에서 더욱 상세히 설명된다. 다른 구현예에서, 작동 빔은 (예를 들어, 대략 1 mm의 길이를 갖는) 스테인리스 스틸 작동 빔을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 작동 빔은 베이스 층(예, 베이스 실리콘 스테인리스 스틸 층)의 어느 한 측부 상에 배치된 압전 재료의 두 층을 갖는 이형 빔을 포함할 수 있다. 작동 빔을 해당 압전 층을 향해 구부러지도록, 압전 층 중 어느 하나에 전기 신호(예, 전기 전압)를 인가할 수 있다. 두 개의 압전 층은 동일한 압전 재료 또는 상이한 압전 재료를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 상이한 전기 신호가 압전 층 각각에 인가되어서, 작동 빔을 오리피스를 향해 또는 오리피스로부터 멀리, 소정의 거리로 구부러지거나 만곡시킬 수 있다.
본원에 설명된 구현예는 작동 빔을 일반적으로 압전 재료를 포함하는 것으로서 설명하지만, 다른 구현예에서는 임의의 다른 작동 메커니즘을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 작동 빔은 작동 빔을 이동시키기 위한 용량성 결합을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 작동 빔은 정전성 결합을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 작동 빔은 빔을 이동시키기 위한 자기 결합(예, 전자석에 의해 활성화된 전자기 구조)을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 작동 빔은, 온도 변화에 반응하여 이동하도록 구성된 온도 민감성 바이메탈 스트립을 포함할 수 있다.
인터포저(170)는 일반적으로 밸브 몸체(102)의 다양한 부분에 강성을 추가한다. 예를 들어, 인터포저(170)는, 밸브 몸체(102)의 구성 요소(예, 오리피스 플레이트, 작동 빔 등)보다 더 강성이도록 구성되어 이러한 구성 요소를 서로 부착함으로써 유도된 응력을 상쇄할 수 있다. 예를 들어, 인터포저(170)는, 캐리어(108)를 밸브 몸체(102)에 부착하는 데 사용되는 접착제에 의해 유도되는 응력을 상쇄하도록 밸브 몸체(102)에 부착될 수 있다. 또한, 인터포저(170)는 입력 유체 매니폴드(162)와 마이크로-밸브(164) 사이의 계면에서 응력을 상쇄할 수 있다.
이제 도 4a를 참조하면, 예시적인 구현예에 따른 제팅 조립체(100)의 평면도가 나타나 있다. 도 4a는 도 2에 나타낸 선 II에서 밸브 몸체(102)의 평면도를 나타낸다. 이와 같이, 도 4a는 입력 유체 매니폴드(162)와 오리피스 플레이트 사이의 인터페이스에서의 단면도를 나타낸다. 입력 유체 매니폴드(162)는 제1 개구(172) 및 제2 개구(174)를 포함한다. 제1 개구(172)는, 복수의 마이크로-밸브(164)를 노출시켜 유체 공급부로부터 수용된 유체를 보유하도록 구성된 유체 저장조(166)를 형성한다.
나타낸 예시에서, 복수의 마이크로-밸브(164)는, 단일 행으로 정렬된 복수의 작동 빔(176)을 포함한다. 복수의 작동 빔(176) 각각은 그의 단부에 배치된 밀봉 부재(178)를 갖는다. 일부 구현예에서, 밀봉 부재(178)는 오리피스 플레이트 내의 오리피스에 배치된 밸브 시트와 정렬되고 접촉하여, 임의의 전기 신호가 없는 상태에서 유체 저장조(166)에 포함된 유체가 유체 저장조(166)를 빠져나가는 것을 방지한다. 제팅 조립체(100)는 52개의 마이크로-밸브(164)를 형성하는 52개의 작동 빔(176)을 포함하는 것으로 나타나 있다.
다양한 구현예에서, 복수의 작동 빔(176) 각각은 제1 및 제2 개구(172, 174) 사이의 경계 아래에 배치된 부재로부터 연장된다. 각각의 상기 부재는, 제2 개구(174)를 통해 노출된 전기 연결부를 포함할 수 있다. 접합 패드(180)(본원에서 "전기 접촉 패드(180)"로도 지칭됨)는 전기 연결부의 각각에 배치된다. 와이어 접합부는, 전기 연결부 각각을 전기 접촉 패드(180)를 통해 제어기 인터페이스(122)에 전기적으로 연결시킨다. 이와 같이, 전기 신호는 전기 접촉 패드(180)를 통해 각각의 작동 빔(176)에 의해 수신될 수 있다. 다른 구현예에서, 테이프 자동 접합(TAB)을 사용하여 전기 연결부 각각을 전기 접촉 패드(180)를 통해 제어기 인터페이스(122)에 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제1 및 제2 개구(172, 174) 사이의 경계는, 전기 접촉 패드(180)를, 유체 개구(172)에 의해 형성된 저장조에 포함된 유체로부터 격리시킨다. 또한 이롭게도, 전기 접촉 패드(180)는 입력 유체 매니폴드(162) 아래에 배치된다. 이는, 작동 빔(176) 사이의 전기적 연결이 캐리어(108)의 내부에 배치되고 열화 및 외부 오염으로부터 보호됨을 의미한다.
유체 저장소(166)에 함유된 유체로부터 전기 접촉 패드(180)를 격리시키기 위해, 접착제 구조체(182)가 입력 유체 매니폴드(162) 상에 배치된다. 접착제 구조체(182)는 입력 유체 매니폴드(162)를 오리피스 플레이트에 결합시킨다. 도 4a에 나타낸 바와 같이, 접착제 구조체(182)는 제1 및 제2 개구(172, 174)의 각각의 둘레에 "레이스트랙(racetrack)"을 형성한다. 레이스트랙은 입력 유체 매니폴드(162)와 오리피스 플레이트 사이에 스며드는 유체에 대한 장벽을 제공할 뿐만 아니라, 입자가 입력 유체 매니폴드로 들어가는 것을 방지한다. 레이스트랙 접착제 구조체(182)는 입력 유체 매니폴드(162) 측부 및/또는 오리피스 플레이트 측부에 존재할 수 있다. 예를 들어, 레이스트랙은, 제1 및 제2 개구(172, 174)의 각각의 둘레에 접착제 재료(예, 상표명 SU-8로 판매되는 비스페놀-A 노발락 글리시딜 에테르계 포토레지스트와 같은 네가티브 포토레지스트 또는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 실리콘 고무 등)의 여러 동심축 상의 직사각형 루프로 구성될 수 있다. 접착 재료의 세그먼트는, 스며드는 유체를 수용하기 위한 실(compartment)을 형성하기 위해 직사각형 루프 중 다수의 루프에 걸쳐 절단될 수 있다. 이러한 접착제 구조체(182)는 마이크로-밸브(164)와 전기 접촉 패드(180) 사이의 유체 절연을 용이하게 한다. 다른 구현예에서, 접착제 구조체(182)는 실리콘으로 형성될 수 있고, 용융 접합, 레이저 접합, 접착제, 정지 마찰 등을 통해 입력 유체 매니폴드(162)를 오리피스 플레이트에 접합시키는 데 사용될 수 있다. 접착제 구조체(182)는 입력 유체 매니폴드(162) 및 이에 결합된 밸브 몸체(102) 상에 배치될 수 있거나, 밸브 몸체(102) 및 이에 결합된 입력 유체 매니폴드(162) 상에 배치될 수 있거나, 또는 상기 두 개를 결합하기 전에 입력 유체 매니폴드(162)와 밸브 몸체(102)의 각각 상에 배치될 수 있다.
일부 구현예에서, 접착제 구조체(182)는 벤트될 수 있다. 예를 들어, 도 4b는 접착제 구조체(182b)의 개략도를 나타낸다. 접착제 구조체(182b)는 SU-8, 실리콘 또는 임의의 다른 적합한 재료로 형성될 수 있고, 접착제 구조체가 레이스트랙 형상을 갖도록 복수의 루프(189b)를 포함한다. 입력 유체 매니폴드(162)를 둘러싸는 접착제 구조체(182b)의 복수의 루프(189b) 중 대부분의 내부 루프는 폐쇄 루프를 형성한다. 대조적으로, 대부분의 내부 루프의 반경 방향 바깥 쪽에 위치한 복수의 루프(189b) 중 나머지는, 벤트(183b), 예를 들어 내부에 형성된 슬롯 또는 개구를 포함한다. 벤트(183b)는, 접착제 구조체(182b)의 복수의 루프(189b) 사이에 포획될 수 있는 공기가 벤트(183b)를 통해 빠져나가도록 함으로써, 오리피스 플레이트에 대한 입력 유체 매니폴드(162)의 접합을 용이하게 할 수 있다. 도 4b는 벤트(183b)가 서로 반경 방향으로 정렬되고 각 루프의 모서리에 위치하는 것을 나타내는 반면에, 다른 구현예에서, 하나의 루프의 하나 이상의 벤트(183b)는 인접한 루프에 형성된 벤트로부터 반경 방향으로 오프셋될 수 있다.
도 4b에 나타낸 바와 같이, 접착제 구조체(182b)의 각각의 루프의 모서리는 둥글 수 있다. 또한, 입력 유체 매니폴드(162)의 코너, 인터포저(170), 연성 회로(114) 또는 제팅 조립체(100)에 포함된 임의의 다른 층 또는 구성요소는, 예를 들어 예리한 코너에서 발생할 수 있는 응력 집중을 감소시키기 위해 둥글 수 있다.
도 5a를 이제 참조하면, 예시적인 구현예에 따라, 마이크로-밸브(230)를 포함한 제팅 조립체(200)의 단면도가 나타나 있다. 일부 구현예에서, 제팅 조립체(200)는 도 1, 도 2, 도 3, 및 도 4a 및 도 4b에 관해 설명된 제팅 조립체(100)의 예시적인 구현예이다. 나타낸 바와 같이, 제팅 조립체(200)는 구조 층(222)을 통해 밸브 몸체(298)에 부착된 캐리어(202)를 포함한다. 일부 구현예에서, 캐리어(202)는 구조 층(222)을 포함할 수 있다.
캐리어(202)는 상부(204), 및 상부(204)의 에지로부터 연장된 하우징부(206)를 포함한다. 상부(204)는, 가압 잉크를 제공하는 격벽(208)을 포함한다. 하우징부(206)는 공동을 형성하고, 이 안으로 밸브 몸체(298)가 배치된다. 밸브 몸체(298)는 입력 유체 매니폴드(210) 및 마이크로-밸브(230)를 포함한다. 나타낸 바와 같이, 입력 유체 매니폴드(210) 및 마이크로-밸브(230)는, 격벽(208)을 통해 외부 유체 공급부로부터 수용된 가압 유체의 체적을 보유하도록 구성된 저장조(300)를 형성한다. 다양한 구현예에서, 저장조(300) 내에 보유된 가압 유체는 액체 상태의 잉크와 추가 유체의 조합이다.
캐리어(202)는 플라스틱, 세라믹, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 캐리어(202)는 밸브 몸체(298)에 구조적 지지를 제공함으로써 제팅 조립체(200)의 작동을 용이하게 한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 밸브 몸체(298)의 주변 에지는 하우징부(206)의 내부 표면에 배치된 접착제(302)의 층을 통해 하우징부(206)에 부착된다. 이러한 접착제는, 마이크로-밸브(230)와 입력 유체 매니폴드(210) 사이의 원하는 상대적 위치 설정의 유지를 용이하게 한다.
다양한 구현예에서, 입력 유체 매니폴드(210)는 제팅 조립체(200)의 추가 구성 요소에 부착하기 전에 미리 형성된다. 입력 유체 매니폴드(210)는 임의의 적합한 두께(예, 500 마이크론)를 갖는 (예를 들어, 유리, 실리콘, 실리카 등으로부터 형성된) 몸체(310)에 의해 형성된다. 나타낸 바와 같이, 입력 유체 매니폴드(210)는 제1 아암(330), 제2 아암(332), 및 제3 아암(334)을 포함하도록 미리 형성된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "아암"은, 입력 유체 매니폴드(210)를 설명하기 위해 사용되는 경우에, 입력 유체 매니폴드(210)에 포함된 개구를 분리하는 구조를 설명하는 데 사용된다. 이와 같이, 아암(330, 332, 및 334)은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 아암(330, 332, 및 334)은 실질적으로 평평한 측부 표면을 갖는, 실질적인 직사각형 형상이다. 다른 구현예에서, 측부 표면은 아암(330, 332, 및 334)이 실질적으로 사다리꼴 형상이 되도록 각을 이룰 수 있다. 아암(330, 332, 및 334)은, 임의의 적절한 방법(예, 습식 에칭 또는 깊은 반응성 이온 에칭과 같은 건식 에칭)을 사용하여 구조체(예, 실리콘 또는 유리 구조체)에 개구를 생성함으로써 형성될 수 있다.
나타낸 바와 같이, 제1 채널(212)은 아암(330, 332)을 서로 분리하며, 제2 채널(214)은 아암(332, 334)을 서로 분리한다. 나타낸 구현예에서 제1 및 제2 채널(212 및 214)은 실질적으로 선형이고 서로 평행하지만, 입력 유체 매니폴드(210)는 그 위에 배치될 마이크로-밸브의 배열에 필요한 대로 배열될 수 있다. 제1 채널(212)은 마이크로-밸브(230)의 작동 빔(240)의 캔틸레버부(308)의 길이(312)에 소정의 관계를 갖는 폭(304)을, 예를 들어 약 500 내지 1,000 마이크론 범위로 갖도록 형성된다. 예를 들어, 제1 채널(212)은 임계량만큼 캔틸레버부(308)의 원하는 길이(312)보다 큰 폭(304)을 갖도록 형성될 수 있다. 제2 채널(214)은, 작동 빔(240)과 연성 회로(216) 사이에서 그 사이에 연장된 와이어 접합부(220)를 통해 전기 연결이 형성되기 위한 통로를 제공한다. 유익하게는, 이러한 배열을 사용하면 작동 빔(240)과 연성 회로(216) 사이의 전기 연결부가 내재화된다. 즉, 이러한 구성 요소 사이의 전기적 연결은 캐리어(202)의 외부에 있지 않으며, 따라서 열화에 덜 취약하다. 다양한 구현예에서, 제1 채널(212) 및/또는 제2 채널(214)은 경사진 측벽을 가질 수 있다.
나타낸 바와 같이, 제2 채널(214)은 봉지재(218)로 실질적으로 충진된다. 봉지재(218)는 에폭시형 또는 임의의 다른 적합한 재료를 포함할 수 있다. 봉지재(218)는 와이어 접합부(220), 연성 회로(216), 및 작동 빔(240) 사이에 형성된 전기 연결부를 감싸고, 와이어 접합부(220)를 물리적 손상, 수분 및 부식으로부터 보호하도록 구성된다. 따라서, 봉지재(218)는 연성 회로(216)와 작동 빔(240) 사이의 적절한 전기적 연결의 유지를 보장하여, 작동 빔(240)에 전기 제어 신호를 제공하여 그 움직임으로 하여금 마이크로-밸브(230)를 개폐시키는 것을 용이하게 한다.
제2 아암(332)은, 저장조(300)에 포함된 유체가 전기 연결부에 도달하는 것을 방지하는 장벽으로서 기능한다. 이와 같이, 입력 유체 매니폴드(210)는, 외부 유체 공급부로부터 수용된 가압 유체에 대한 저장조(300)로서, 그리고 제팅 조립체(200) 내에 포함된 임의의 전기 연결부와 가압 유체 사이의 절연 장벽으로서 둘 모두의 부분 역할을 한다. 제1 및 제2 채널(212 및 214)은 임의의 적합한 공정(예, 샌드블라스팅, 물리적 또는 화학적 에칭, 드릴링 등을 통해)을 사용하여 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 입력 유체 매니폴드(210)는, 유리로 구성되기보다는 실리콘, 실리카, 세라믹 또는 임의의 다른 적합한 재료로 구성된다. 일부 구현예에서, 입력 유체 매니폴드(210)는 유리 프릿, 땜납 또는 임의의 다른 적합한 접착제를 통해 마이크로-밸브(230)에 접합될 수 있다.
계속해서 도 5a를 참조하면, 마이크로-밸브(230)는 작동 빔(240)에 부착된 오리피스 플레이트(250)를 포함한다. 오리피스 플레이트(250)는 임의의 적합한 재료, 예를 들어 유리, 스테인리스 스틸, 니켈, 전기도금 금속의 다른 층(예, 스테인리스 스틸)을 갖는 니켈, 폴리이미드(예, 캡톤) 또는 네거티브 포토레지스트(예, SU-8, 폴리메틸메타크릴레이트 등)로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 오리피스 플레이트(250)는, 예를 들어 적어도 15 mm의 오리피스 플레이트(250)의 길이 및 폭에 걸쳐 3 마이크로미터 미만의 분산 계수를 갖는 평탄도를 가질 수 있어서, 오리피스 플레이트(250)는 실질적으로 휨 또는 비틀림이 없다. 또한, 오리피스 플레이트(250)는 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 오리피스 플레이트(250)는 30 마이크론 내지 60 마이크론의 범위(30, 40, 50, 또는 60 마이크론)의 두께를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 오리피스 플레이트(250)는 100 마이크론 내지 400 마이크론의 범위(예, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 또는 400 마이크론)의 두께를 가질 수 있다. 더 두꺼운 오리피스 플레이트(250)는 더 평평한 오리피스 플레이트의 실현을 용이하게 할 수 있다.
오리피스 플레이트(250)는 실질적으로 평면이고, 그 표면 사이에서 연장되는 오리피스(260)를 포함한다. 다양한 구현예에서, 오리피스(260)는 실질적으로 원통형 형상이며, 오리피스 플레이트(250)의 표면에 수직이거나 실질적으로 수직인 중심축을 갖는다. 밸브 시트(270)는 오리피스(260)에 근접한 오리피스 플레이트(250)의 내부 표면(316) 상에 배치된다. 다양한 구현예에서, 밸브 시트(270)는 오리피스(260)를 둘러싸거나 실질적으로 둘러싸는 유연성 재료를 포함한다. 일부 구현예에서, 밸브 시트(270)는 SU-8 포토레지스트와 같은 에폭시 계 접착제로 구성된다. 다른 구현예에서, 밸브 시트는 성형 가능한 중합체, 예를 들어 폴리디메틸실록산 또는 실리콘 고무로부터 형성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 밸브 시트(270)는 실리콘과 같은 비-콤플라이언스 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 콤플라이언스 층, 예를 들어 금 층은 작동 빔(240)에 의해 접촉된 밸브 시트(270)의 표면 상에 배치될 수 있다. 밸브 시트(270)는, 저장조(300) 내에 포함된 가압 유체용 유출구를 생성하기 위해, 오리피스(260)와 실질적으로 정렬된 내부 개구(318)를 무시한다. 특정 구현예에서, 밸브 시트(270)는 배제될 수 있다.
나타낸 바와 같이, 작동 빔(240)은 제1 단부(336)와 제2 단부(338) 사이의 거리로 연장된다. 작동 빔(240)은, 제1 단부(336)에서 제2 채널(214)의 경계까지 연장된 단부(328)를 포함한다. 나타낸 바와 같이, 단부(328)는 제1 아암(330)의 표면을 통해 (예를 들어, 접착제 층을 통해) 입력 유체 매니폴드(210)에 부착된다. 단부(328)는 간격 부재(280) 상에 배치된다. 이와 같이, 단부(328)는 간격 부재(280)와 제1 아암(330) 사이에 끼워진다. 다양한 구현예에서, 단부(328)는 도 7a 및 도 7b에 관해 기술된 층의 각각을 포함하고 이를 통해 연속적으로 연장된다. 그러나, 대안적인 구현예에서, 도 7a 및 도 7b에 관해 기술된 임의의 층은 단부(328) 내에 포함될 수 없거나 임의의 수의 불연속을 포함할 수 있다.
작동 빔(240)은, 단부(328)로부터 연장된 전기 연결부(294)를 추가로 포함한다. 나타낸 바와 같이, 전기 연결부(294)는 제2 채널(214)에 대응하는 영역에서 연장된다. 즉, 전기 연결부(294)는 간격 부재(280)와 채널(214) 사이에 위치한다. 나타낸 바와 같이, 와이어 접합부(220)는 전기 연결부(294)를 통해 작동 빔(240)에 연결된다. 본원에서 설명된 바와 같이, 작동 빔(240)은 전기 연결부(294)에서 그 위에 배치된 접합 패드를 가져서 전기 연결부를 형성한다. 외부 제어기로부터 기원하는 전기 신호는 전기 연결부를 통해, 연성 회로(216) 및 와이어 접합부(220)를 통해 작동 빔(240)으로 이동한다. 본원에 설명된 바와 같이, 전기 신호는 기본 위치로부터 작동 빔(240)의 캔틸레버부(308)의 이동을 초래할 수 있다. 이러한 이동은, 저장조(300)에 포함된 유체가 밸브 몸체(298)로부터 원하는 표면 상으로 배출되도록 오리피스(260)에 형성된 유체 유출구를 개방할 수 있다. 전기 연결부(294)의 다양한 양태는, 전기 신호에 응답하여 마이크로-밸브(230)의 작동을 용이하게 하는 구조가 된다. 이러한 양태는 도 8a 및 도 8b에 대해 더욱 상세히 설명된다.
작동 빔(240)은, 전기 연결부(294)에서 제2 아암(332)의 경계로 연장된 베이스부(306)를 추가로 포함한다. 이와 같이, 입력 유체 매니폴드(210)는, 베이스부(306)와 제2 아암(332) 사이에 배치된 접착제를 통해 작동 빔(240)에 부착된다. 다양한 구현예에서, 도 7a 및 도 7b에 관해 기술된 층의 각각은 베이스부(306)를 통해 연속적으로 연장된다. 대안적인 구현예에서, 도 7a 및 도 7b에 관해 기술된 층 중 하나 이상은 베이스부(306) 내에 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 패시베이션 구조체(406) 및 제2 전극부(404)는 베이스부(306) 내에 존재하지 않는다. 이러한 구현예에서, 작동 빔(240)을 제2 아암(332)에 부착하는 접착제는, 베이스부(306) 내의 압전 재료 층과 직접 접촉한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 도 7a 및 도 7b에 관해 설명된 임의의 층은 베이스부(306) 내에 하나 이상의 불연속(예, 비아)을 포함할 수 있다.
캔틸레버부(308)는 베이스부(306)로부터 저장조(300) 내로 연장된다. 베이스부(306)가 간격 부재(280) 상에 배치되기 때문에, 캔틸레버부(308)는 오리피스 플레이트(250)로부터 공간적으로 분리된다. 따라서, 캔틸레버부(308)가 저장조(300) 내로 연장되기 때문에, 전기 연결부(294)를 통해 전기 신호를 여기에 인가한 결과로서 오리피스 플레이트(250)를 향해 및/또는 이로부터 멀어지게 구부러질 수 있도록, 캔틸레버부(308)의 양 측면 상에 공간이 있다. 간격 부재(280)는 작동 빔의 압착 필름 감쇠를 방지하도록 구성된다.
캔틸레버부(308)는, 캔틸레버부(308)가 저장조(300)의 경계로부터 소정의 거리만큼 연장되도록 길이(312)를 갖는다. 다양한 구현예에서, 소정의 거리는, 캔틸레버부(308)의 일부(292)가 밸브 시트(270) 및 오리피스(260)와 중첩되도록, 구체적으로 선택된다. 밀봉 부재(290)는, 오리피스(260)와 중첩하는 작동 빔(240)의 부분(292)으로부터 연장된다. 일부 구현예에서, 밀봉 부재(290)는 오리피스(260)의 형상에 실질적으로 대응하는 형상을 갖도록 구성된다. 예를 들어, 일 구현예에서 오리피스(260) 및 밀봉 부재(290) 둘 모두는 실질적으로 원통 형상이고, 밀봉 부재(290)는 더 큰 외부 직경을 갖는다. 이러한 구성은, 밀봉 부재(290)와 밸브 시트(270) 사이에 밀봉을 형성시킬 수 있도록, 밀봉 부재(290)가 오리피스(260) 전체를 덮는 것을 용이하게 한다. 다른 구현예에서, 오리피스(260)는 임의의 다른 형상, 예를 들어, 별 형상, 정사각형, 직사각형, 다각형, 타원형 또는 비대칭 형상을 가질 수 있다. 특정 구현예에서, 밸브 시트(270)는 오목부 크기를 정의할 수 있고 밀봉 부재(290)를 수용하도록 형상화될 수 있다. 다양한 구현예에서, 오리피스 플레이트(250), 및 따라서 오리피스(260)는 실리콘 또는 테플론과 같은 비-습윤(예, 소수성) 재료로 형성될 수 있다. 다른 구현예에서, 비-습윤(예, 소수성) 코팅은 오리피스(260)의 내부 벽 상에 배치될 수 있다. 이러한 코팅은, 예를 들어 테플론, 나노입자, 친유성 코팅 또는 임의의 다른 적합한 코팅을 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 간격 부재(280) 및 밀봉 부재(290)는 동일한 재료로 구성되고, 동등하거나 실질적으로 동등한 두께(320 및 322)를 갖는다(예, 실리콘, SU-8, 실리콘 고무, 폴리메틸메타크릴레이트 등). 이러한 구현예에서, 작동 빔(240)이 오리피스 플레이트(250)에 평행하게 연장되는 경우, 간격 부재(280) 및 밀봉 부재(290)의 하부 표면은 서로 정렬된다. 작동 빔(240)이 폐쇄 위치로 배치되는 경우, (본원에서 설명된 바와 같이), 밀봉 부재(290)의 표면은 밸브 시트(270)와 접촉하여 오리피스(260)에 형성된 유체 유출구를 폐쇄한다(예를 들어, 밸브 시트(270)가 존재하지 않는 경우에, 밀봉 부재(290)의 밀봉 표면은 간격 부재(280)의 하부 표면 아래로 대략 2 마이크론 연장되도록 구성될 수 있음). 밸브 시트(270) 및 밀봉 부재(290)는, 작동 빔(240)이 폐쇄 위치에 배치되는 경우에(예, 전기 신호가 와이어 접합부(220)를 통해 작동 빔(240)으로부터 제거되거나 작동 빔에 인가되는 경우에) 밀봉 부재(290)의 충분한 표면적이 밸브 시트(270)와 접촉하여 유체가 저장조(300)로부터 오리피스(260)로 이동하는 것을 방지하도록, 치수화될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(290)는 밸브 시트(270)보다 큰 직경 또는 그렇지 않으면 더 큰 단면을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 컴플라이언스 재료(예, 금 층)는 밸브 시트(270)와 접촉하도록 구성된 밀봉 부재(290)의 표면 상에 배치될 수 있다.
캔틸레버부(308)의 구조의 다양한 양태는, 마이크로-밸브(230)의 내구성을 최대화하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 도 7a 및 도 7b에 관해 기술된 제2 전극부(404)는 실질적으로 전체의 캔틸레버부(308)를 통해 연속적으로 연장된다. 이러한 구조는, 전기 신호가 실질적으로 캔틸레버부의 전체에 인가되어 압전 반응을 최대화할 수 있도록, 캔틸레버부(308) 내의 압전 재료 층과 상단 전극 사이에 최대 중첩을 제공한다. 캔틸레버부(308)가 저장조(300) 내로 연장되기 때문에, 저장조(300) 내에 포함된 유체는 작동 빔(240)과 접촉할 것이다. 저장조(300) 내에 포함된 유체(예, 잉크와 메이크업 유체의 임의의 적절한 조합)는, 작동 빔(240)을 구성한 다양한 재료를 부식시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 작동 빔에 포함된 전극(예, 도 7a 및 도 7b에 관해 기술된 제2 전극부(404)에서의 상단 전극("제2 전극"으로 본원에 지칭됨))은 유체와의 접촉에 반응하여 부식되는 재료(예, 백금)로 구성될 수 있다. 따라서, 마이크로-밸브의 내구성을 보장하기 위해, 전극을 유체로부터 격리시키는 단계가 취해진다. 예를 들어, 도 7a 및 도 7b에 관해 기술된 패시베이션 구조체(406)는, 패시베이션 구조체(406)가 제2 전극을 완전히 덮도록 제2 전극 상에 배치될 수 있다.
이를 가능하게 하기 위해, 작동 빔(240)은 제2 전극의 경계선(예, 외부 원주)이 작동 빔(240)의 경계선의 안쪽에 배치되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 작동 빔(240) 내에 포함된 압전 재료 층은 제2 전극의 바깥 쪽으로 연장될 수 있고, 패시베이션 구조체(406)는, 패시베이션 구조체(406)가 제2 전극을 완전히 덮도록 제2 전극 상에 배치될 수 있다. 즉, 캔틸레버부(308)의 단부(340)는, 작동 빔(240)의 완전한 패시베이션을 용이하게 하기 위해 제2 전극 층을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 구조는 도 7b, 도 9 및 도 10에 관해 상세히 설명되고 있다.
제팅 조립체(200)의 다양한 양태는, 밸브 시트(270)와 밀봉 부재(290) 사이에 적절한 밀봉의 형성을 보장하도록 설계된다. 예를 들어, 입력 유체 매니폴드(210) 상에 배치된 구조 층(222)은, 마이크로-밸브(230)의 구성 요소를 서로에 결합시키고 마이크로-밸브(230)를 하우징부(206)에 결합시키는 접착제를 통해, 위에 유도된 응력으로부터 오리피스 플레이트(250)가 휘어지는 것을 방지한다. 다양한 구현예에서, 구조 층(222)은 이 기능을 수행하기 위해 오리피스 플레이트(250)보다 큰 강성을 갖도록 구성된다. 구조 층(222)은 실리콘 또는 임의의 다른 적합한 재료로 구성될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 구조 층(222)은, 그 주요부로부터 연장된 돌출부(224)를 포함한다. 돌출부(224)는, (예를 들어, 제1 및 제2 채널(212 및 214)의 경계에서) 입력 유체 매니폴드(210)의 상부 표면에 부착된다. 소정의 구현예에서, 돌출부(224)는 생략된다. 예를 들어, 구조 층(222)과 연성 회로(216) 사이에 배치된 접착제를 통해 돌출부(224)에 밀봉부가 형성된다. 돌출부(224)는 입력 유체 매니폴드(210) 위에 간극을 제공한다. 이러한 간극은, 와이어 접합부(220)와 연성 회로(216) 사이의 모든 접촉 지점을 완전히 덮는, 봉지재(218)의 폐기를 용이하게 한다. 일부 구현예에서, 캐리어(202)는, 강성이 캐리어(202)에 의해 제공되도록 구조 층(222)을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 작동 빔(240)은, 폐쇄 위치에 있을 경우에 밸브 시트(270)와 밀봉 부재(290) 사이의 계면에 밀착 밀봉이 형성되도록 구성된다. 작동 빔(240)은, 압전 재료의 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 압전 재료 층은, 납 지르코네이트 티타네이트(PZT) 또는 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 압전 재료 층은, 이에 전기적으로 연결된 전극을 갖는다. 다양한 구현예에서, 와이어 접합부(220)는, 플렉스 회로(216)로부터의 전기 신호가 전극을 통해 압전 재료 층에 제공되도록, 상기 전극에 부착된다. 전기 신호는, 작동 빔(240)을 기본 위치에 대해 이동(예, 굽힘, 회전, 만곡 등)시키도록 한다. 다른 구현예에서, 작동 빔(240)은 (예를 들어, 대략 1 mm의 길이를 갖는) 스테인리스 스틸 작동 빔을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 작동 빔(240)은 베이스 층(예, 베이스 실리콘 층)의 어느 한 측부 상에 배치된 압전 재료의 두 층을 갖는 이형 빔을 포함할 수 있다. 작동 빔을 해당 압전 층을 향해 구부러지도록, 압전 층 중 어느 하나에 전기 신호(예, 전기 전압)를 인가할 수 있다. 두 개의 압전 층은 동일한 압전 재료 또는 상이한 압전 재료를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 상이한 전기 신호가 압전 층 각각에 인가되어서 작동 빔을 소정의 거리로 구부리거나 만곡시킬 수 있다.
나타낸 바와 같이, 와이어 접합부(220)는 그 전기 연결부(294)에서 작동 빔(240)에 부착된다. 전기 연결부(294)는 작동 빔(240) 내의 적어도 하나의 전극에 전도성으로 연결된 접합 패드(예, 금, 백금, 루비듐 등으로 구성됨)를 포함한다. 유익하게는, 전기 연결부(294)는 작동 빔(240)의 캔틸레버부로부터 분리된다. 즉, 전기 연결부(294)는, 입력 유체 매니폴드(210)와 작동 빔(240) 사이의 연결 지점에 형성된 밀봉부를 통해 제팅 조립체(200)에 포함된 유체로부터 분리된다. 일부 구현예에서, 와이어 접합부(220) 및/또는 봉지재(218)는, 오리피스 플레이트(250)에 제공된 개구를 통해 외부로 라우팅될 수 있다.
다양한 구현예에서, 작동 빔(240)은, 폐쇄 위치가 그 기본 위치가 되도록 구성된다. 즉, 작동 빔(240) 내의 다양한 층은, 작동 빔이 저장조 내에 포함된 가압 유체를 통해 공급되는 힘의 결과로서 오리피스(260)를 향해 만곡되도록 구성된다. 작동 빔(240) 내의 튜닝 층은, 오리피스를 향해 작동 빔의 곡률을 야기시키기 위해, 압축 응력 상태에 있도록 구성될 수 있다. 이러한 곡률의 결과로서, 밀봉 부재(290)는, 예를 들어 작동 빔(240)에 인가된 임의의 전기 신호가 없는 상태에서, 밸브 시트(270)와 접촉하여 유체 유출구를 폐쇄한다. 곡률의 정도는, 작동 빔(240)이 기본 위치에 있는 상황에서, 밀봉 부재(290)와 밸브 시트(270) 사이의 계면에서 밀착 밀봉을 형성하도록 구체적으로 선택될 수 있다. 유익하게도, 이러한 기본 밀봉은 제팅 조립체(200)에 포함된 유체의 증발을 방지하며, 이는 막힘 및 다른 결함을 방지한다.
도 5a에 나타낸 바와 같이, 작동 빔(240)은 오리피스 플레이트(250)로부터 멀리 구부러진다. 이러한 굽힘의 달성은, 전기 신호를 연성 회로(216)를 통해 작동 빔(240)에 인가하는 것으로부터 기인한다. 예를 들어, 연성 회로(216)는, 작동 빔(240)으로 중계되는 전기 신호를 공급하는 외부 제어기에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5a에 나타낸 바와 같이, 전기 신호의 인가는 작동 빔(240)을 그의 기본 위치로부터 일시적으로 이동시킨다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 작동 빔(240)은, 밀봉 부재(290)의 밀봉 부재 표면의 일부분이 밸브 시트(270)의 상부 표면으로부터 적어도 10 마이크론이 되도록, 오리피스(260)로부터 상방으로 멀리 이동한다. 일 구현예에서, 밀봉 부재 표면의 중심 부분은, 그의 진동 패턴의 피크에서, 밸브 시트(270)로부터 대략 15 마이크론이다. 그 결과, 밸브 시트(270)와 밀봉 부재(290) 사이에 개구가 일시적으로 형성된다. 개구는, 오리피스 플레이트(250)의 외부 표면에 액적을 형성하기 위해, 오리피스(260)로 들어가는 유체 체적을 위한 경로를 제공한다. 액적은, 기판 상에 증착되어, 제팅 조립체(200)의 마이크로-밸브(230) 각각의 작동 빔(240) 각각에 공급된 제어 신호를 통해, 결정된 패턴을 형성한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 작동 빔(240)이 그의 기본 위치로부터 도 5a에 나타낸 것과 같은 위치로 이동할 때 갖는 주파수는, 구현에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 작동 빔(240)은 대략 12 kHz의 주파수에서 진동한다. 그러나, 작동 빔(240)은 다른 구현에서 더 작은(예, 10 kHz) 또는 더 큰 주파수(예, 20 kHz)에서 진동할 수 있다.
이제 도 5b를 참조하면, 예시적인 구현예에 따라 마이크로-밸브(230b)를 포함한 제팅 조립체(200b)의 단면도가 나타나 있다. 일부 구현예에서, 제팅 조립체(200b)는 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4a 및 도 4b와 관련하여 설명된 제팅 조립체(100)의 예시적인 구현예이다. 나타낸 바와 같이, 제팅 조립체(200b)는, 인터포저(222b)를 통해 밸브 몸체(298b)에 부착된 캐리어(202b)를 포함한다.
캐리어(202b)는 상부(204b), 및 상부(204b)의 에지로부터 연장된 하우징부(206b)를 포함한다. 유체 채널(211b)이 상부(204b)에 제공된다. 격벽(208b)(예, 고무 또는 폼 격벽)은 유체 채널(211b)의 유입구에 위치하고, 필터(213b)는 유체 채널(211b)의 유출구에 위치한다. 격벽(208b)이 캐리어(202b)와 커버(203b) 사이에 위치하고 그 사이에 고정되도록, 커버(203b)(예, 플라스틱 또는 유리 커버)가 캐리어(202b) 상에 위치한다. 개구(209b)는 커버(203b)에 형성될 수 있고 유체 채널(211b)의 유입구에 대응한다. 유체 커넥터(10b)는, 커버(203b) 또는 유체 채널(211b)의 유입구에 결합된다. 유체 커넥터(10b)는, 격벽(208b)을 관통하도록 구성되고 유체 채널(211b) 내에 이를 통해 배치되도록 구성된 삽입 니들(12b)을 포함한다. 유체 커넥터(10b)는, 삽입 니들(12b)을 통해 제팅 조립체(200b)의 입력 유체 매니폴드(210b) 내로 가압 유체(예, 잉크)를 펌핑하도록 구성된다. 또한, 필터(213b)는, 유체가 저장조(300b) 내로 연통되기 전에 유체로부터 입자를 여과하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 삽입 니들(12b)은 비-습윤성 재료(예, Teflon과 같은 소수성 재료)로 형성되거나 코팅될 수 있다. 다른 구현예에서, 삽입 니들(12b)은 가열 요소를 포함할 수 있거나, 전류가 삽입 바늘(12b)에 제공될 수 있어 삽입 바늘(12b)을 가열함으로써 유체가 저장조(300b) 내로 이를 통해 흐르도록 한다. 또 다른 구현예에서, 금속성 니들 또는 임의의 다른 가열 요소는, 그 안에 포함된 유체를 가열하기 위해 입력 유체 매니폴드(210b)에 제공될 수 있다. 유체 채널(211b)을 포함하는 것으로만 나타냈지만, 일부 구현예에서, 캐리어(202b)는 유체가 캐리어(202b) 밖으로 흡인될 수 있게 하기 위한, 즉 유체가 캐리어(202b)를 통해 순환되도록 하기 위한 제2 유체 채널을 형성할 수 있다.
하우징부(206b)는, 밸브 몸체(298b)가 내부에 배치되는 공동 또는 경계를 형성한다. 밸브 몸체(298b)는 입력 유체 매니폴드(210b)와 마이크로-밸브(230b)를 포함한다. 나타낸 바와 같이, 입력 유체 매니폴드(210b)와 마이크로-밸브(230b)는, 격벽(208b)을 통해 외부 유체 공급부로부터 수용된 가압 유체의 체적을 보유하도록 구성된 저장조(300b)를 형성한다. 다양한 구현예에서, 저장조(300b) 내에 보유된 가압 유체는 액체 상태에서 잉크와 추가 유체의 조합이다.
다양한 구현예에서, 입력 유체 매니폴드(210b)는 제팅 조립체(200b)의 추가 구성 요소에 부착되기 전에 미리 형성된다. 유체 매니폴드(210b)는, 임의의 적합한 두께(예, 500 마이크론)를 갖는 유리 몸체(310b)에 의해 형성될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 입력 유체 매니폴드(210b)는 제1 채널(212b) 및 제2 채널(214b)을 포함하도록 미리 형성된다. 제1 채널(212b)은 마이크로-밸브(230b)의 작동 빔(240b)의 캔틸레버부(308b)의 길이(312b)에 소정의 관계를 갖는 폭(304b)을 갖도록 형성된다. 제2 채널(214b)은, 전기적 연결이 작동 빔(240b)과 연성 회로(216b) 사이에서 그 사이에 연장된 와이어 접합부(220b)를 통해 형성되기 위한 통로를 제공한다.
나타낸 바와 같이, 제2 채널(214b)은 봉지재(218b)로 실질적으로 충진된다. 봉지재(218b)는 연성 회로(216b)와 작동 빔(240b) 사이의 적절한 전기적 연결의 유지를 보장하여, 작동 빔(240b)에 전기 제어 신호를 제공하여 그 움직임으로 하여금 마이크로-밸브(230b)를 개폐시키는 것을 용이하게 하고, 본원에서 전술한 바와 같이 와이어 접합부(220b)를 물리적 손상 또는 수분으로부터 보호한다.
제1 및 제2 채널(212b, 214b)을 분리하는 입력 유체 매니폴드(210b)의 부분(314b)은, 저장조(300b)에 포함된 유체가 전기 연결부에 도달하는 것을 방지하는 장벽으로서 기능한다. 이와 같이, 입력 유체 매니폴드(210b)는, 외부 유체 공급부로부터 수용된 가압 유체에 대한 저장조(300b)로서, 그리고 제팅 조립체(200b) 내에 포함된 임의의 전기 연결부와 가압 유체 사이의 절연 장벽으로서 둘 모두의 부분 역할을 한다.
마이크로-밸브(230b)는 작동 빔(240b)에 부착된 오리피스 플레이트(250b)를 포함한다. 오리피스 플레이트(250b)는 실질적으로 평면이고, 그 표면 사이에서 연장된 오리피스(260b)를 포함한다. 밸브 시트(270b)는 오리피스(260b)에 근접한 오리피스 플레이트(250b)의 내부 표면(316b) 상에 배치된다. 밸브 시트(270b)는, 저장조(300b) 내에 포함된 가압 유체용 유출구를 생성하기 위해, 오리피스(260b)와 실질적으로 정렬된 내부 개구(318b)를 무시한다. 특정 구현예에서, 밸브 시트(270b)는 배제될 수 있다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 오리피스 플레이트(250b) 또는 임의의 다른 오리피스 플레이트가 또한 접지될 수 있다. 예를 들어, 전기 접지 커넥터(295b)(예, 금 접합 패드와 같은 접합 패드)가 오리피스 플레이트(250b) 상에 제공될 수 있고, 오리피스 플레이트(250b)를 (예를 들어, 시스템 접지에 대한 전기 결합을 통해) 전기적으로 접지시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
작동 빔(240b)은 베이스부(306b) 및 캔틸레버부(308b)를 포함한다. 베이스부(306b)는 제1 및 제2 채널(212b, 214b)을 분리하는 입력 유체 매니폴드(210b)의 부분(314b) 아래에서 연장된다. 나타낸 바와 같이, 베이스부(306)는, 제2 채널(214b)과 중첩되는 영역에 전기 연결부(294b)를 포함한다. 전기 연결부(294b)는 전극을 포함하고, 이를 통해 전기 연결부가 와이어 접합부(220b)를 통해 연성 회로(216b)와 함께 형성된다. 캔틸레버부(308b)는 입력 유체 매니폴드(210b)의 부분(314b)로부터 저장조(300b) 내로 연장된다. 나타낸 바와 같이, 캔틸레버부(308b)는 간격 부재(280b) 상에 배치되고, 그 결과 오리피스 플레이트(250b)로부터 공간적으로 분리된다.
캔틸레버부(308b)는, 캔틸레버부가 저장조(300b)의 경계로부터 소정의 거리만큼 연장되도록 길이(312b)를 갖는다. 다양한 구현예에서, 소정의 거리는, 캔틸레버부(308b)의 일부(292b)가 밸브 시트(270b) 및 오리피스(260b)와 중첩되도록, 구체적으로 선택된다. 밀봉 부재(290b)는, 오리피스(260b)와 중첩하는 작동 빔(240b)의 부분(292b)으로부터 연장된다. 일부 구현예에서, 밀봉 부재(290b)는 오리피스(260b)의 형상에 실질적으로 대응하는 형상을 갖도록 구성된다.
플렉스 회로(216b)는 입력 유체 매니폴드(210b)의 유리 몸체(310b) 및 부분(314b) 상에 위치하고, 제1 접착제 층(예, SU-8, 실리콘 고무, 접착제, 에폭시 등)을 통해 이에 결합된다. 인터포저(222b)는 캐리어(202b)의 상부 부분(204b)과 입력 유체 매니폴드(210b) 사이에 위치하여 상부 부분(204b)과 입력 유체 매니폴드(210b) 사이에 갭을 생성한다. 이는, 봉지재(218b)를 배치하기 위한 충분한 공간을 허용하고 입력 유체 매니폴드(210b)의 체적을 증가시킨다. 도 5b에 나타낸 바와 같이, 인터포저(222b)는 제2 접착제 층(223b)(예, SU-8, 실리콘, 또는 임의의 다른 접착제)을 통해 연성 회로(216b)의 일부 상에 위치하고 이에 결합된다. 또한, 인터포저(222b)는 제3 접착제 층(225b)(예, SU-8, 실리콘, 또는 임의의 다른 접착제)을 통해 마이크로-밸브(230b)에 근접한 캐리어(202b)의 상부 부분(204b)의 측벽에 결합된다.
인터포저(222b)는, 마이크로-밸브(230b)의 구성 요소를 서로 결합하고 마이크로-밸브(230b)를 하우징부(206b)에 결합하는 접착제를 통해, 위에 유도된 스트레스에 기인한 오리피스 플레이트(250b)의 휨을 방지하기 위해, 강성인 재료(예, 플라스틱, 실리콘, 유리, 세라믹 등)로 형성되고 입력 유체 매니폴드(210b) 상에 배치될 수 있다. 다양한 구현예에서, 인터포저(222b)는 이 기능을 수행하기 위해 오리피스 플레이트(250b)보다 큰 강성을 갖도록 구성된다.
다른 양태에서, 작동 빔(240b)은, 폐쇄 위치에 있을 경우에 밸브 시트(270b)와 밀봉 부재(290b) 사이의 계면에 밀착 밀봉이 형성되도록 구성된다. 작동 빔(240b)은 적어도 하나의 압전 재료 층(예, 납 지르코네이트 티타네이트(PZT) 또는 임의의 적합한 재료)을 포함할 수 있다. 압전 재료 층은, 이에 전기적으로 연결된 전극을 가지며, 와이어 접합부(220b)는, 연성 회로(216b)로부터의 전기 신호가 전극을 통해 압전 재료 층에 제공되도록 상기 전극에 부착된다. 전기 신호는, 작동 빔(240b)을 기본 위치에 대해 이동(예, 굽힘, 회전 등)시키도록 한다.
나타낸 바와 같이, 와이어 접합부(220b)는 그 전기 연결부(294b)에서 작동 빔(240b)에 부착되며, 이는 도 5a의 제팅 조립체(200)에 대해 설명된 와이어 접합부(220)와 실질적으로 유사하다. 다양한 구현예에서, 도 5a의 작동빔(240)에 대해 상세히 설명된 바와 같이 폐쇄 위치가 기본 위치가 되도록 작동 빔(240b)을 구성한다.
도 5b에 나타낸 바와 같이, 작동 빔(240b)은 오리피스 플레이트(250b)로부터 멀리 구부러진다. 이러한 굽힘의 달성은, 전기 신호를 연성 회로(216b)를 통해 작동 빔(240b)에 인가하는 것으로부터 기인한다. 예를 들어, 연성 회로(216b)는 캐리어(202b)의 측벽을 따라 작동 빔(240b)의 길이 방향 축에 수직으로 연장된 회로 기판(215b)(예, 인쇄 회로 기판)에 전기적으로 연결될 수 있다. 식별 태그(217b)(예, 식별 태그(106))는 회로 기판(215b)과 캐리어(202b)의 측벽 사이에 위치할 수 있다. 전기 커넥터(219b)는 회로 기판(215b)에 전기적으로 결합되고, 회로 기판(215b)을 통해 작동 빔(240b)에 중계되는 전기 신호를 공급하는 외부 제어기에 연성 회로(216b)를 전기적으로 연결하도록 구성된다.
도 5b에 나타낸 바와 같이, 전기 신호의 인가는 작동 빔(240b)을 그의 기본 위치로부터 일시적으로 이동시킨다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 작동 빔(240b)은, 밀봉 부재(290b)의 밀봉 표면의 일부분이 밸브 시트(270b)의 상부 표면으로부터 적어도 10 마이크론이 되도록, 오리피스(260b)로부터 상방으로 멀리 이동하며, 도 5a의 작동 빔(240)에 관해 상세히 설명된다.
이제 도 6을 참조하면, 예시적인 구현예에 따라 도 5a와 도 5b에 관해 설명한 바와 같이 제팅 조립체(200)의 다양한 구성 요소를 보다 상세하게 나타내고 있다. 나타낸 바와 같이, 작동 빔(240)은 작동부(242), 튜닝 층(244), 및 비활성 층(246)을 포함한다. 비활성 층(246)은 튜닝 층(244) 및 작동부(242)를 위한 베이스로서 역할을 한다. 작동부(242) 및 튜닝 층(244)의 구조는 도 7에 관해 보다 상세히 설명된다. 일부 구현예에서, 비활성 층(246)은 실리콘 또는 다른 적절한 재료로 구성된다. 일부 구현예에서, 비활성 층(246), 간격 부재(280), 및 밀봉 부재(290)는 모두 동일한 재료로 구성된다(예, 실리콘 웨이퍼로부터 모놀리식 형성됨). 예시적인 구현예에서, 비활성 층(246), 간격 부재(280), 및 밀봉 부재(290)는 이중 실리콘-온-절연체(SOI) 웨이퍼로 형성된다. SOI 웨이퍼는 제1 실리콘 디옥사이드 층과 제2 실리콘 디옥사이드 층 사이에 위치한 제1 실리콘 층, 제2 디옥사이드 층과 제3 실리콘 디옥사이드 층 사이에 위치한 제2 실리콘 층, 및 제3 실리콘 디옥사이드 층 아래에 위치한 베이스 층을 포함할 수 있다.
간격 부재(280)는 두 개의 주변 층 사이에 개재된 중간 층을 포함하는 것으로 나타나 있다. 예시적인 구현예에서, 중간 층 및 비활성 층(246)은 이중 SOI 웨이퍼의 두 개의 실리콘 층을 포함하며, 주변 층은 실리콘 산화물 층을 포함한 중간 층의 어느 한 측면 상에 배치된다. 이 예시에서, 밀봉 부재(290) 및 간격 부재(280)는, 작동부(242)에 대향하는 이중 SOI 웨이퍼의 표면을 에칭함으로써 형성된다. 옥사이드 층은 에칭 공정을 한 번 제어하거나 정지시키는 역할을 하며, 예를 들어 간격 부재(280)를 형성하는 중간 층의 전체가, 간격 부재(280)와 밀봉 부재(290)를 분리하는 영역에서 제거된다. 이러한 공정은, 간격 및 밀봉 부재(280 및 290)의 폭 및 두께 둘 모두에 대해 정밀한 제어를 제공한다.
인정되는 바와 같이, 밀봉 부재(290)의 크기는 작동 빔(240)의 공명 주파수에 기여할 수 있다. 작동 빔(240)의 단부에 또는 근처에 배치되는 더 많은 양의 재료는, 일반적으로 작동 빔의 더 낮은 공명 주파수를 초래한다. 또한, 이렇게 더 많은 양의 재료는, 가압 유체 접촉 작동 빔(240)으로부터 유도된 작동 빔(240)의 기본 곡률에 영향을 미칠 것이다. 따라서, 밀봉 부재(290)의 원하는 크기는 작동 빔(240)의 다양한 다른 설계 선택에 영향을 미친다. 이러한 설계 선택은 도 7a에 관해 보다 상세히 설명된다. 일부 구현예에서, 밀봉 부재(290)는 오리피스(260)의 치수에 기초하여 크기를 갖는다. 일부 구현예에서, 밀봉 부재(290)는 실질적으로 원통형이고 오리피스(260) 직경의 약 1.5배를 갖는다. 예를 들어, 일 구현예에서, 밀봉 부재(290)는, 오리피스(260)가 대략 60 마이크론의 직경을 갖는 경우에 대략 90 마이크론의 직경을 갖는다. 이러한 구성은, 밀봉 부재(290)와 오리피스(260) 사이의 정렬을 용이하게 하여 밀봉 부재(290)가 밸브 시트(270)와 접촉할 시 오리피스(260)를 완전히 덮도록 한다. 다른 구현예에서, 밀봉 부재(290)는, 오리피스(260)의 표면적을 대략 두 배로 갖는 표면적을 갖도록 크기가 정해진다(예, 간격 부재(280)는 대략 150 마이크론의 직경을 가질 수 있고, 오리피스(260)는 대략 75 마이크론의 직경을 가질 수 있음). 이러한 구현예는, 밀봉 부재(290)와 오리피스(260)를 정렬하여 밸브 시트(270)와 밀봉 부재(290) 사이에 밀봉을 생성하는 것을 용이하게 하도록, 더 큰 공차를 제공한다. 다른 구현예에서, 밀봉 부재(290)의 직경은 오리피스(260)의 직경에 2배, 2.5배, 3배, 3.5배 또는 4배일 수 있다. 다양한 구현예에서, 오리피스(260)의 길이 대 직경의 비는 1:1 내지 15:1의 범위일 수 있다. 상기 비율은 오리피스를 통해 배출된 유체 액적의 형상, 크기 및/또는 부피에 영향을 미칠 수 있고, 특정 응용예에 기초하여 가변할 수 있다.
유익하게는, 간격 부재(280)와 밀봉 부재(290) 사이의 비아(324)는 작동 빔(240)과 오리피스 플레이트(250) 사이에 분리체적(326)을 생성한다. 분리 체적(326)은 작동 빔(240)의 진동의 압착 필름 감쇠를 방지한다. 즉, 오리피스 플레이트(250)와 작동 빔(240) 사이의 불충분한 분리는, 작동 빔(240)이 오리피스(260)를 개폐할 시 분리 체적(326)으로 진입하고/진입하거나 빠져나가야 하는 유체로부터 발생하는 끌림을 초래할 것이다. 간격 부재(280)를 통해 생성된 더 큰 분리 체적을 갖는 것은, 이러한 끌림을 감소시키고, 따라서 더 빠른 주파수에서 진동하는 작동 빔(240)을 용이하게 한다.
도 6을 계속 참조하면, 오리피스 플레이트(250)는 베이스 층(252) 및 중간 층(254)을 포함한다. 예를 들어, 일 구현예에서, 베이스 층(252)은 실리콘 층을 포함하고, 중간 층(254)은 실리콘 옥사이드 층을 포함한다. 나타낸 구현예에서, 오리피스(260)에 근접한 중간 층(254)의 일부가 제거되고, 밸브 시트(270)의 제1 부분이 베이스 층(252) 상에 직접 배치되고, 밸브 시트(270)의 제2 부분이 중간 층(254) 상에 배치된다. 대안적인 구현예에서, 중간 층(254)은 오리피스(260)의 경계까지 완전히 연장되고 밸브 시트(270)는 중간 층(254) 상에 배치됨을 이해해야 한다. 또 다른 구현예에서, 중간 층(254)의 제거된 부분은, 밸브 시트(270)가 전체적으로 베이스 층(252) 상에 배치되도록, 밸브 시트(270)의 단면과 같거나 더 큰 단면을 가질 수 있다.
간격 부재(280)와 밸브 시트(270) 사이의 공간 관계의 임계성으로 인해, 간격 부재(280)의 오리피스 플레이트(250)로의 부착은, 작동 빔(240)과 오리피스 플레이트(250) 사이의 결과적인 거리에 대해 정밀한 제어를 허용하는 방식으로 수행될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 접착제 층(256)은 간격 부재(280)를 오리피스 플레이트(250)에 부착하기 위해 사용된다. 다양한 구현예에서, 간격 부재(280)와 그 위의 작동 빔(240)의 조합을 배치하기 전에, 정확한 양의 에폭시계 접착제(예, SU-8, 폴리메틸메타크릴레이트, 실리콘 등)가 중간 층(254)에 도포된다. 이어서, 접착제를 경화시켜, 정밀하게 제어된 두께를 갖는 접착제 층(256)을 형성한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 간격 부재(280)의 가장 낮은 표면은 밸브 시트(270)의 상부 표면과 실질적으로 정렬된다. 이러한 표면 사이의 임의의 원하는 관계를 얻어서 밀봉 부재(290)와 밸브 시트(270) 사이의 관계를 생성할 수 있고, 이는 작동 빔(240)이 기본 위치에 있을 경우에 적절한 밀봉을 생성한다. 다양한 구현예에서, 접착제 층(256) 및 밸브 시트(270)는 단일 포토리소그래피 공정으로 동일한 재료(예, SU-8)로부터 형성될 수 있다.
다양한 구현예에서, 일단 작동 빔(240) 및 오리피스 플레이트(250)가 접착제 층(256)을 통해 (예를 들어, 마이크로-밸브(230)를 형성하기 위해) 서로 부착되면, 추가적인 접착제 층(248)이 작동 빔(240)의 주변부에 도포된다. 추가적인 접착제 층(248)은 입력 유체 매니폴드(210)를 작동 빔(240)에 부착하는 데 사용된다. 구조 층(222)(또는 인터포저(222b))은, 입력 유체 매니폴드(210) 상에 위치할 수 있고, 제2 접착제 층(225)을 통해 이에 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 추가적인 접착제 층(248) 및 제2 접착제 층(225)은 접착제 층(256)과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
도 6에 관해 나타낸 예시에서, 마이크로-밸브(230)는, 작동 빔(240)에 근접한 체적으로부터 오리피스(260)를 분리하기 위해, 밀봉부가 형성된 다양한 구성 요소를 포함하는 밀봉 구조체(500)를 포함한다. 나타낸 예시에서, 밀봉 구조체(500)는 밀봉 부재(290) 및 밸브 시트(270)를 포함한다. 본원에 설명된 바와 같이, 작동 빔(240)은, 밀봉 부재(290)의 오리피스 대향 표면이 밸브 시트(270)의 상부 표면과 접촉하여 밸브 시트(270)와 밀봉 부재(290) 사이의 계면에서 밀봉부를 형성하도록 구성된다. 밀봉부는, 전기 신호가 작동 빔(240)에 인가되지 않을 경우에 최소 유체가 제팅 조립체(200)를 빠져나가도록 오리피스(260)를 채널(212)로부터 격리시킨다. 다른 구현예에서, 밸브 시트(270)는, 밀봉 구조체(500)의 오리피스 대면 표면이 오리피스 플레이트(250)와 접촉하여 오리피스(260)를 유체 밀봉하도록, 배제될 수 있다.
이제 도 7a를 참조하면, 예시적인 구현예에 따라 작동 빔(240)의 보다 상세한 도면이 나타나 있고, 축척에 비례하지 않는다. 나타낸 바와 같이, 작동 빔(240)은 비활성 층(246), 튜닝 층(244) 및 장벽 층(400)을 포함하는 베이스 층, 제1 전극부(402), 작동부(242), 제2 전극부(404), 및 패시베이션 구조체(406)를 포함할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 작동 빔(240)은 다양한 대안적인 구현예에서 더 많거나 더 적은 층을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 튜닝 층(244)은 비활성 층(246) 상에 바로 배치된다. 튜닝 층(244)은, 일반적으로 본원에 기술된 추가 층의 증착을 용이하게 하기 위한 접착 층으로서 기능한다. 또한, 본원에서 설명되는 바와 같이, 튜닝층(244)의 두께는, 작동 빔(240)이 기본 위치에 있는 경우에 작동 빔에서의 전체 곡률을 결정하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 일반적으로, 튜닝 층(244)은, 폐쇄 위치에서 작동 빔(240)의 밀봉 부재(290)가 오리피스(260)를 유체 밀봉하도록 밸브 시트(270)와 접촉하고 밸브 시트에 힘을 인가하기 위해 소정의 튜닝 응력을 갖도록 구성된다. 일부 구현예에서, 전기 신호가 없는 경우에, 소정의 튜닝 응력은 작동 빔(240)을 오리피스(260)를 향해 만곡시키도록 구성되어, 밸브 시트(270)가 없는 경우에, 밀봉 부재(290)의 밀봉 부재 표면이 간격 부재(280)의 하부 표면 아래에 소정의 거리(예, 2 마이크론)로 위치하도록 한다. 예를 들어, 튜닝 층(244)은, 본원에 기술된 추가 층의 증착의 결과로서, 압축 응력 상태로 배치될 수 있다. 이와 같이, 튜닝 층(244)이 더 두꺼울수록, 작동 빔(240)이 기본 위치에 있을 경우 오리피스(260)를 향해 작동 빔은 더 큰 곡률을 갖는다. 하나의 예시적인 구현예에서, 튜닝 층(244)은 실리콘 디옥사이드로 구성된다.
장벽 층(400)은, 제1 전극부(402)에 포함된 재료가 튜닝 층(244)으로 확산되는 것을 방지하는 장벽으로서 작용한다. 저지되지 않는다면, 이러한 이동은, 층의 구성 재료 간에 유해한 혼합 효과가 발생하여 성능에 악영향을 미친다. 다양한 구현예에서, 장벽 층(400)은, 예를 들어 지르코늄 디옥사이드로 구성된다. 나타낸 바와 같이, 제1 전극부(402)는 접착 층(408) 및 제1 전극(410)을 포함한다. 접착 층(408)은, 장벽 층(400) 상에 제1 전극(410)의 증착을 용이하게 하고, 제1 전극(410) 내의 물질의 다른 층으로의 확산을 방지한다. 다양한 구현예에서, 접착 층(408)은 티타늄 디옥사이드로 구성된다. 제1 전극(410)은 백금, 금, 루비듐, 또는 임의의 다른 적합한 전도성 재료로 구성될 수 있어서, 전기 신호가 작동부(242)에 제공되기 위한 전도성 경로를 제공한다. 일부 구현예에서, 제1 전극부(402)는 작동 빔(240)의 선택 부분에만 포함된다. 예를 들어, 제1 전극부(402)는 전기 연결부(294)에 근접하고/근접하거나 그 내부에만 포함될 수 있다.
작동부(242)는 임의의 적합한 압전 재료의 단일 또는 다중 층으로 형성될 수 있다. 나타낸 예시에서, 활성부는 성장 템플릿 층(412) 및 압전 층(414)을 포함한다. 성장 템플릿 층(412)은, 최대 압전 반응을 보장하기 위해 원하는 텍스처어(예, {001} 텍스처어 결정 구조 및 대응하는 텍스처어)를 갖는 압전 층(414)의 성장을 용이하게 하는 씨드 층으로서 기능한다. 일부 구현예에서, 성장 템플릿 층(412)은 납 티타네이트로 구성된다. 압전 층(414)은 납 지르코네이트 티타네이트(PZT)와 같은 임의의 적합한 재료로 구성될 수 있다.
압전 층(414)은, 진공 증착 또는 졸-겔 증착 기술을 이용하는 것과 같은 임의의 방법을 사용하여 증착될 수 있다. 일부 구현예에서, 압전 층(414)은 대략 1 내지 6 마이크론 범위(예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 마이크론 포함)의 두께를 가질 수 있고, 전기 신호가 인가되는 경우에 대략 10 마이크론의 작동 빔(240)의 단부에서 편향을 생성하도록 조정된다. 10 마이크론의 편향은 (예를 들어, 밀봉 부재(290)의 표면이 밸브 시트(270)로부터 그 양보다 약간 적게 이동하도록) 원하는 크기를 갖는 오리피스(260)에서 액적을 생성하기에 충분할 수 있다. 일부 구현예에서, 압전 층(414)은 대략 140 내지 160 pm/V의 압전 횡단 계수(d31 값) 크기를 갖는다. 이 값은, 작동 빔(240)의 적절한 편향이 제1 및 제2 전극부(402, 404)에 공급되는 전기 신호를 통해 발생될 수 있게 한다.
나타낸 바와 같이, 제2 전극부(404)는 작동부(242) 상에 배치된다. 다양한 구현예에서, 제2 전극부(404)는 본원에 설명된 제1 전극부(402)와 유사하게 구조화 된다. 따라서, 제1 전극부(402) 및/또는 제2 전극부(404)에 전압을 인가하면, 압전 층(414) 내의 변형을 유도하여, 캔틸레버부(308)를 오리피스 플레이트(250)로부터 구부러지게 한다. 주기적인 제어 신호를 제1 및 제2 전극부(402, 404)에 인가함으로써, 작동 빔(240)의 주기적인 사이클링은 원하는 주파수로 오리피스(260)로부터 출력된 액적을 생성한다. 도 7a는 다른 위치에서 서로 중첩되는 제1 및 제2 전극부(402, 404)를 나타내며, 제1 및 제2 전극부(402, 404)는 중첩되지 않을 수 있다. 이는, 압전 층(414)을 손상시키거나 전기적 단락을 야기할 수 있는 제1 및 제2 전극부(402, 404) 사이의 전자 누설을 제한하거나 방지할 수 있다.
다양한 구현예에서, 제1 및 제2 전극부(402, 404)에 포함된 전극은 비-어닐링 상태로 증착된다. 그 결과, 전극은 실질적으로 압축된 상태로 증착되며, 이는 기본 위치에 있을 경우에 작동 빔(240)의 전체 곡률에 영향을 미친다. 압전 층(414)의 증착 모드는, 전극의 압축 상태에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 압전 층(414)이 (예를 들어, 기상 증착 기술을 통해) 증착되고 나중에 소정의 온도(예, 약 700°C)에서 경화되는 일부 상황에서, 경화는 전극(410)을 어닐링시키고 압축 상태로부터 제거될 수 있게 한다. 이러한 제거는, 작동 빔(240)에서의 응력의 전반적인 균형에 영향을 미치고, 그 기본 곡률을 변화시킨다. 따라서, 압전 층(414)에 대한 저온 증착 공정(예, 저온 졸-겔 증착 공정 또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정)을 사용하여 전극에서의 응력의 역전을 방지하는 것이 유익할 수 있다. 다양한 구현예에서, 제2 전극부(404)는, 예를 들어 튜닝 층(244)에 소정의 튜닝 응력을 생성하기 위해, 제1 전극부(402)보다 높은 온도에서 어닐링될 수 있다.
도 7a에 나타낸 재료는 작동 빔(240)의 길이를 통해 실질적으로 전체 연장될 수 있다. 이와 같이, 마이크로-밸브(230)를 통해 형성된 저장조와 전극부(402, 404) 사이에 중첩이 있다. 다양한 구현예에서, 저장조 내에 포함된 유체는 제1 및 제2 전극부(402, 404)를 형성하는 재료에 전기 전도성 및/또는 부식성이다. 따라서, 저장조에 포함된 유체가 전극부(402, 404)와 접촉하는 것을 방지하기 위해, 저장조로부터 전극부(402, 404)를 격리시키는 것이 바람직하다.
이와 관련하여, 패시베이션 구조체(406)는 이러한 격리를 수행하도록 구성된다. 나타낸 예시에서, 패시베이션 구조체(406)는 유전체 층(416), 절연체 층(418), 및 장벽 층(420)을 포함한다. 장벽 층(420)은, 전극부(402, 404)의 부식을 방지하기 위해 유체 내에 포함된 물 분자 및 이온에 대해 확산 장벽으로서 작용하는 실리콘 나이트라이드로 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 절연체 층(418)은 장벽 층(420) 내의 인장 응력을 대략적으로 상쇄하는 압축 응력을 갖는 실리콘 디옥사이드 층을 포함한다. 유전체 층(416)은 작동 빔(240)에 포함된 추가적인 층의 산화를 방지하기 위해 알루미늄 옥사이드로 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 추가적인 금속 층이 장벽 층(420) 상에 배치된다. 예를 들어, 금속 층은 탈륨 옥사이드 또는 임의의 다른 적합한 내화학성 금속으로 구성되어, 패시베이션 구조체(406)의 보호 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특정 구현예에서, 장벽 층(420)은 테플론 또는 파릴렌으로 형성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 작동 빔(240)의 적어도 일부분, 즉 도 7a에 나타낸 층에 의해 형성된 구조는 테플론 또는 파릴렌 층에 의해 덮이거나 오버코팅될 수 있다. 이러한 오버코트는 마이크로-크랙이 작동 빔(240)의 층에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 오버코트는 금속성 층, 예를 들어 탄탈륨 또는 팔라듐 층을 포함할 수 있다.
패시베이션 구조체(406)의 추가는 작동 빔(240)의 기본 위치 설정에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 이는, 패시베이션 구조체(406)가 작동 빔(240)의 압축의 중립 축(422)으로부터 오프셋되기 때문에 그러하다. 나타낸 바와 같이, 중립 축(422)은 비활성 층(246) 내에 있으며, 이는 전극부(404) 및 패시베이션 구조체(406)가 작동 빔(240)에서 이로부터 가장 멀리 있음을 의미한다. 이를 고려하면, 이러한 층에서 유도된 인장 또는 압축 응력은 작동 빔(240)의 기본 곡률에 크게 영향을 미칠 것이다. 이와 같이, 튜닝 층(244)의 두께는 패시베이션 구조체(406)의 다양한 구성 층의 구조에 기초하여 선택된다.
도 7b는 예시적인 구현예에 따라 작동 빔(240)에 포함된 각각의 층의 배열을 나타내는 작동 빔(240)의 전방 단면도이며, 축척에 비례하지 않는다. 나타낸 바와 같이, 작동 빔(240)은 도 7a에 관해 기술한 바와 같이, 비활성 층(246), 튜닝 층(244) 및 장벽 층(400)을 포함한다. 제1 전극부(402)는 장벽 층(400) 상에 위치한 접착 층(408)(예, 티타늄) 및 그 위에 위치한 전도 층 또는 전극(410)(예, 백금, 금, 루비듐)을 포함한다. 제1 전극부(402)는, 작동 빔(240)의 길이 방향 축에 수직인 방향으로 전극부(402)의 단부가 동일한 방향으로 장벽 층(400)의 단부의 안쪽에 위치하도록, 장벽 층(400)의 폭보다 작은 폭을 갖도록 구성된다.
씨드 층(412) 및 압전 층(414)을 포함한 작동부(242)는, 제1 전극부(402)의 측방향 단부를 넘어 연장되고 장벽 층(400)과 접촉하도록 제1 전극부(402) 상에 등각성으로 배치된다. 이러한 방식으로, 압전 층은, 제2 전극부(404)와 중첩되거나 근접한 제1 전극부(402)의 적어도 일부를 완전히 둘러싸거나 캡슐화한다. 제2 전극부(404)는 접착 층(403)(예, 티타늄) 및 전도 층(405)(예, 백금, 금 또는 루비듐)을 포함한다. 일부 구현예에서, 제2 전극부(404)는 압전 층(414) 상에 바로 배치된 전도 층(405)만을 포함할 수 있다(즉, 접착 층(403)은 생략됨). 작동부(242)는 제1 전극부(402)의 단부를 지나 중첩되고 연장되기 때문에, 작동부는 제1 전극부(402)를 제2 전극부(404)로부터 효과적으로 전기적 격리시켜, 작동 빔(240)의 성능에 해로울 수 있는 전자 누설 및 전류 이동을 방지한다.
패시베이션 구조체(406)는 다른 층(246, 244, 400, 402, 242 및 404)의 각각의 노출된 부분을 등각성으로 코팅한다. 그러나, 비활성 층(246)의 하단 표면은 패시베이션 구조체(406)로 코팅되지 않을 수 있다. 패시베이션 구조체(406)는 유전체 층(416), 절연체 층(418), 장벽 층(420), 및 상단 패시베이션 층(424)을 포함할 수 있다. 장벽 층(420)은, 전극부(402, 404)의 부식을 방지하기 위해 유체 내에 포함된 물 분자 및 이온에 대해 확산 장벽으로서 작용하는 실리콘 나이트라이드로 구성될 수 있다. 그러나, 실리콘 나이트라이드는, 일단 나머지 층 상에 증착되면 일반적으로 인장 응력 상태에 있다. 절연체 층(418)은 이러한 인장 응력을 상쇄하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 절연체 층(418)은 장벽 층(420) 내의 인장 응력을 대략적으로 상쇄하는 압축 응력을 갖는 실리콘 디옥사이드 층을 포함한다. 다양한 구현예에서, 장벽 층(420)은 절연체 층(418) 아래에 위치할 수 있다. 유전체 층(416)은 작동 빔(240)에 포함된 추가 층의 산화를 방지하기 위해 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 지르코늄 옥사이드 또는 아연 옥사이드로 구성될 수 있다. 따라서, 패시베이션 구조체(406)는 작동 빔(240)에서-유체의 존재에 의해 야기되는 두 가지 주요 결함 소스인-부식 및 산화를 모두 방지하는 역할을 하며, 따라서 마이크로-밸브(230)의 장기간 성능을 보장한다. 또한, 상단 패시베이션 층(424)은 장벽 층(420) 상에 배치되고, 테플론 또는 파릴렌 층을 포함할 수 있다. 이러한 오버코트는 마이크로-크랙이 작동 빔(240)의 층 내에 형성되는 것을 방지할 수 있고, 또한 하부 층이 플라즈마 방전(예를 들어, 매립 층이 후속하는 제조 작업에서 노출될 수 있음)되는 것을 방지할 수 있다. 특정 구현예에서, 상단 패시베이션 층(424)은 금속성 층, 예를 들어 탄탈륨 또는 팔라듐 층을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 추가적인 금속 층이 장벽 층(420) 상에 배치된다. 예를 들어, 금속 층은 탈륨 옥사이드 또는 임의의 다른 적합한 내화학성 금속으로 구성되어, 패시베이션 구조체(406)의 보호 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이제 도 8a를 참조하면, 예시적인 구현예에 따라 도 5a 및 도 5b에 관해 기술된 제2 채널(214 또는 214b) 내의 제1 전기 연결부(294)의 단면도가 나타나 있다. 제1 단면은, 상단 전극 층(404)(본원에서 "제2 전극 층(404)"으로도 지칭됨)의 일부분이 활성인, 즉 작동 빔(240)을 작동시키는 데 관여하는, 마이크로-밸브(230)의 제1 위치를 따라 취해져서, 와이어 접합부(220)에 전기적으로 결합된 상단 전극을 형성한다. 활성 상단 전극은 전기 연결부(294)로부터 캔틸레버부(308)를 향해 연장된다. 나타낸 바와 같이, 전기 연결부(294)는 간격 부재(280) 상에 배치된다. 간격 부재(280)는 도 5a 및 도 5b 및 도 6에 설명된 오리피스 플레이트(250) 상에 배치된다. 나타낸 예시에서, 작동 빔(240)은 제1 단부 및 제2 단부를 포함한다. 작동 빔(240)은, 전기 연결부(294)의 전체 및 장벽 층(400)을 통해 연속적으로 연장된 비활성 층(246) 및 튜닝 층(244)을 포함하는 베이스 층(245)을 포함한다. 이러한 배열은, 이중 SOI 웨이퍼로부터 작동 빔의 형성을 용이하게 하기 때문에 마이크로-밸브(230)의 구성을 단순화한다. 그러나, 대안적인 구현예가 고려된다. 예를 들어, 일부 대안적인 구현예에서, 비아는 튜닝 층(244) 및/또는 비활성 층(246)에 형성될 수 있다. 압전 재료 층(414)은 베이스 층(245) 상에 배치되고, 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분으로 연장된다. 제1 비아(802) 및 제2 비아(804)는 전기 연결부(294)에서 층(414) 및 성장-템플릿 또는 씨드 층(412)을 통해 형성된다.
도시된 구현예에서, 작동 빔(240)의 소정의 층은 전기 연결부(294)의 소정의 영역에 포함되지 않는다. 예를 들어, 나타낸 바와 같이, 제2 전극 층(404)은 전기 연결부(294)의 전극 영역(800)에만 포함된다. 다양한 구현예에서, 전극 영역(800)은 작동 빔(240)의 단부(328)보다 베이스부(306)에 더 근접하게 배치된다. 이와 같이, 단부(328)에 근접한 전기 연결부(294)의 영역은 제2 전극 층(404)을 포함하지 않는다. 나타낸 예시에서, 하단 전극 층(402)(이하 "제1 전극 층(402)"으로 지칭됨)은 전극 영역(800)의 제한된 세그먼트에만 배치된다. 도 8a에 나타낸 제1 위치에서, 제1 비아(802) 아래에 배치된 하단 전극 층(402)의 일부는 비활성이며, 즉 작동 빔(240)의 활성화에 있어서 어떠한 부분도 역할을 하지 않는다. 예를 들어, 제조 공정 동안에, 제1 위치에서 제1 비아(802) 아래에 배치된 하단 전극 층(402)의 부분은 물리적으로 분리됨으로써, 마이크로-밸브(230)의 제2 위치(여기서 하단 전극 층(402)이 캔틸레버부(308) 내로 연장된 하단 전극을 형성하며 이후 상세히 설명됨)에 위치한 하단 전극 층(402)의 활성부로부터 전기적으로 분리되도록 구조화될 수 있다. 따라서, 이렇게 제한된 세그먼트 내에서, 작동 빔(240)은 작동 빔(240)의 임의의 다른 세그먼트보다 더 많은 수의 층을 포함한다. 그 결과, 작동 빔(240)은 전극 영역(800) 내에서 최대 두께를 가질 수 있다.
나타낸 바와 같이, 전기 연결부(294) 내에서, 압전 층(414)은 제1 비아(802) 및 제2 비아(804)를 포함한다. 나타낸 예에서, 작동 빔(240)의 추가 층은, 제1 및 제2 비아(802, 804)와 함께 연장된 비아를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어 나타낸 바와 같이, 성장 템플릿 층(412)은, 압전 층에서 제1 비아(802)에 대응하는 비아를 또한 포함한다. 이러한 비아는, 예를 들어 압전 층(414)이 성장 템플릿 층(412) 상에 형성된 후에 형성될 수 있다. 예를 들어, 층(412, 및 414)의 일부가 제1 비아(802)에 대응하는 위치에서 제거되도록, 에칭 마스크가 압전 층(414) 상에 배치될 수 있고, 에천트는 압전 층(414)에 적용될 수 있다. 본원에서 전술한 바와 같이, 하단 전극 층(402)의 일부는 제1 비아(802) 아래에 배치된다. 상단 전극 층(404)의 일부는 제1 비아(802)를 통해 배치되고 하단 전극부(402)의 비활성부 위에 위치한다.
제2 비아(804)는 압전 재료(414)의 층을 통해 베이스 층(245)으로 형성된다. 접합 패드(806)는, 접합 패드(806)의 적어도 일부분이 베이스 층(245) 상의 제2 비아(804)를 통해 배치되도록, 작동 빔(240) 상에 배치된다. 접합 패드(806)는 와이어 접합부(220)를 수용하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 제2 비아(804)는, 접합 패드(806)가 튜닝 층(244) 상에 증착되도록 배리어 층(400)을 통해 형성될 수 있다. 튜닝 층(244)은 압전 재료(414) 층 및 배리어 층(400)보다 실질적으로 더 강성일 수 있고, 접합 패드(806)가 와이어 접합부(220)를 위에 수용하도록 상당히 더 강성이고 단단한 표면을 제공할 수 있다. 도 8a에 나타낸 바와 같이, 접합 패드(806)는, 제1 비아(802) 내에 배치된 주요부(808) 및 압전 층(414)의 상부 표면 상에 배치된 접합 패드 리드(810)를 포함한다. 예를 들어, 제1 비아(802) 및 제2 비아(804)가 형성된 후에, 접합 패드(806)는 임의의 적절한 기술을 사용하여 압전 층(414) 상에 그리고 제2 비아(804) 위에 증착될 수 있다. 다양한 구현예에서, 와이어 접합 패드(806)는 적절한 증착 방법(예, 스퍼터링, 열 증발, 전자-빔 증발, 졸-젤 코팅 등)을 사용하여 금으로 구성된다. 주요부(808)가 제2 비아(804) 내의 베이스 층(245) 상에 증착되는 동안에, 접합 패드 리드(810)는 압전 재료(414)의 층 위에 배치된다. 접합 패드 리드(810)의 일부는 제1 비아(802)에서 상단 전극부(404) 상에 배치되어, 이에 전기적으로 연결된다.
제1 및 제2 전극 층(402, 404)의 일부가 전극 영역(800) 내에 포함된 (또는 제1 비아(802)의 경계를 넘어서 연장되지 않는) 결과, 제1 전극층(402) 또는 제2 전극(404)의 부분 중 어느 것도 주요부(808)와 중첩되지 않는다. 유익하게는, 이러한 구조는, 와이어 접합 패드(806)의 증착과 와이어 접합 패드(806)에 대한 와이어 접합부(220)의 연결의 결과로서, 전극 층(402, 404) 상에 배치된 변형을 감소시킨다. 도 7a 및 도 7b에 관해 설명된 바와 같이, 전극부(402 및 404)에 포함된 전극 층은, 압축 응력을 갖는 비-어닐링 상태로 증착될 수 있다. 와이어 접합 패드(806)의 주요부(808)를 그 위에 증착하면, 전극 층(402, 404)의 압축 상태를 변경시켜, 작동 빔(240)에서의 응력의 균형을 변경함으로써 그의 기본 위치에 영향을 미칠 수 있다. 제1 비아(802)는 전극 층(402, 404)으로부터 주요부(808)의 절연을 용이하게 하여 이러한 효과를 감소시키고, 따라서 작동 빔(240)이 원하는 기본 위치를 갖는 것을 보장한다.
나타낸 예시에서, 작동 빔(240)의 추가 층은, 제2 비아(804)에 대응하는 위치에서 비아를 포함한다. 성장 템플릿 층(412)은, 도시된 구현예에서 그러한 비아를 포함한다. 이와 같이, (예를 들어, 제1 및 제2 비아(802 및 804)에 대응하는 위치에서) 작동 빔 내의 비아는, 작동 빔(240)의 상이한 수의 구성 층을 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 비아(804)에서, 성장 템플릿 층(412) 및 배리어 층(400) 둘 모두는 대응하는 비아를 포함한다. 그러나, 제1 비아(802)에서는, 성장 템플릿 층만이 그러한 해당 비아를 포함한다.
제1 전극층(402)의 일부는 제1 비아(802) 아래에 위치한다. 나타낸 바와 같이, 제1 전극 층(402)의 부분은 제2 비아(804)에 대해 실질적으로 중심을 두고, 제2 비아(804)보다 약간 크다. 이와 같이, 층(412 및 414)의 일부, 및 그 위에 배치된 (예를 들어, 제2 전극 층(404), 와이어 접합 패드(806), 및 패시베이션 구조체(406)와 같은) 모든 층은 제1 전극 층(402)의 원주 경계에서 경사질 수 있다. 도 8a의 제1 단면이 취해진 제1 위치에서, 제1 전극 층(402)의 부분은 캔틸레버부(308)까지 연장되지 않으며, 따라서 제1 위치에서 압전 층(414)을 편향시키는 데 아무런 역할을 하지 않는다(즉, 전기적으로 비활성임).
제2 전극 층(404)은, 제2 전극부(404)의 일부가 제1 비아(802) 내에 배치되도록, 제1 비아(802)를 가로질러 연장된다. 즉, 제1 비아(802)에서, 제1 및 제2 전극 층(402, 404)은 전기 연결부(294) 내의 다른 위치에서보다 서로 더 가깝다. 예를 들어, 제1 비아(802) 외부의 위치에서, 제1 전극 층은 압전 층(414)의 제1(예, 하부) 측부 상에 배치되고, 제2 전극 층은 압전층(414)의 제2(예, 상부) 측부 상에 배치된다. 도시된 구현예에서, 제1 비아(802) 내에서, 제1 및 제2 전극 층(402, 404)은 (도 7a 및 도 7b에 관해 설명된 접착 층(408)과 유사하게) 제2 전극 층(404)의 접착 층만으로 분리된다. 전술한 바와 같이, 제1 위치에서, 상단 전극 층의 부분은 활성이고 상단 전극을 형성한다. 상단 전극의 연장부(407)는 제2 전극 층(404)의 부분으로부터 캔틸레버부(308) 상으로 외향 연장되고, 전기 신호를 주요부(808)로부터 캔틸레버부(308) 상에 위치한 압전 층(414)의 부분으로 전달하도록 구성된다.
와이어 접합 패드의 접합 패드 리드(810)는 압전 층(414)의 상부 표면 위로 그리고 제1 비아(802)를 가로질러 연장된다. 나타낸 예시에서, 접합 패드 리드(810)는 제1 비아(802)를 가로질러 제2 전극 층(404)의 일부 위로 연장된다. 제2 전극 층(404)의 부분과 접합 패드 리드(810) 사이의 접촉 영역은 전기 연결부를 생성하고, 이를 통해 전기 신호가 와이어 접합부(220)를 통해 압전 층(414)으로 전달될 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 제2 전극 층(404)은 작동 빔(240)의 베이스부(예, 도 5a 및 도 5b에 관해 설명된 베이스부(306)) 및 실질적으로 모든 캔틸레버부(예, 도 5a 및 도 5b에 관해 설명된 캔틸레버부(308)를 가로질러 전극 영역(800)으로부터 연장될 수 있다. 따라서, 접합 패드 리드(810)에서 전기 연결부를 통해 제공된 전기 신호는, 전기 신호가 실질적으로 캔틸레버부의 전체로 전달되는 것을 용이하게 하고, 따라서 효율적인 압전 반응을 용이하게 한다.
나타낸 바와 같이, 패시베이션 구조체(406)는 압전 층(414) 상에 배치된다. 다양한 구현예에서, 접합 패드(806)가 형성된 후(예를 들어, 제1 및 제2 비아(802 및 804)가 형성된 후), 패시베이션 구조체는 임의의 적합한 증착 기술을 통해 작동 빔(240) 상에 배치된다. 나타낸 바와 같이, 패시베이션 구조체(406)는, 제1 비아(802)에 대략적으로 대응하는 방식으로 위치한 비아를 포함한다. 패시베이션 구조체(406) 내의 이러한 비아는, 와이어 접합부(220)용 위치를 제공한다. 패시베이션 구조체(406) 내의 비아는, 패시베이션 구조체(406)가 (예를 들어, 에칭 또는 임의의 다른 적합한 절단 기술을 통해) 전기 연결부(294)를 완전히 덮도록 하는 방식으로 패시베이션 구조체(406)가 배치된 후에, 형성될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 패시베이션 구조체(406)는 부식을 방지하기 위해 제2 전극 층(404)을 완전히 덮는다.
도 8b는 제2 전기 연결부(294b)의 단면도이고, 이는 예시적인 구현예에 따라 도 5a 및 도 5b에 관해 설명된 제2 채널(214) 내의 마이크로-밸브 조립체에 또한 포함될 수 있다. 단면은 마이크로-밸브(230)의 제2 위치를 따라 취해지고, 여기서 하단 전극 층(402)(본원에서 "제1 전극 층(402)"으로도 지칭됨)의 일부가 제2 와이어 접합부(220b)에 전기적으로 결합된다. 나타낸 바와 같이, 전기 연결부(294b)는 간격 부재(280) 상에 배치된다.
나타낸 바와 같이, 제2 전기 연결부(294b) 내에서, 압전 층(414)은 제1 비아(802b) 및 제2 비아(804b)를 포함한다. 제2 접합 패드(806b)가 작동 빔(240) 상에 배치된다. 제2 접합 패드(806b)는 제2 전기 연결부(294b)에 위치한 제1 전극부(402)의 부분에 전기 신호(예, 전류 또는 전압)를 제공하도록 구성된다. 나타낸 바와 같이, 제2 접합 패드(806b)는, 제1 비아(802b) 내에 배치된 주요부(808b) 및 압전 층(414)의 상부 표면 상에 배치된 접합 패드 리드(810b)를 포함한다. 더 확장하면, 제2 위치에서, 제1 비아(802) 아래에 위치한 하단 전극층(402)의 부분은 하단 전극을 형성하도록 활성화된다. 또한, 하단 전극층(402)의 활성 부분 위의 제1 비아(802b) 내에 배치된 제2 전극층(404)의 부분은, 비활성이며, 즉 작동 빔(240)을 작동시키는 데 관여하지 않는다. 예를 들어, 제조 공정 동안에, 제1 비아(802b)에 배치된 상단 전극 층(404)의 부분은 물리적으로 분리됨으로써, 마이크로-밸브(230)의 제1 위치(여기서 상단 전극 층(404)이 캔틸레버부 내로 연장되고 본원에서 전술됨)에 위치한 상단 전극 층(404)의 활성부로부터 전기적으로 분리되도록 구조화될 수 있다. 접합 패드 리드(810b)의 일부는, 상단 전극 층(404)의 비활성부를 통해, 그리고 일부 구현예에서는, 또한 제1 및 제2 전극층(402, 404)의 부분 사이에 개재된 제2 접착 층을 통해, 하단 전극층(402)의 활성부에 전기적으로 연결되도록 제1 비아(802b)에서 상단 전극 층(404)의 비활성부 상에 배치된다.
전극 층(402, 404)의 일부가 전극 영역(800b) 내에 포함된 (또는 제1 비아(802)의 경계를 넘어서 연장되지 않는) 결과, 제1 전극 층(402) 또는 제2 전극 층(404) 중 어느 것도 주요부(808b)와 중첩되지 않는다. 제1 전극 층(402)의 일부는 제1 비아(802b) 아래에 배치된다. 나타낸 바와 같이, 제1 전극 층(402) 부분은 제1 비아(802b)에 대해 실질적으로 중심을 두고, 제1 비아(802b)보다 약간 크다. 이와 같이, 층(412 및 414)의 일부, 및 그 위에 배치된 (예를 들어, 제2 전극 층(404), 제2 접합 패드(806b), 및 패시베이션 구조체(406b)와 같은) 모든 층은 제1 전극 층(402)의 원주 경계에서 경사질 수 있다. 제2 전기 연결부(294b)는 다음의 차이와는 별개로, 전기 연결부(294)와 유사하다. 도 8b의 제2 단면이 취해진 제2 위치에서, 제2 전극 층(404)은 캔틸레버부(308)까지 연장되지 않으며, 따라서 제2 위치에서 압전 층(414)을 편향시키는 역할을 하지 않는다. 그러나, 제1 전극 연장부(403b)는 제1 전극 층(402) 부분으로부터 캔틸레버부(308) 상으로 외향 연장되고, 전기 신호를 제2 주요부(808b)에서 캔틸레버부(308) 상에 위치한 압전 층(414)의 일부분으로 전달하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 차동 전기 신호(예, 차동 전압)가 제1 전극 층(402)의 활성부와 제2 전극 층(404) 사이에 인가되어 마이크로-밸브를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 본원에서 전술한 바와 같이, 작동 빔(240)은 전기 신호가 제1 및 제2 전극 층(402, 404)의 활성부에 인가되지 않는 경우(즉, 기본 위치에서) 오리피스 플레이트(262)의 오리피스(260)를 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 전기 신호의 인가는 압전 층(414)을 편향시킬 수 있고, 작동 빔(240)으로 하여금 캔틸레버부(308)가 오리피스(260)로부터 멀리 구부러지도록 함으로써 마이크로-밸브를 개방시킬 수 있다. 전기 신호는, 제1 전극 층(402) 또는 제2 전극 층(404) 중 어느 하나, 및 전기 접지(예, 공통 접지)에 전기적으로 결합된 제1 전극 층(402) 및 제2 전극층(404) 중 다른 하나에 인가될 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 예시적인 구현예에 따른 작동 빔(240)의 캔틸레버부(308)의 단부(340)의 단면도가 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 제2 전극부(404)는 작동 빔(240)의 제2 단부(338)로 거의 연장된다. 그러나, 전극부(404)의 원주 방향 경계선(900)은 제2 단부(338)의 안쪽에 놓여 있다. 그 결과, 패시베이션 구조체(406)가 제2 전극부(404) 상에 배치되는 경우에, 패시베이션 구조체(406)의 경사부(902)가 제2 단부(338)에서 형성된다. 다른 구현예에서, 패시베이션 구조체(406)는 제2 단부(338)에서 작동 빔(240)의 구성 층 상에 등각성으로 코팅될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 제2 전극부(404)의 단부(340)는 경사부(902)를 통해 저장조(300)로부터 유체 격리된다. 제2 전극부(404)가 제2 단부(138)까지 완전히 연장되면, 원주 경계선(900)을 제한하는 면이 저장조(300)에 노출되고 제2 전극부(404)의 부식이 야기될 것이다. 이해되는 바와 같이, 경사부(902)는 제2 단부(338)에 제한되지 않을 수 있지만, 캔틸레버부(308)의 외부 원주의 실질적인 전체 주위로 연장될 수 있다.
경사부(902)는 도 9에 도시된 것보다 대안적인 형태를 취할 수 있음을 이해해야 한다. 경사부(902)는 실질적으로 선형으로 경사진 것으로 도시되지만, 경사부(902)는 대안적인 구현예에서 만곡되거나 둥근 형태를 가질 수 있음을 이해해야 한다. 일반적으로, 경사부(902)는 제2 전극부(402) 주위를 둘러싸는 패시베이션 구조체(406)의 단부로서 설명될 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 예시적인 구현예에 따라 마이크로-밸브의 작동 빔(1000)의 평면도가 나타나 있다. 작동 빔(1000)은, 본원에 설명된 작동 빔(240)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 작동 빔(1000)은 단부(1002), 단부(1002)로부터 연장된 전기 연결부(1004), 전기 연결부(1004)로부터 연장된 베이스부(1006), 및 베이스부로부터 연장된 캔틸레버부(1008)를 포함한다. 일례로, 마이크로-밸브 내에 배치되는 경우에, 단부(1002) 및 베이스부(1006)는 접착제를 통해 입력 유체 매니폴드에 부착된다. 전기 연결부(1004)는, 와이어 접합부가 작동 빔을 외부 회로 기판에 연결하기 위한 공간을 제공하기 위해, 입력 유체 매니폴드 내의 개구와 정렬될 수 있다. 전기 연결부(1004)는, 본원에 설명된 전기 연결부(294)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 캔틸레버부(1008)는, 입력 유체 매니폴드 및 마이크로-밸브에 의해 형성된 저장조 내로 연장될 수 있고 전기 연결부(1004)를 통해 수신되는 전기 신호에 응답하여 이동할 수 있다.
캔틸레버부(1008)는 연장부(1010) 및 밀봉부(1012)를 포함하는 것으로 나타나 있다. 연장부(1010)는, 베이스부(1006)로부터 연장되고 실질적으로 사다리꼴 형상이다. 이러한 사다리꼴 형상은 통합식 마이크로-밸브의 작동 주파수를 개선할 수 있고, 이는 감소된 유체 저항에 기인한다. 밀봉부(1012)는 실질적으로 원형 형상이며, 본원에 설명된 바와 같이, 밸브 시트에 밀봉부를 형성하도록 그 위에 배치된 밀봉 부재를 가질 수 있다.
나타낸 바와 같이, 작동 빔(1000)은 압전 재료(1020) 층과 전극(1014)을 포함한다. 전극(1014)은 압전 재료(1020)의 층 상에 (예를 들어, 도 8a 및 도 8b 및 도 9의 설명에서 제2 전극부(404)에 관해 설명된 것와 유사한 방식으로) 배치된다. 나타낸 바와 같이, 전극(1014)은 캔틸레버부(1008) 상에 배치된 연장부(1022)를 포함한다. 연장부(1022)는, 작동 빔(1000)의 원주 방향 경계선(1018)의 안쪽에 배치된 원주 방향 경계선(1016)을 갖는다. 이러한 구조는, 작동 빔(1000)의 경계에서 패시베이션 구조체의 단부 형성을 용이하게 하여, 캔틸레버부(1008)가 직면할 수 있는 임의의 유체로부터 전극(1014)의 외부 표면을 완전히 격리시킨다. 이러한 구조는 전극의 부식을 감소시키고, 통합식 마이크로-밸브의 내구성을 연장시킨다. 또한, 전극(1014)은, 이동식 캔틸레버부(1008) 상에 배치되나 작동 빔(1000)의 고정식 베이스부(1006) 상에 배치된 압전 재료(1020)의 제2 부분에 결합되지 않는, 압전 재료(1020)의 제1 부분에 연통 가능하게 결합될 수 있다. 이는, 활성화 신호(예, 차동 전압)가 전극(1014)을 통해 압전 재료(1020)에 제공되는 경우에 제2 부분 압전 재료(1020)가 작동되는 것을 방지할 수 있다. 압전 재료(1020)의 제2 부분이 고정식이기 때문에, 활성화 신호의 인가는 압전 재료(1020)를 균열시킬 수 있다. 따라서, 압전 재료(1020)의 이동식 제1 부분만 접촉하도록 전극(1014)을 설계하는 것은, 압전 층의 의도하지 않은 고장을 방지한다.
일부 구현예에서, 마이크로-밸브는, 오리피스를 포함한 오리피스 플레이트; 제1 단부 및 제2 단부를 포함한 작동 빔을 포함하되, 상기 작동 빔은, 베이스 층; 상기 베이스 층 상에 배치되고 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분을 연장하는 압전 재료 층(상기 압전 재료 층은 그 전기 연결부에서 관통하는 비아를 형성함); 상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치된 하단 전극 층(상기 하단 전극 층의 일부가 상기 비아 아래에 배치됨); 및 상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치된 상단 전극 층(상기 상단 전극 층의 일부가 상기 비아 아래에 배치됨)을 추가로 포함하고, 상기 작동 빔은, 상기 전기 연결부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장된 베이스부, 및 상기 베이스부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장된 캔틸레버부를 포함하고, 상기 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 상기 마이크로-밸브를 개방 또는 폐쇄한다.
일부 구현예에서, 마이크로-밸브는 오리피스 플레이트 상에 배치된 밸브 시트를 추가로 포함하고, 상기 밸브 시트는 오리피스와 유체 연통하는 개구와 유체 플레넘을 형성한다.
일부 구현예에서, 비아는 제1 비아이고, 여기서 작동 빔의 전기 연결부에서, 압전 재료 층은 베이스 층으로 관통되어 형성된 제2 비아를 포함하고, 마이크로-밸브는 접합 패드를 추가로 포함하고, 접합 패드의 적어도 일부는 베이스 층 상에 제2 비아를 통해 배치되고 와이어 접합부를 수용하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 접합 패드는 제1 비아에서, 상단 전극 층의 일부 또는 하단 전극 층의 일부 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 접합 패드 리드를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 전기 연결부의 제1 위치에서, 하부에 배치된 하단 전극 층의 일부가 비활성이고, 상단 전극을 형성하기 위해 상단 전극 층의 일부가 활성이고, 상기 상단 전극은 전기 연결부로부터 상기 캔틸레버부를 향해 연장되고, 접합 패드 리드의 일부는 제1 비아에서 상단 전극 층의 부분 상에 배치되어 이에 전기적으로 연결된다.
일부 구현예에서, 상기 전기 연결부의 제2 위치에서, 상단 전극 층의 일부가 비활성이고, 하단 전극을 형성하기 위해 하단 전극 층의 일부가 활성이고, 상기 하단 전극은 전기 연결부로부터 상기 캔틸레버부를 향해 연장되고, 접합 패드 리드의 일부는 제1 비아에서 상단 전극 층의 비활성부 상에 배치되어 상단 전극 층의 비활성부를 통해 활성 하단 전극에 전기적으로 연결된다.
일부 구현예에서, 마이크로-밸브는 오리피스 플레이트 상에 배치된 간격 부재를 추가로 포함하되, 전기 연결부 및 베이스부는 간격 부재 상에 배치된다.
일부 구현예에서, 베이스 층은 튜닝 층과 배리어 층을 포함하고, 상기 베이스 층의 적어도 일부는 튜닝 층과 압전 재료 층 사이에 개재되고, 제2 비아는 배리어 층을 통해 연장되어 접합 패드가 튜닝 층과 접촉하도록 한다. 일부 구현예에서, 접합 패드는 금으로 구성된다.
일부 구현예에서, 전기 연결부에서, 작동 빔은 하단 전극 아래에 배치된 제1 접착 층, 및 상단 전극 아래에 배치된 제2 접착 층을 포함하며, 상기 제1 접착 층은 하단 전극과 동일 공간에 연장되고, 제2 접착 층은 상단 전극과 동일 공간에 연장된다. 일부 구현예에서, 제1 비아, 하단 전극 층 및 상단 전극은 단지 제2 접착 층에 의해 분리된다.
일부 구현예에서, 작동 빔은 압전 재료 층 상에 배치된 패시베이션 구조체를 추가로 포함하고, 패시베이션 구조체는 상단 전극 및 압전 재료 층을 완전히 덮는다. 일부 구현예에서, 패시베이션 구조체는 알루미늄 옥사이드 층, 상기 알루미늄 옥사이드 층 상에 배치된 실리콘 디옥사이드 층, 및 상기 실리콘 디옥사이드 층 상에 배치된 실리콘 나이트라이드를 포함한다.
일부 구현예에서, 상단 전극 층은 작동 빔의 베이스부를 가로질러 전기 연결부로부터 연속적으로 연장되고, 상단 전극 층은 캔틸레버부 상에 배치된 연장부를 포함한다. 일부 구현예에서, 상단 전극 층의 연장부의 원주 에지는 압전 재료 층의 원주 에지의 안쪽에 있어서, 패시베이션 구조체는 연장부의 원주 에지의 바깥쪽으로 압전 재료 층과 바로 접촉한다.
일부 구현예에서, 하단 전극 층은 작동 빔의 베이스부를 가로질러 전기 연결부로부터 연속적으로 연장되고, 하단 전극 층은 캔틸레버부 상에 배치된 연장부를 포함한다. 일부 구현예에서, 압전 재료 층은, 압전 재료가 하단 전극 층의 적어도 일부를 캡슐화하도록 하단 전극 층의 측방향 단부를 넘어 중첩되고 연장된다.
일부 구현예에서, 캔틸레버부의 중첩부는 오리피스와 중첩되며, 마이크로-밸브는 중첩부로부터 오리피스를 향해 연장되는 밀봉 부재를 추가로 포함하고, 전기 신호의 부재 시, 밀봉 부재는 밸브 시트와 접촉하여 마이크로-밸브를 폐쇄한다. 일부 구현예에서, 오리피스와 밀봉 부재는 실질적으로 원통형이고, 밀봉 부재는 오리피스에 대해 실질적으로 중심에 있고 오리피스의 직경보다 큰 직경을 가져서 밀봉 부재가 전기 신호의 부재 하에서 오리피스를 완전히 덮도록 한다.
일부 구현예에서, 캔틸레버부는 베이스부로부터 500 내지 1,000 마이크론의 거리만큼 오리피스를 향해 연장된다. 일부 구현예에서, 캔틸레버부는 베이스부로부터 연장된 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장된 제2 부분을 포함하되, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분과 상이한 형상을 갖는다. 일부 구현예에서, 제1 부분의 단면은 사다리꼴 형상이고 제2 부분의 단면은 원통형 형상이다.
일부 구현예에서, 마이크로-밸브는, 오리피스를 포함한 오리피스 플레이트; 제1 단부 및 제2 단부를 포함한 작동 빔을 포함하되, 상기 작동 빔은, 베이스 층; 상기 베이스 층 상에 배치되고 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분을 연장하는 압전 재료 층(상기 압전 재료 층은 그 전기 연결부에서 관통하는 비아를 형성함); 상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치된 하단 전극 층; 상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치된 상단 전극 층; 및 접합 패드(상기 접합 패드의 적어도 일부는 상기 베이스 층 상의 비아를 통해 배치되고 와이어 접합부를 수용하도록 구성되고, 상기 하단 전극 층 또는 상기 상단 전극 층 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 접합 패드 리드를 포함함)를 추가로 포함하고, 상기 작동 빔은, 상기 전기 연결부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장된 베이스부, 및 상기 베이스부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장된 캔틸레버부를 포함하고, 상기 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 상기 마이크로-밸브를 개방 또는 폐쇄한다.
일부 구현예에서, 제팅 조립체는, 오리피스 플레이트를 포함한 밸브 몸체(상기 오리피스 플레이트는 이를 통해 연장되는 복수의 오리피스를 포함함); 복수의 마이크로-밸브를 포함하되, 상기 복수의 마이크로-밸브는, 제1 단부 및 제2 단부를 포함한 작동 빔을 포함하고, 상기 작동 빔은, 베이스 층; 상기 베이스 층 상에 배치되고 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분을 연장하는 압전 재료 층(상기 압전 재료 층은 그 전기 연결부에서 관통하는 비아를 형성함); 상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치된 하단 전극 층(상기 하단 전극 층의 일부가 상기 비아 아래에 배치됨); 및 상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치된 상단 전극 층(상기 상단 전극 층의 일부가 상기 비아를 통해 배치됨)을 추가로 포함하고, 상기 작동 빔은, 상기 전기 연결부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장된 베이스부, 및 상기 베이스부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장된 캔틸레버부(상기 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 상기 마이크로-밸브를 개방 또는 폐쇄함); 및 상기 복수의 마이크로-밸브 각각에 대한 유체 저장조를 형성하기 위해 상기 복수의 마이크로-밸브 각각에 결합된 유체 매니폴드를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 복수의 마이크로-밸브 각각은 오리피스 플레이트 상에 배치된 밸브 시트를 추가로 포함하고, 상기 밸브 시트는 오리피스와 유체 연통하는 개구와 유체 플레넘을 형성한다. 일부 구현예에서, 비아는 제1 비아이고, 여기서 작동 빔의 전기 연결 부분에서, 압전 재료 층은 베이스 층으로 관통되어 형성된 제2 비아를 포함하고, 마이크로-밸브는 접합 패드를 추가로 포함하고, 접합 패드의 적어도 일부는 베이스 층 상에 제2 비아를 통해 배치되고 와이어 접합부를 수용하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 접합 패드는 금으로 구성된다. 일부 구현예에서, 접합 패드는 제1 비아에서, 상단 전극 층의 일부 또는 하단 전극 층의 일부 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 접합 패드 리드를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 전기 연결부의 제1 위치에서, 하단 전극 층의 일부가 비활성이고, 상단 전극을 형성하기 위해 상단 전극 층의 일부가 활성이고, 상기 상단 전극은 전기 연결부로부터 상기 캔틸레버부를 향해 연장되고, 와이어 접합 리드의 일부는 제1 비아에서 상단 전극 층의 부분 상에 배치되어 이에 전기적으로 연결된다.
일부 구현예에서, 상기 전기 연결부의 제2 위치에서, 상단 전극 층의 일부가 비활성이고, 하단 전극을 형성하기 위해 하단 전극 층의 일부가 활성이고, 상기 하단 전극은 전기 연결부로부터 상기 캔틸레버부를 향해 연장되고, 와이어 접합 리드의 일부는 제1 비아에서 상단 전극 층의 비활성부 상에 배치되어 상단 전극 층의 비활성부를 통해 활성 하단 전극에 전기적으로 연결된다.
일부 구현예에서, 유체 매니폴드의 적어도 일부는 작동 빔의 단부 상에 배치된다. 일부 구현예에서, 유체 매니폴드는 복수의 마이크로-밸브와 캐리어 사이에 배치되고, 캐리어는 유체 매니폴드와 복수의 마이크로-밸브가 배치되는 체적을 실질적으로 둘러싼다.
일부 구현예에서, 제팅 조립체는, 유체 매니폴드와 캐리어 사이에 배치된 인터포저를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 제팅 조립체는, 유체 매니폴드와 인터포저 사이에 배치된 연성 회로, 및 캐리어의 측부 표면에 부착된 회로 기판을 추가로 포함하되, 상기 연성 회로는 전기 연결부에서 작동 빔에 연결된 와이어 접합부를 통해 복수의 마이크로-밸브의 작동 빔을 회로 기판에 전기적으로 연결한다.
일부 구현예에서, 마이크로-밸브 각각은 오리피스 플레이트 상에 배치된 간격 부재를 추가로 포함하되, 전기 연결부 및 베이스부는 간격 부재 상에 배치된다.
일부 구현예에서, 전기 연결부에서, 작동 빔은 하단 전극 층 아래에 배치된 제1 접착 층, 및 상단 전극 층 아래에 배치된 제2 접착 층을 포함하며, 상기 제1 접착 층은 하단 전극 층과 동일 공간에 연장되고, 제2 접착 층은 상단 전극 층과 동일 공간에 연장된다.
일부 구현예에서, 제1 비아에서 하단 전극 층과 상단 전극 층은 단지 제2 접착 층에 의해 분리된다. 일부 구현예에서, 작동 빔은 작동 빔 상에 배치된 패시베이션 구조체를 추가로 포함하고, 패시베이션 구조체는 상단 전극 층을 완전히 덮는다.
일부 구현예에서, 패시베이션 구조체는 알루미늄 옥사이드 층, 상기 알루미늄 옥사이드 층 상에 배치된 실리콘 디옥사이드 층, 및 상기 실리콘 디옥사이드 층 상에 배치된 실리콘 나이트라이드를 포함한다. 일부 구현예에서, 상단 전극 층은 작동 빔의 베이스부를 가로질러 전기 연결부로부터 연속적으로 연장되고, 상단 전극 층은 캔틸레버부 상에 배치된 연장부를 포함한다.
일부 구현예에서, 상단 전극 층의 연장부의 원주 에지는 압전 재료 층의 원주 에지의 안쪽에 있어서, 패시베이션 구조체는 연장부의 원주 에지의 바깥쪽으로 압전 재료 층과 바로 접촉한다.
일부 구현예에서, 하단 전극 층은 작동 빔의 베이스부를 가로질러 전기 연결부로부터 연속적으로 연장되고, 하단 전극 층은 캔틸레버부 상에 배치된 연장부를 포함한다. 일부 구현예에서, 압전 재료 층은, 압전 재료 층이 하단 전극 층의 적어도 일부를 캡슐화하도록 하단 전극 층의 측방향 단부를 넘어 중첩되고 연장된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "대략적인"은 일반적으로 언급된 값의 ±10%를 의미한다. 예를 들어, 약 0.5는 0.45 및 0.55를 포함하고, 약 10은 9 내지 11을 포함하고, 약 1000은 900 내지 1100을 포함한다.
용어 "결합된", "연결된" 등은 두 개의 부재가 서로 직간접적으로 결합하는 것을 의미한다. 이러한 결합은 고정식(예, 영구 방식) 또는 이동식(예, 탈착식 또는 해제식)일 수 있다. 이러한 결합은 두 개의 부재, 또는 두 개의 부재 및 임의의 추가 중간 부재가 서로 단일체로서 일체식 형성되거나, 두 개의 부재, 또는 두 개의 부재 및 임의의 추가 중간 부재가 서로 부착된다.
요소의 위치(예, "상단", "하단", "위", "아래" 등)에 대한 본원의 언급은 도면에서 다양한 요소의 배향을 설명하는 데 단지 사용된다. 다양한 요소의 배향은 다른 예시적인 구현예에 따라 다를 수 있으며, 이러한 변형은 본 개시에 의해 포함되는 것으로 의도됨을 유의해야 한다.
예시적인 구현예에 나타낸 바와 같은 요소의 구성 및 배열은 단지 예시적인 것이다. 본 개시의 몇몇 구현예만이 상세히 설명되었지만, 본 개시를 검토하는 당업자는 인용된 주제의 새로운 교시 및 이점으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 많은 변형(예, 다양한 요소의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율의 변화, 파라미터의 값, 장착 배열, 재료, 색상, 배향 등의 사용)이 가능함을 쉽게 이해할 것이다. 예를 들어, 일체식으로 형성된 것으로 나타낸 요소는 다수의 부분 또는 요소로 구성될 수 있고, 요소의 위치는 역전되거나 달리 변화될 수 있고, 불연속 요소 또는 위치의 성질 또는 개수는 변경되거나 변화될 수 있다.
또한, "예시적"이라는 단어는 실시예, 인스턴스 또는 예시로서 기능하는 것을 의미하는 데 사용된다. 본원에서 "예시적" 또는 "예시"로서 설명된 임의의 구현예 또는 설계는, 다른 구현예 또는 설계에 비해 선호되거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다(그리고 이러한 용어는 그러한 구현예가 반드시 특별하거나 최상의 예시임을 언급하려고 의도하는 것은 아님). 오히려 "예시적"이라는 단어의 사용은 구체적인 방식으로 개념을 제시하고자 하는 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형은 본 개시의 범주 내에 포함되도록 의도된다. 다른 치환, 변형, 변경 및 생략은 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않고 바람직한 구현예 및 다른 예시적인 구현예의 설계, 작동 조건 및 배열에서 이루어질 수 있다.
다른 치환, 변형, 변경 및 생략은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 다양한 예시적 구현예의 설계, 작동 조건 및 배열에서 또한 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에 개시된 임의의 요소는 본원에 개시된 임의의 다른 구현예와 통합되거나 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어 임의의 공정 또는 방법 단계의 순서 또는 서열은 대안적인 구현예에 따라 변화되거나 재서열화 수 있다. 임의의 수단-플러스-기능 조항은 인용된 기능을 수행하는 것으로서 본원에 기술된 구조뿐만 아니라 구조적 균등물 및 동등한 구조를 포함하도록 의도된다. 다른 치환, 변형, 변경 및 생략은 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않고 바람직한 구현예 및 다른 예시적인 구현예의 설계, 작동 구성 및 배열에서 이루어질 수 있다.
Claims (20)
- 마이크로-밸브에 있어서,
오리피스를 포함한 오리피스 플레이트;
제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 작동 빔을 포함하되, 상기 작동 빔은,
베이스 층;
상기 베이스 층 상에 배치되고 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분을 연장하는 압전 재료 층으로서, 상기 압전 재료 층은 그 전기 연결부에서 관통하는 비아를 형성하는, 상기 압전 재료 층;
상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치된 하단 전극 층으로서, 상기 하단 전극 층의 일부가 상기 비아 아래에 배치되는, 상기 하단 전극 층; 및
상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치된 상단 전극 층으로서, 상기 상단 전극 층의 일부가 상기 비아를 통해 배치되는, 상기 상단 전극 층을 추가로 포함하고,
상기 작동 빔은, 상기 전기 연결부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장된 베이스부, 및 상기 베이스부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장된 캔틸레버부를 포함하고, 상기 캔틸레버부는, 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 상기 마이크로-밸브를 개방 또는 폐쇄하는,
마이크로-밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 오리피스 플레이트 상에 배치된 밸브 시트를 추가로 포함하되, 상기 밸브 시트는 오리피스와 유체 연통하는 개구 및 유체 플레넘을 형성하는,
마이크로-밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 비아는 제1 비아이고, 여기서 상기 작동 빔의 전기 연결부에서, 상기 압전 재료 층은 상기 베이스 층으로 관통해 형성된 제2 비아를 포함하고, 상기 마이크로-밸브는 접합 패드를 추가로 포함하고, 상기 접합 패드의 적어도 일부는 상기 베이스 층 상의 제2 비아를 통해 배치되는,
마이크로-밸브.
- 제3항에 있어서,
상기 접합 패드는 상기 제1 비아에서, 상기 하단 전극 층의 일부 또는 상기 상단 전극 층의 일부 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 접합 패드 리드를 포함하는,
마이크로-밸브.
- 제4항에 있어서,
상기 전기 연결부의 제1 위치에서, 하부에 배치된 하단 전극 층의 일부가 비활성이고, 상단 전극을 형성하기 위해 상기 상단 전극 층의 일부가 활성이고, 상기 상단 전극은 상기 전기 연결부로부터 상기 캔틸레버부를 향해 연장되고, 상기 접합 패드 리드의 일부는 상기 제1 비아에서 상기 상단 전극 층의 부분 상에 배치되어 이에 전기적으로 연결되는,
마이크로-밸브.
- 제4항에 있어서,
상기 전기 연결부의 제2 위치에서, 상기 상단 전극 층의 일부가 비활성이고, 하단 전극을 형성하기 위해 상기 하단 전극 층의 일부가 활성이고, 상기 하단 전극은 상기 전기 연결부로부터 상기 캔틸레버부를 향해 연장되고, 상기 접합 패드 리드의 일부는 상기 제1 비아에서 상기 상단 전극 층의 비활성부 상에 배치되어 상기 상단 전극 층의 비활성부를 통해 상기 활성 하단 전극에 전기적으로 연결되는,
마이크로-밸브.
- 제3항에 있어서,
상기 베이스 층은 튜닝 층과 배리어 층을 포함하고, 상기 배리어 층의 적어도 일부는 상기 튜닝 층과 상기 압전 재료 층 사이에 개재되고, 상기 제2 비아는 상기 배리어 층을 통해 연장되어 상기 접합 패드가 상기 튜닝 층과 접촉하도록 하는,
마이크로-밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 작동 빔은 상기 압전 재료 층 상에 배치된 패시베이션 구조체를 추가로 포함하되, 상기 패시베이션 구조체는 상기 상단 전극 및 상기 압전 재료 층을 완전히 덮는,
마이크로-밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 하단 전극 층은 상기 작동 빔의 베이스부를 가로질러 상기 전기 연결부로부터 연속적으로 연장되고, 상기 하단 전극 층은 상기 캔틸레버부 상에 배치된 연장부를 포함하는,
마이크로-밸브.
- 제9항에 있어서,
상기 압전 재료 층은, 상기 압전 재료가 상기 하단 전극 층의 적어도 일부를 캡슐화하도록 상기 하단 전극 층의 측방향 단부를 넘어 중첩되고 연장되는,
마이크로-밸브.
- 제2항에 있어서,
상기 캔틸레버부의 중첩부는 상기 오리피스와 중첩하고, 상기 마이크로-밸브는 상기 중첩부로부터 상기 오리피스를 향해 연장되는 밀봉 부재를 추가로 포함하고, 전기 신호의 부재 시, 상기 밀봉 부재는 상기 밸브 시트와 접촉하여 상기 마이크로-밸브를 폐쇄하는,
마이크로-밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 캔틸레버부는, 상기 베이스부로부터 연장된 제1 부분과 상기 제1 부분으로부터 연장된 제2 부분을 포함하되, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분과 상이하게 형상화되는,
마이크로-밸브.
- 마이크로-밸브에 있어서,
오리피스를 포함한 오리피스 플레이트;
제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 작동 빔을 포함하되, 상기 작동 빔은,
베이스 층;
상기 베이스 층 상에 배치되고 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분을 연장하는 압전 재료 층으로서, 상기 압전 재료 층은 그 전기 연결부에서 상기 베이스 층으로 관통하는 비아를 형성하는, 상기 압전 재료 층;
상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치된 하단 전극 층; 및
상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치된 상단 전극 층; 및
접합 패드로서, 상기 접합 패드의 적어도 일부는 상기 베이스 층 상의 비아를 통해 배치되고, 상기 하단 전극 층 또는 상기 상단 전극 층 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 접합 패드 리드를 포함하는, 상기 접합 패드를 추가로 포함하고,
상기 작동 빔은, 상기 전기 연결부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장된 베이스부, 및 상기 베이스부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장된 캔틸레버부를 포함하고, 상기 캔틸레버부는 이동식으로 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 상기 마이크로-밸브를 개방 또는 폐쇄하는,
마이크로-밸브.
- 제팅 조립체에 있어서,
오리피스 플레이트를 포함한 밸브 몸체로서, 상기 오리피스 플레이트는 이를 통해 연장되는 복수의 오리피스를 포함하는, 상기 밸브 몸체;
복수의 마이크로-밸브를 포함하되, 상기 복수의 마이크로-밸브 각각은,
제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 작동 빔을 포함하되, 상기 작동 빔은,
베이스 층;
상기 베이스 층 상에 배치되고 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리의 적어도 일부분을 연장하는 압전 재료 층으로서, 상기 압전 재료 층은 그 전기 연결부에서 관통하는 비아를 형성하는, 상기 압전 재료 층;
상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제1 측부 상에 배치된 하단 전극 층으로서, 상기 하단 전극 층의 일부가 상기 비아 아래에 배치되는, 상기 하단 전극 층; 및
상기 압전 재료 층의 전기 연결부에서 상기 압전 재료 층의 제2 측부 상에 배치된 상단 전극 층으로서, 상기 상단 전극 층의 일부가 상기 비아를 통해 배치되는, 상기 상단 전극 층을 추가로 포함하고,
상기 작동 빔은, 상기 전기 연결부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장된 베이스부, 및 상기 베이스부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장된 캔틸레버부를 구비하고, 상기 캔틸레버부는 하단 전극 층과 상단 전극 층 간의 차동 전기 신호의 인가에 응답하여 상기 마이크로-밸브를 개방 또는 폐쇄하도록 이동가능한, 상기 작동 빔; 및
상기 복수의 마이크로-밸브 각각에 대한 유체 저장조를 형성하기 위해 상기 복수의 마이크로-밸브 각각에 결합된 유체 매니폴드를 포함하는,
제팅 조립체.
- 제14항에 있어서,
상기 복수의 마이크로-밸브 각각은 상기 오리피스 플레이트 상에 배치된 밸브 시트를 추가로 포함하고, 상기 밸브 시트는 오리피스와 유체 연통하는 개구와 유체 플레넘을 형성하는,
제팅 조립체.
- 제14항에 있어서,
상기 비아는 제1 비아이고, 여기서 상기 작동 빔의 전기 연결부에서, 상기 압전 재료 층은 상기 베이스 층으로 관통해 형성된 제2 비아를 포함하고, 상기 마이크로-밸브는 접합 패드를 추가로 포함하고, 상기 접합 패드의 적어도 일부는, 상기 베이스 층 상의 제2 비아를 통해 배치되고 와이어 접합부를 수용하도록 구성되는,
제팅 조립체.
- 제14항에 있어서,
상기 유체 매니폴드는 상기 복수의 마이크로-밸브와 캐리어 사이에 배치되고, 상기 캐리어는 상기 유체 매니폴드와 상기 복수의 마이크로-밸브가 배치되는 체적을 실질적으로 둘러싸는,
제팅 조립체.
- 제17항에 있어서,
상기 유체 매니폴드와 상기 캐리어 사이에 배치된 인터포저를 추가로 포함하는,
제팅 조립체.
- 제18항에 있어서,
상기 유체 매니폴드와 상기 인터포저 사이에 배치된 연성 회로, 및 상기 캐리어의 측부 표면에 부착된 회로 기판을 추가로 포함하되, 상기 연성 회로는 상기 전기 연결부에서 상기 작동 빔에 연결된 와이어 접합부를 통해 상기 복수의 마이크로-밸브의 작동 빔을 상기 회로 기판에 전기적으로 연결하는,
제팅 조립체.
- 제14항에 있어서,
상기 마이크로-밸브의 각각은 상기 오리피스 플레이트 상에 배치된 간격 부재를 추가로 포함하고, 상기 전기 연결부와 상기 베이스부는 상기 간격 부재 상에 배치되는,
제팅 조립체.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862670286P | 2018-05-11 | 2018-05-11 | |
| US62/670,286 | 2018-05-11 | ||
| PCT/IB2019/053838 WO2019215669A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-05-09 | Electrode structures for micro-valves for use in jetting assemblies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210018835A true KR20210018835A (ko) | 2021-02-18 |
Family
ID=66999875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207035810A KR20210018835A (ko) | 2018-05-11 | 2019-05-09 | 제팅 조립체에 사용되는 마이크로-밸브용 전극 구조체 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11186084B2 (ko) |
| EP (1) | EP3791098A1 (ko) |
| JP (1) | JP2021523332A (ko) |
| KR (1) | KR20210018835A (ko) |
| CN (1) | CN112352123B (ko) |
| AU (1) | AU2019267280A1 (ko) |
| BR (1) | BR112020022990A2 (ko) |
| CA (1) | CA3099749A1 (ko) |
| MX (1) | MX2020012076A (ko) |
| TW (1) | TW201947146A (ko) |
| WO (1) | WO2019215669A1 (ko) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019215669A1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Matthews International Corporation | Electrode structures for micro-valves for use in jetting assemblies |
| WO2019215668A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Matthews International Corporation | Micro-valves for use in jetting assemblies |
| BR112020022988A2 (pt) | 2018-05-11 | 2021-02-02 | Matthews International Corporation | microválvula e conjunto de jateamento |
| US10994535B2 (en) | 2018-05-11 | 2021-05-04 | Matthews International Corporation | Systems and methods for controlling operation of micro-valves for use in jetting assemblies |
| US11639057B2 (en) | 2018-05-11 | 2023-05-02 | Matthews International Corporation | Methods of fabricating micro-valves and jetting assemblies including such micro-valves |
| EP4051931A4 (en) * | 2019-11-01 | 2024-03-13 | Matthews International Corporation | CONTACTLESS DEPOSIT SYSTEMS INCLUDING PROJECTION SETS |
| KR102256132B1 (ko) * | 2020-02-18 | 2021-05-25 | (주)캔탑스 | 캐리어 내부의 오염 관리 기능을 갖는 자동 반송시스템 |
| JP2023004128A (ja) * | 2021-06-25 | 2023-01-17 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
Family Cites Families (90)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2527647C3 (de) * | 1975-06-20 | 1981-06-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mit Flüssigkeitströpfchen arbeitendes Schreibgerät |
| US4340083A (en) | 1978-11-30 | 1982-07-20 | Carleton Controls Corporation | Deflectable beam valve |
| DE3114192A1 (de) | 1981-04-08 | 1982-10-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mit fluessigkeitstroepfchen arbeitendes schreibgeraet |
| JPS57197176A (en) | 1981-05-30 | 1982-12-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Ink feeding device in ink jet printer |
| US4450375A (en) | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Kiwi Coders Corporation | Piezoelectric fluid control device |
| DE3428969A1 (de) | 1984-08-06 | 1986-02-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Steuervorrichtung zur luftklappenbetaetigung |
| US4564846A (en) | 1984-10-26 | 1986-01-14 | Kiwi Coders Corporation | Drop on demand dot matrix printing head |
| GB8507688D0 (en) | 1985-03-25 | 1985-05-01 | Lane International Ltd John | Fluid applicator |
| US4629926A (en) * | 1985-10-21 | 1986-12-16 | Kiwi Coders Corporation | Mounting for piezoelectric bender of fluid control device |
| EP0243249A1 (fr) | 1986-04-18 | 1987-10-28 | Maurice Carre | Dispositif de distribution, notamment à usage médical, d'un produit suivant des quantités dosées prédéterminées |
| JPH0694014B2 (ja) | 1986-11-07 | 1994-11-24 | マークテック株式会社 | 小型高速スプレ−ガン |
| GB8700203D0 (en) | 1987-01-07 | 1987-02-11 | Domino Printing Sciences Plc | Ink jet printing head |
| JPH0773913B2 (ja) | 1987-07-14 | 1995-08-09 | マークテック株式会社 | 高速スプレ−ガンの制御方法 |
| DE68907434T2 (de) | 1988-04-12 | 1994-03-03 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahlkopf. |
| JPH0233979A (ja) | 1988-07-22 | 1990-02-05 | Matsushita Electron Corp | 光半導体装置 |
| JP2819141B2 (ja) | 1989-02-13 | 1998-10-30 | 株式会社エー・アンド・デイ | 定速排気装置および定速排気装置の制御方法 |
| JPH02273242A (ja) | 1989-04-14 | 1990-11-07 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド |
| DE3935474A1 (de) | 1989-06-22 | 1991-01-03 | Hoechst Ceram Tec Ag | Piezoelektrischer biegewandler und seine verwendung |
| US5072959A (en) | 1990-11-09 | 1991-12-17 | Marullo Gaetano C | Boat carrier |
| US5126755A (en) | 1991-03-26 | 1992-06-30 | Videojet Systems International, Inc. | Print head assembly for ink jet printer |
| DE4119955C2 (de) | 1991-06-18 | 2000-05-31 | Danfoss As | Miniatur-Betätigungselement |
| JPH05116284A (ja) | 1991-10-25 | 1993-05-14 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツドおよび該記録ヘツドを有するインクジエツト記録装置 |
| GB9302170D0 (en) | 1993-02-04 | 1993-03-24 | Domino Printing Sciences Plc | Ink jet printer |
| US5619177A (en) | 1995-01-27 | 1997-04-08 | Mjb Company | Shape memory alloy microactuator having an electrostatic force and heating means |
| JPH0911471A (ja) | 1995-04-26 | 1997-01-14 | Canon Inc | 液体吐出方法、液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ、液体吐出装置、及び液体吐出ヘッドキット |
| GB9610819D0 (en) | 1996-05-22 | 1996-07-31 | Lucas Ind Plc | Valve arrangement |
| DE19626428A1 (de) | 1996-07-01 | 1998-01-15 | Heinzl Joachim | Tröpfchenwolkenerzeuger |
| DE19648730C2 (de) | 1996-11-25 | 1998-11-19 | Fraunhofer Ges Forschung | Piezoelektrisch betätigtes Mikroventil |
| US6024340A (en) | 1996-12-04 | 2000-02-15 | Active Control Experts, Inc. | Valve assembly |
| US6557977B1 (en) | 1997-07-15 | 2003-05-06 | Silverbrook Research Pty Ltd | Shape memory alloy ink jet printing mechanism |
| JPH11105274A (ja) | 1997-10-03 | 1999-04-20 | Marktec Corp | マーキング装置 |
| US5901939A (en) | 1997-10-09 | 1999-05-11 | Honeywell Inc. | Buckled actuator with enhanced restoring force |
| CA2306384A1 (en) | 1997-10-14 | 1999-04-22 | Patterning Technologies Limited | Method of forming an electronic device |
| DE29819856U1 (de) | 1998-11-06 | 1999-01-14 | Festo AG & Co, 73734 Esslingen | Steuerglied eines Piezoventils |
| DE19857247C1 (de) * | 1998-12-11 | 2000-01-27 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Aktor |
| GB9828476D0 (en) | 1998-12-24 | 1999-02-17 | Xaar Technology Ltd | Apparatus for depositing droplets of fluid |
| US6358021B1 (en) | 1998-12-29 | 2002-03-19 | Honeywell International Inc. | Electrostatic actuators for active surfaces |
| DE19911399C2 (de) | 1999-03-15 | 2001-03-01 | Joachim Heinzl | Verfahren zum Ansteuern eines Piezo-Druckkopfes und nach diesem Verfahren angesteuerter Piezo-Druckkopf |
| US6164621A (en) | 1999-07-09 | 2000-12-26 | Deka Products Limited Partnership | Simplified piezoelectric valve |
| DE19957959C1 (de) | 1999-12-02 | 2001-01-18 | Festo Ag & Co | Piezoventil und Verfahren zur Herstellung eines Piezoventils |
| EP1106882A3 (de) | 1999-12-09 | 2002-11-13 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co. Fertigungs-KG | Piezoelektrisch betätigbares Ventil |
| US6676249B2 (en) | 1999-12-17 | 2004-01-13 | Eastman Kodak Company | Continuous color ink jet print head apparatus and method |
| JP4288399B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2009-07-01 | 富士フイルム株式会社 | マルチノズルインクジェットヘッド及びその製造方法 |
| KR100406939B1 (ko) | 2000-07-25 | 2003-11-21 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린터 헤드 |
| DE10048376C2 (de) | 2000-09-29 | 2002-09-19 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikroventil mit einem normalerweise geschlossenen Zustand |
| US6352337B1 (en) | 2000-11-08 | 2002-03-05 | Eastman Kodak Company | Assisted drop-on-demand inkjet printer using deformable micro-acuator |
| ES2190393T3 (es) | 2000-11-20 | 2003-08-01 | Festo Ag & Co | Valvula piezoelectrica. |
| DE10133939C2 (de) | 2001-07-12 | 2003-11-06 | Tally Computerdrucker Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Tropfenerzeugers für Mikrotropfen, insbesondere eines Düsenkopfes für Tintendrucker und Tropfenerzeuger |
| US6464341B1 (en) | 2002-02-08 | 2002-10-15 | Eastman Kodak Company | Dual action thermal actuator and method of operating thereof |
| EP1367307B1 (de) | 2002-05-31 | 2004-07-21 | FESTO AG & Co | Piezoventil |
| US7083270B2 (en) | 2002-06-20 | 2006-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric element, ink jet head, angular velocity sensor, method for manufacturing the same, and ink jet recording apparatus |
| AT412366B (de) | 2002-10-15 | 2005-01-25 | Hygrama Ag | Ventil |
| US7159841B2 (en) | 2002-11-07 | 2007-01-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Piezoelectric axial flow microvalve |
| JP2004308554A (ja) | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Alps Electric Co Ltd | 流体ポンプ |
| DE10323773A1 (de) | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Heinrich J. Kesseböhmer KG | Teleskopauszug |
| US6988706B2 (en) | 2003-12-17 | 2006-01-24 | General Electric Company | Piezoelectric microvalve |
| DE102004008009A1 (de) | 2003-12-23 | 2005-07-28 | Robert Bosch Gmbh | Integriertes Mikroventil und Verfahren zum Herstellen eines Mikroventils |
| ATE323861T1 (de) | 2004-02-11 | 2006-05-15 | Festo Ag & Co | Piezoventil |
| JP2008507673A (ja) | 2004-07-23 | 2008-03-13 | エイエフエイ・コントロールズ，リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | マイクロバルブアセンブリの動作方法および関連構造および関連デバイス |
| DE102004035844B3 (de) | 2004-07-23 | 2005-10-20 | Siemens Ag | Servoventil |
| KR20060039111A (ko) | 2004-11-02 | 2006-05-08 | 삼성전자주식회사 | 캔틸레버 액츄에이터를 구비한 잉크젯 프린트헤드 |
| JP4022674B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2007-12-19 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出ヘッド、画像形成装置及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
| US20060255064A1 (en) | 2005-05-10 | 2006-11-16 | Par Technologies, Llc | Fluid container with integrated valve |
| CN201022022Y (zh) | 2006-11-09 | 2008-02-13 | 大连交通大学 | 一种电信号到气信号的转换装置 |
| DE102007033529A1 (de) | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh | Piezoelektrisches Ventil |
| DE102007034049B3 (de) | 2007-07-19 | 2008-06-12 | Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh | Piezoelektrisches Ventil |
| JP2009243911A (ja) | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Toray Ind Inc | 欠陥検査システム |
| CN102202797A (zh) | 2008-10-31 | 2011-09-28 | 富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司 | 成形喷嘴出口 |
| JP5629767B2 (ja) | 2009-06-09 | 2014-11-26 | ヴィデオジェット テクノロジーズ インコーポレイテッド | 流れ印刷法 |
| US8556373B2 (en) | 2009-06-19 | 2013-10-15 | Burkhard Buestgens | Multichannel-printhead or dosing head |
| US20110073188A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Marcus Michael A | Microvalve for control of compressed fluids |
| US20110073788A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Marcus Michael A | Microvalve for control of compressed fluids |
| JP5688140B2 (ja) | 2010-06-29 | 2015-03-25 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． | 同一平面上の電極を有した圧電アクチュエータ |
| US8529021B2 (en) | 2011-04-19 | 2013-09-10 | Eastman Kodak Company | Continuous liquid ejection using compliant membrane transducer |
| US20140333703A1 (en) | 2013-05-10 | 2014-11-13 | Matthews Resources, Inc. | Cantilevered Micro-Valve and Inkjet Printer Using Said Valve |
| ES2561727B1 (es) * | 2014-08-29 | 2017-03-24 | Kerajet S.A. | Dispositivo, método y máquina de deposición de fluidos sobre una superficie |
| CN107107058B (zh) | 2014-10-22 | 2021-08-10 | 加利福尼亚大学董事会 | 高清晰度微液滴打印机 |
| US9763628B2 (en) | 2014-12-31 | 2017-09-19 | Immersion Corporation | Systems and methods for providing enhanced haptic feedback |
| US9975347B2 (en) | 2016-01-08 | 2018-05-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection apparatus and liquid ejection method |
| JP2017174985A (ja) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | キヤノン株式会社 | シリコン基板の加工方法 |
| JP2018083385A (ja) | 2016-11-25 | 2018-05-31 | キヤノン株式会社 | 膜の形成方法 |
| JP2018094845A (ja) | 2016-12-15 | 2018-06-21 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP6873836B2 (ja) | 2017-06-19 | 2021-05-19 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP2019005988A (ja) | 2017-06-23 | 2019-01-17 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
| US11448958B2 (en) | 2017-09-21 | 2022-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | System and method for controlling the placement of fluid resist droplets |
| US10994535B2 (en) | 2018-05-11 | 2021-05-04 | Matthews International Corporation | Systems and methods for controlling operation of micro-valves for use in jetting assemblies |
| WO2019215669A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Matthews International Corporation | Electrode structures for micro-valves for use in jetting assemblies |
| US11639057B2 (en) | 2018-05-11 | 2023-05-02 | Matthews International Corporation | Methods of fabricating micro-valves and jetting assemblies including such micro-valves |
| BR112020022988A2 (pt) | 2018-05-11 | 2021-02-02 | Matthews International Corporation | microválvula e conjunto de jateamento |
| WO2019215668A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Matthews International Corporation | Micro-valves for use in jetting assemblies |
-
2019
- 2019-05-09 WO PCT/IB2019/053838 patent/WO2019215669A1/en active Application Filing
- 2019-05-09 MX MX2020012076A patent/MX2020012076A/es unknown
- 2019-05-09 BR BR112020022990-3A patent/BR112020022990A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2019-05-09 EP EP19732458.5A patent/EP3791098A1/en not_active Withdrawn
- 2019-05-09 KR KR1020207035810A patent/KR20210018835A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-05-09 AU AU2019267280A patent/AU2019267280A1/en active Pending
- 2019-05-09 CN CN201980041890.1A patent/CN112352123B/zh active Active
- 2019-05-09 JP JP2020563601A patent/JP2021523332A/ja active Pending
- 2019-05-09 CA CA3099749A patent/CA3099749A1/en active Pending
- 2019-05-09 US US16/407,461 patent/US11186084B2/en active Active
- 2019-05-10 TW TW108116314A patent/TW201947146A/zh unknown
-
2021
- 2021-11-29 US US17/536,353 patent/US20220219455A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190346067A1 (en) | 2019-11-14 |
| US11186084B2 (en) | 2021-11-30 |
| AU2019267280A1 (en) | 2020-11-26 |
| CN112352123A (zh) | 2021-02-09 |
| TW201947146A (zh) | 2019-12-16 |
| BR112020022990A2 (pt) | 2021-02-02 |
| US20220219455A1 (en) | 2022-07-14 |
| EP3791098A1 (en) | 2021-03-17 |
| MX2020012076A (es) | 2021-03-25 |
| JP2021523332A (ja) | 2021-09-02 |
| CN112352123B (zh) | 2023-05-12 |
| WO2019215669A1 (en) | 2019-11-14 |
| CA3099749A1 (en) | 2019-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20210018835A (ko) | 제팅 조립체에 사용되는 마이크로-밸브용 전극 구조체 | |
| US11639057B2 (en) | Methods of fabricating micro-valves and jetting assemblies including such micro-valves | |
| US11794476B2 (en) | Micro-valves for use in jetting assemblies | |
| KR20210020905A (ko) | 제팅 조립체에 사용되는 마이크로-밸브를 밀봉하는 시스템 및 방법 | |
| US11660861B2 (en) | Systems and methods for controlling operation of micro-valves for use in jetting assemblies | |
| US20210129173A1 (en) | Non-contact deposition systems including jetting assemblies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |