201000765 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於晶片上實驗室（LOC)及微流體技 術。fe供元全整合的微流體系統（如，LOC裝置）以及不 會只依賴軟光刻製程之微流體裝置已被開發。 【先前技術】 “晶片上實驗室（Lab-on-a-chip) ”（L〇C)係一用來 描述只有幾平方公釐或平方公分的裝置，其能夠實施與一 標準的實驗室相關之大量的工作。LOC裝置包含微流體通 道，其能夠處理奈升（nanoliter)及皮升（pic〇iiter)範 圍之極小體積。L0C裝置在化學及生物分析上的應用刺激 了在這些領域的硏究，特別是如果LO C裝置可被夠便宜 地製造以提供拋棄式生物分析工具的話。例如，LOC技術 的目標之一爲提供即時的DNA偵測裝置，其可被單次使 用然後拋棄。 LOC裝置的製造係源自於標準MEMS技術，已爲大家 接受之微影成像技術被用來製造矽晶圓上的裝置。對於絕 大多數的LOC裝置而言流體控制是關鍵。因此，LOC裝 置典型地包含一陣列之可獨立地控制的微流體裝置，譬如 像是閥與泵。雖然L0C裝置原本是從以矽爲基礎的MEMS 技術發展出來的，但最近已轉向使用彈性物指之軟光刻技 術。對於形成有效的閥密封件而言’彈性物質遠比矽更爲 適合。因此，聚二甲基矽氧烷（PDMS )現已成爲製造在 201000765 L0C晶片中的微流體裝置的首選材料。一 PDMS微流體平 台典型地係使用軟光刻技術來製造然後再安裝於一玻璃基 材上。 最吊被使用在LOC裝置中的閥種類爲‘Quake’閥， 如美國專利第7,2S 8,774號所揭露者，該專利的揭示內容 藉由此參照而被倂於本文中。該‘ QUake ’閥使用在—控 制通道內的流體壓力（如，氣體壓力或液壓）來以一種傳 統氣動夾緊閥（pinch valve )的方式來塌縮一相鄰的流體 流通道的PDMS壁。簡短地參照圖1 A-1C，該QUake閥包 含一流體流通道1及控制通道2其延伸橫貫該流體流通道 1。一膜片3將通道1及2隔開。通道丨及2係藉由使用 軟光刻技術而被界定在一撓性的彈性基材中，譬如像是 P D M S中’用以提供一微流體結構4。該微流體結構4被 結合至一平面基材5上，譬如一玻璃載片上。 如圖 1Β所示，該流體流通道 1是“開放的 (open)” 。在圖1C中，控制通道2的加壓（由一外部 的泵引入其內之氣體或液體所施加的壓力）造成膜片3向 下偏轉藉以緊束該流體流通道1並控制流經該通道1的流 體流。因此，藉由改變在控制通道2中的壓力可提供一可 線性地致動的閥系統，使得該流體流通道1可藉由移動膜 片3而如所需地被打開或關閉。（爲了顯示的目的，圖 1 C中的流體流通道1係被顯示位在“幾乎關閉”的位 置’而不是“完全關閉”的位置。） 多個Quake閥可合作用以提供一蠕動泵。因此，該 -6- 201000765
Quake’閥系統已被用來產生在—個l〇C裝置中之 閥與泵。如上文中提到的，這些裝置在化學及生物 之潛在的應用數量非常的大，範圍包括從燃料電池 定序器。 然而，目前的微流體裝置，譬如像是描述於美 第7，2 5 8,7 74號中者，都具有數項問題。詳言之， 前技藝的微流體裝置必需被安插到外部控制系統中 /真空系統及/或抽吸系統中才能發揮作用。雖然用 技術形成的微流體平台也許是很小且製造上也便宜 動微流體裝置所需的外部支援系統（即M TAS裝置 上昂貴且實際的微流體平台大。因此，目前的技術 法提供完犬整合之拋棄式LOC//TAS裝置。提供一 過多的外部支援系統來驅動之完全整合的LOC裝 想要的。 【發明內容】 在第一態樣中，本發明提供一種蠕動微流體栗 含： 一抽吸室，其被設置在一入口與一出口之間； 多個活動的指件其被設置在該抽吸室的一壁中 指件沿著該壁被安排成一列；及 多個熱彎曲致動器，每一致動器都與一個別的 關連使得該熱彎曲致動件的致動會造成該個別的指 進入該抽吸室中， 數千個 領域中 到DNA 國專利 這些先 ，空氣 軟光刻 ，但驅 )相對 仍然無 種無需 置是所 ，其包 ，該等 指件相 件移動 -7- 201000765 其中該泵被建構來藉由該等指件的運動用以在該抽吸 室中提供一蠕動抽吸動作。 選擇上地（optionally )，該抽吸室是細長形的，且 該等指件沿著該抽吸室的一縱向壁被設置成一列。 選擇上地，每一指件都橫向地延伸橫跨該室。 選擇上地，該等指件都被設置成相對的指件對，在一 相對的指件對中的每一指件都指向該抽吸室的一中央縱軸 線。 選擇上地，每一指件都包含該熱彎曲致動器。 選擇上地，該抽吸室包含一室頂其與一基材間隔開 來，及側壁其延伸在該室頂與一由該基材所界定的地板之 間。 選擇上地，該等指件被設置在該室頂中。 選擇上地，每一熱彎曲致動器都包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 賬，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 -8- 201000765 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，該基材包含用來控制每一致動器的控制電 路。 選擇上地，該基材爲一矽基材，該控制電路係被包含 在該矽基材的至少一 CMOS層中。 選擇上地，該壁被覆蓋一聚合體層，該聚合體層提供 一機械性密封於每一指件與該壁之間。 選擇上地，該聚合體層係由聚二甲基矽氧烷 (PDMS )所組成。 選擇上地，該入口被界定在該基材中。 在進一步的態樣中，一種微流體系統被提供，其包含 該微流體泵，該微流體泵包含： 一抽吸室，其被設置在一入口與一出口之間； 多個活動的指件其被設置在該抽吸室的一壁中，該等 指件沿著該壁被安排成一列；及 多個熱彎曲致動器，每一致動器都與一個別的指件相 關連使得該熱彎曲致動件的致動會造成該個別的指件移動 進入該抽吸室中， 其中該栗被建構來藉由該等指件的運動用以在該抽吸 室中提供一蠕動抽吸動作。 在另一態樣中，一種微流體系統被提供，其包含該微 -9- 201000765 流體泵，該微流體泵包含： 一抽吸室，其被設置在一入口與一出口之間； 多個活動的指件其被設置在該抽吸室的一壁中，該等 指件沿著該壁被安排成一列；及 多個熱彎曲致動器，每一致動器都與一個別的指件相 關連使得該熱彎曲致動件的致動會造成該個別的指件移動 進入該抽吸室中， 其中該栗被建構來藉由該等指件的運動用以在該抽吸 室中提供一蠕動抽吸動作， 其爲一 LOC裝置或一微型總分析系統（Micro Total Analysis System ) 。 在一第二態樣中，本發明提供一種MEMS積體電路其 包含一或多個蠕動微流體泵及用來控制該一或多個泵之控 制電路，每一泵都包含： 一抽吸室，其被設置在一入口與一出口之間； 多個活動的指件其被設置在該抽吸室的一壁中，該等 指件沿著該壁被安排成一列；及 多個熱彎曲致動器，每一致動器都與一個別的指件相 關連使得該熱彎曲致動件的致動會造成該個別的指件移動 進入該抽吸室中， 其中該控制電路控制該等多個致動器的致動，且該控 制電路被建構來藉由該等指件的蠕動運動用以在每一抽吸 室中提供一蠕動抽吸動作。 選擇上地，該抽吸室是細長形的，且該等指件沿著該 -10- 201000765 抽吸室的一縱向壁被設置成一列。 選擇上地，每一指件都橫向地延伸橫跨該室。 選擇上地，該等指件都被設置成相對的指件對，在一 相對的指件對中的每一指件都指向該抽吸室的一中央縱軸 線。 選擇上地，每一指件都包含該熱彎曲致動器。 選擇上地，該抽吸室包含一室頂其與一基材間隔開 來，及側壁其延伸在該室頂與一由該基材所界定的地板之 間。 選擇上地，該等指件被設置在該室頂中。 選擇上地，每一熱彎曲致動器都包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 -11 - 201000765 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，該基材爲一矽基材，該控制電路係被包含 在該矽基材的至少一 CMOS層中。 選擇上地，該壁被覆蓋一聚合體層，該聚合體層提供 一機械性密封於每一指件與該壁之間。 選擇上地，該聚合體層係由聚二甲基矽氧烷 (P D M S )所組成。 選擇上地，該聚合體層界定該MEMS積體電路的一外 表面。 選擇上地，該出口被界定在該外表面中。 選擇上地，該入口被界定在該基材中。 在另一態樣中，一種包含該MEMS積體電路的微流體 系統被提供，該MEM S積體電路包含一或多個蠕動微流體 栗及用來控制該一或多個栗之控制電路，每一泵都包含： 一抽吸室，其被設置在一入口與一出口之間； 多個活動的指件其被設置在該抽吸室的一壁中，該等 指件沿著該壁被安排成一列；及 多個熱彎曲致動器，每一致動器都與一個別的指件相 關連使得該熱彎曲致動件的致動會造成該個別的指件移動 進入該抽吸室中， 其中該控制電路控制該等多個致動器的致動，且該控 制電路被建構來藉由該等指件的蠕動運動用以在每一抽吸 室中提供一蠕動抽吸動作。 在一第三態樣中，本發明提供一種機械式致動的微流 -12 - 201000765 體閥，其包含： —入口埠； —出口埠； 一熱彎曲致動器；及 一閥閉合件，其與該致動器合作使得該熱彎曲致動件 的致動會造成該閉合件的運動，藉以調節一從該入口埠至 該出口埠的流體流。 選擇上地，該彎曲致動器包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，至少該致動器被界定在一矽基材的一 MEMS層中。 選擇上地，該基材包含用來控制該致動器的控制電 路，該控制電路被包含在該基材的至少一 CMOS層中。 -13- 201000765 選擇上地，該入口埠與該出口埠被界定在一矽基材的 一 MEMS 層中。 選擇上地，該入口埠與該出口埠被界定在聚合的微流 體平台中。 選擇上地，該閉合件是由一順從物質（compliant material )所構成用以與該閥的密封表面密封地嚙合。 選擇上地，該閉合件是由一彈性體所構成。 選擇上地，該閉合件係由聚二甲基矽氧烷（PDMS ) 所構成。 選擇上地，該閉合件被熔接或黏合（bind )至該熱彎 曲致動器。 選擇上地，該致動造成該閥的開啓或關閉。 選擇上地，該致動造成該閥的部分開啓或部分關閉。 在第四實施例中，本發明提供一種微流體系統，其包 含一黏合至一聚合的微流體平台之MEMS積體電路，該系 統包含一或多個微流體裝置，其中該等微流體裝置中的至 少一者包含一 MEMS致動器其被設置在該積體電MEMS 層中。 選擇上地，該等微流體裝置係選自於包含微流體閥與 微流體泵的族群中。 選擇上地，所有的微流體裝置都包含一設置在該 MEMS層中的MEMS致動器。 選擇上地，該MEMS層更包含一微加熱器用來加熱一 在一微流通道內的流體。 -14- 201000765 選擇上地，該 MEMS積體電路包含一矽基材且該 MEMS層被形成在該基材上。 選擇上地，該MEMS層被覆蓋一聚合體層。 選擇上地，該聚合體層界定該MEMS積體電路的一黏 合層。 選擇上地，該聚合體層是由可光圖案化* (photopatternable )的 PDMS 所組成的。 選擇上地，該微流體平台包含一聚合物本體其具有一 或多個界定於其內的微流體通道。 選擇上地，該聚合物本體是由PDMS所組成。 選擇上地，該等微流體通道的至少一者與該至少一微 流體裝置流體聯通。 選擇上地，該MEMS積體電路包含用來控制該致動器 的控制電路，該控制電路被包含在該基材的至少一 C Μ 0 S 層中。 選擇上地，該MEMS致動器爲一熱彎曲致動器。 選擇上地，熱彎曲致動器包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 -15 - 201000765 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 在一進一步的態樣中，一種微流體系統被提供其包含 一黏合至一聚合的微流體平台之MEMS積體電路，該系統 包含一或多個微流體裝置，其中該等微流體裝置中的至少 一者包含一設置在該積體電路的一 MEMS層內之MEMS 致動器，其爲一 LOC裝置或一微型總分析系統（Micro Total Analysis System, ji T A S ) 。 在第五態樣中，本發明提供一種微流體系統其包含一 積體電路其具有一黏合至一聚合的微流體平台之黏合表 面，該微流體系統包含一或多個被該積體電路中的控制電 路所控制的微流體裝置， 其中該等微流體裝置的至少一者包含一 MEMS致動 器，其被設置在該積體電路的一 MEMS層中，該MEMS 層被覆蓋一聚合物體其界定該積體電路的該黏合表面。 選擇上地，該等微流體裝置係選自於包含微流體閥與 微流體泵的族群中。 選擇上地，該等微流體裝置被設置在下面所列的任何 一者中 ： 該積體電路； 該微流體平台；及 -16- 201000765 介於該積體電路與該微流體平台之間的一界面。 選擇上地，該積體電路包含一矽積材其具有至少一 COMS層，且該控制電路被包含在該至少一COMS層中。 選擇上地，該積體電路包含一矽基材且該MEMS層被 形成在該基材上。 選擇上地，該聚合體層是由可光圖案化的PD MS所組 成的。 選擇上地，該微流體平台包含一聚合物本體其具有一 或多個微流體通道界定於其內。 選擇上地，該聚合物本體是由P D M S所組成的。 選擇上地，該等微流體通道的至少一者與該至少一微 流體裝置流體聯通。 選擇上地，該MEMS致動器爲一熱彎曲致動器。 選擇上地，熱彎曲致動器包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 -17- 201000765 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，該積體電路與該聚合的微流體平台流體聯 通及/或機械式聯通。 在另一態樣中，一種微流體系統被提供其包含一積體 電路其具有黏合至一聚合的微流體平台之黏合表面，該微 流體系統包含一或多個被該積體電路中的控制電路所控制 的微流體裝置， 其中該等微流體裝置中的至少一者包含一設置在該積 體電路的一 MEMS層內之MEMS致動器，該MEMS層被 覆蓋一聚合體層其界定該積體電路的該黏合表面，其爲一 LOC裝置或一微型總分析系統（Micro Total Analysis System, β T A S )。 在第六態樣中，本發明提供一種包含一 MEMS積體電 路的微流體系統，該MEMS積體電路包含： 一矽基材其具有一或多個微流體通道界定於其內； 至少一層控制電路，用來控制一或多個微流體裝置； 一 MEMS層其包含該一或多個微流體裝置：及 一聚合體層其覆蓋該MEMS層， 其中該聚合體層的至少一部分提供一用於該等微流體 裝置的至少一者的密封。 選擇上地，該MEMS積體電路包含該微流體系統的操 作所需之所有的微流體裝置及控制電路。 選擇上地，該等微流體裝置係選自於包含微流體閥與 -18- 201000765 微流體泵的族群中。 選擇上地，該控制電路係被包含在至少一 CMOS層 中 。 選擇上地，該聚合體層是由PDMS所組成的。 選擇上地，該聚合體層界定該M EMS積體電路的一外 表面。 選擇上地，ME MS積體電路係透過該聚合體層被安裝 在一被動基材上。 選擇上地，該至少一微流體裝置包含一 MEMS致動 器。 選擇上地，該MEMS致動器爲一熱彎曲致動器。 選擇上地，熱彎曲致動器包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 -19- 201000765 選擇上地，該微流體裝置爲一微流體閥其包含一設置 在一入口埠與一出口埠之間的密封表面，及其中該聚合體 層的該至少一部分被建構來與該密封表面密封地嚙合。 選擇上地，該密封嚙合調節從該入口埠至該出口埠的 流體流。 選擇上地，該微流體裝置爲一微流體蠕動泵其包含： 一抽吸室，其被設置在一入口與一出口之間；及 多個活動的指件，其被設置在該抽吸室的一壁中，該 等指件沿著該壁被安排成一列且被建構成可藉由該等指件 的運動來提供一蠕動的抽吸動作， 其中該聚合體層的該至少一部分提供介於每一指件與 該壁之間的一機械式密封。 在一進一步的態樣中，一種微流體系統被提供其包含 一 MEMS積體電路，該MEMS積體電路包含： 一矽基材，其具有一或多個微流體通道界定於其內； 至少一層控制電路，用來控制一或多個微流體裝置； 一 MEMS層其包含一或多個微流體裝置；及 一覆蓋該MEMS層的聚合體層， 其中該聚合體層的至少一部分提供一用於該等微流體 裝置的至少一者的密封， 其爲一 LOC裝置或一微型總分析系統（Micro Total Analysis System, β T A S ) 。 在第七態樣中，本發明提供一種微流體閥，其包含： 一入口 土阜； -20- 201000765 一出口堤； 一堰部，其被設置在該入口埠與該出口埠之間’該堰 部具有一密封表面； 一隔膜，用來與該密封表面密封地嚙合；及 至少一熱彎曲致動器，用來將該隔膜移動於一關閉的 位置與一打開的位置之間，在該關閉的位置時該隔膜與該 密封表面密封地嚙合及在該打開的位置時該隔膜與該密封 表面脫離。 選擇上地，在該打開的位置時，一連接通道被界定在 該隔膜與該密封表面之間，該連接通道提供該入口埠與該 出口埠之間的流體聯通。 選擇上地，該打開的位置包括一完全打開的位置與一 部分打開的位置。 選擇上地，該隔膜被溶接或黏合到至少一活動的指 件，該致動器造成該指件的運動。 選擇上地，該至少一指件包含該熱彎曲致動器。 選擇上地，依據本發明的該微流體閥包含一對相對的 指件’每一指件都指向該堰部，其中該隔膜橋接在該對相 對的指件之間。 選擇上地，該閥被形成在一基材上，該隔膜與該等指 件與該基材間隔開來，且該堰部從該基材朝向該隔膜延 伸。 選擇上地’該堰部被設置在該對相對的指件之間的中 央處 -21 - 201000765 選擇上地，每一指件都包含一各自的熱彎曲致動器。 選擇上地，每一熱彎曲致動器都包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，該基材包含用來控制該至少一致動器的控 制電路。 選擇上地，該基材爲一矽基材，該控制電路係被包含 在該矽基材的至少一 CMOS層中。 選擇上地，該該隔膜是由一聚合體層的至少一部分界 定的。 選擇上地，該聚合體層係由聚二甲基矽氧烷 (PDMS )所組成。 -22- 201000765 選擇上地，多個依據本發明的微流體閥被串聯地設置 以使用於蠕動泵中。 在第八態樣中，本發明提供一種MEMS積體電路其包 含一或多個微流體隔膜閥及用於該一或多個閥的控制電 路，每一閥都包含： 一入口埠； 一出口埠； 一堰部，其被設置在該入口埠與該出口埠之間，該堰 部具有一密封表面； 一隔膜，用來與該密封表面密封地嚙合；及 至少一熱彎曲致動器，用來將該隔膜移動於一關閉的 位置與一打開的位置之間，在該關閉的位置時該隔膜與該 密封表面密封地嚙合及在該打開的位置時該隔膜與該密封 表面脫離， 其中該控制電路被建構來控制該至少一致動器的致 動，以控制該閥的打開與關閉。 選擇上地，在該打開的位置時，一連接通道被界定在 該隔膜與該密封表面之間，該連接通道提供該入口埠與該 出口埠之間的流體聯通。 選擇上地，該打開的位置包括一完全打開的位置與一 部分打開的位置。 選擇上地，該隔膜被熔接或黏合到至少一活動的指 件，該致動器造成該指件的運動。 選擇上地，該至少一指件包含該熱彎曲致動器。 -23- 201000765 選擇上地，依據本發明的該MEMS積體電路包含一對 相對的指件，每一指件都指向該堰部，其中該隔膜橋接在 該對相對的指件之間。 選擇上地，該閥被形成在一基材上，該隔膜與該等指 件與該基材間隔開來，且該堰部從該基材朝向該隔膜延 伸。 選擇上地，該堰部被設置在該對相對的指件之間的中 央處。 選擇上地，每一指件都包含一各自的熱彎曲致動器。 選擇上地，每一熱彎曲致動器都包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 -24- 201000765 選擇上地，該基材爲一矽基材’該控制電路係被包含 在該矽基材的至少一 CMOS層中。 選擇上地，該隔膜是由一聚合體層的至少一部分界定 的。 選擇上地，該聚合體層係由聚二甲基矽氧烷 (P D M S )所組成。 選擇上地，該聚合體層界定該MEMS積體電路的一外 表面。 選擇上地’多個該等閥被串聯地設置且該控制電路被 建構來控制每一致動器的致動’以提供一蠕動抽吸動作。 在第九態樣中，本發明提供一種微流體緊束閥 (pinch valve)，其包含： 一微流體通道，其被界定在—順從本體（comPliant b o d y )中； 一閥套，其由該微流體通道的一段所界定’該閥套具 有一隔膜壁其界定該本體的外表面的至少一部分； 該壓縮件’用來對著該閥套的一相對的壁緊束該隔膜 壁；及 一熱彎曲致動器，用來將該壓縮件移動於一關閉的位 置與一打開的位置之間，在該關閉的位置時該隔膜壁被對 著該相對的壁緊束，而在該打開的位置時該隔膜壁脫離該 相對的壁。 選擇上地，該打開的位置包括一完全打開的位置與一 部分打開的位置。 -25- 201000765 選擇上地，一活動的指件與該壓縮件嚙合，該指件被 建構來透過該致動件的運動將該壓縮件迫動於該打開的位 置與該關閉的位置之間。 選擇上地，該壓縮件被夾在該指件與該隔膜壁之間。 選擇上地，該壓縮件從該隔膜件突伸出。 選擇上地，該壓縮件在該熱彎曲致動件位在一靜止的 狀態時被朝向該關閉的位置偏動。 選擇上地，一 MEMS積體電路被黏合至該本體的外表 面，該活動的指件被包含在該積體電路的一 MEMS層中。 選擇上地，該MEM S積體電路包含一由一聚合體層所 界定的黏合表面’該黏合表面被黏合至該本體的外表面。 選擇上地，該聚合體層覆蓋該MEMS層。
選擇上地，該聚合體層及/或該順從本體是由PDMS 組成的。 選擇上地，該致動器的致動造成該指件移動遠了該本 體，藉以打開該閥；及 該致動器的未致動（deactuation )造成該指件移動朝 向該本體，藉以關閉該閥。 選擇上地，該活動的指件包含該熱彎曲致動器。 選擇上地，該熱彎曲致動器包含： 一主動棵，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作’使得當一電 流通過該主動樑時’該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 -26- 201000765 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中；及該被動樑係由一選自於包 含氧化矽，氮化矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，該MEM S積體電路包含一矽基材，其具有 被包含在至少一 CMOS層中的控制電路。 選擇上地，一種微流體系統被提供其包含依據本發明 的微流體閥。 選擇上地，依據本發明的微流體系統包含多個被串聯 地設置的閥。 在第十態樣中，本發明提供一種微流體系統其包含： (A ) —微流體平台，其包含： 一順從本體其具有一微流體通道界定於其內； 一閥套，其由該微流體通道的一段所界定，該閥套 具有一隔膜壁其界定該本體的外表面的至少一部分； 一壓縮件，用來對著該閥套的一相對的壁緊束該隔 膜壁；及 (B) — MEMS積體電路其被黏合至該本體的外表 面，該MEMS積體電路包含： -27- 201000765 一活動的指件與該壓縮件嚙合，該指件被建構來透 過該致動件的運動將該壓縮件迫動於一關閉的位置與一打 開的位置之間，在該關閉的位置時該隔膜壁被對著該相對 的壁緊束，而在該打開的位置時該隔膜壁脫離該相對的 壁； 一與該指件相關連之熱彎曲致動器，該致動器被建 構來控制該指件的運動；及 控制電路，用來控制該致動器的致動以控制該閥套 的打開與關閉。 選擇上地，該打開的位置包括一完全打開的位置與一 部分打開的位置。 選擇上地，該壓縮件被夾在該指件與該隔膜壁之間。 選擇上地，該壓縮件從該隔膜件突伸出。 選擇上地，該壓縮件爲該隔膜壁的一部分。 選擇上地，該壓縮件在該熱彎曲致動件位在一靜止的 狀態時被朝向該關閉的位置偏動。 選擇上地，該MEM S積體電路包含一由一聚合體層所 界定的黏合表面，該黏合表面被黏合至該本體的外表面。 選擇上地，該聚合體層覆蓋一包含該活動的指件的 MEMS 層。 選擇上地，該聚合體層及/或該順從本體是由PDMS 組成的。 選擇上地，該致動器的致動造成該指件移動遠了該本 體，藉以打開該閥；及 -28- 201000765 該致動器的未致動（deactuation)造成該指件移動朝 向該本體，藉以關閉該閥。 選擇上地，該活動的指件包含該熱彎曲致動器。 選擇上地，該熱彎曲致動器包含’· 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中。 選擇上地，該被動樑係由一選自於包含氧化矽，氮化 矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，該MEM S積體電路包含一矽基材，其具有 被包含在至少一 CMOS層中的控制電路。 在第十一態樣中，本發明提供一種微流體系統其包 含： (A ) —微流體平台，其包含： 一順從本體其具有一微流體通道界定於其內； -29- 201000765 一細長形室，其由該微流體通道的一段所界定，該 室具有一隔膜壁其界定該本體的外表面的至少一部分； 多個壓縮件，它們沿著該隔膜壁被間隔開來，每一 壓縮件都被建構來對著該室的一相對的壁緊束該隔膜壁的 一個別的部分；及 (B ) - MEMS積體電路其被黏合至該本體的外表 面，該MEMS積體電路包含： 多個活動的指件，每一指件都與一個別的壓縮件嚙 合，每一指件都被建構來將該個別的壓縮件迫動於一關閉 的位置與一打開的位置之間，在該關閉的位置時該隔膜壁 之該個別的部分被對著該相對的壁緊束，而在該打開的位 置時該隔膜壁之該個別的部分脫離該相對的壁； 多個熱彎曲致動器，每一熱彎曲致動器都與一個別 的指件相關連，用以控制該個別的指件的運動；及 控制電路，用來控制該等致動器的致動。 選擇上地，該控制電路被建構來提供以下所列的一或 多項： (i) 透過該等指件的蠕動運動提供在該室內的一蠕 動抽吸動作； (ii) 透過該等指件的蠕動運動提供在該室內的一混 合動作； (i i i )在該室內的一協同一致的抽吸動作。 選擇上地，該混合動作產生流體的一紊流通過該室。 胃擇上地，該協同一致的抽吸動作將所有的壓縮件協 -30- 201000765 同一致地移動至一打開的位置或一關閉的位置。 選擇上地，該控制電路被建構來可互換地提供該蠕動 抽吸動作，該混合動作及該協同一致的抽吸動作中的兩種 或更多種。 選擇上地，每一壓縮件優被夾在其個別的指件與該隔 膜壁之間。 選擇上地，每一壓縮件從該隔膜件突伸出。 選擇上地，每一壓縮件爲該隔膜壁的一部分。 選擇上地，每一壓縮件在該熱彎曲致動件位在一靜止 的狀態時被朝向該關閉的位置偏動。 選擇上地，該MEMS積體電路包含一由一聚合體層所 界定的黏合表面，該黏合表面被黏合至該本體的外表面。 選擇上地，該聚合體層覆蓋一包含該活動的指件的 MEMS 層。 選擇上地，該聚合體層及/或該順從本體是由PDMS 組成的。 選擇上地，每一致動器的致動都造成其個別的指件移 動遠了該本體，藉以將該隔膜壁的一個別的部分脫離該相 對的壁；及 每一致動器的未致動（deactuation )造成該個別的指 件移動朝向該本體，藉以對著該相對的壁密封地緊束該隔 膜壁的一個別的部分。 選擇上地，每一活動的指件都包含該熱彎曲致動器。 選擇上地，每一熱彎曲致動器都包含： -31 - 201000765 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中；及該被動樑係由一選自於包 含氧化矽，氮化矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地，該ME MS積體電路包含一矽基材，其具有 被包含在至少一 CMOS層中的控制電路。 在第十二態樣中，本發明提供一種微流體系統其包含 一黏合至一微流體平台的MEMS積體電路，該微流體平台 包含一聚合本體其具有至少一微流體通道界定於其內，且 該MEMS積體電路包含至少一熱彎曲致動器，其中該微流 體系統被建構成該至少一致動器的運動會造成該通道的閉 合。 選擇上地，該至少一熱彎曲致動器與一個別的活動的 指件相關連使得該熱彎曲致動器的致動可造成該個別的指 件的運動。 -32- 201000765 選擇上地，該指件與該微流體通道的一壁嚙合。 選擇上地，一依據本發明的微流體系統其被建構成該 指件朝向該微流體平台的運動可藉由對著一相對的壁緊束 該壁來造成該通道的閉合。 選擇上地，該運動是由該熱彎曲致動器的未致動提供 的。 選擇上地，一種依據本發明的微流體系統包含多個活 動的指件其被建構成如一線性蠕動泵一般。 選擇上地，該泵與一界定在該聚合本體內的控制通道 流體聯通，該控制通道與該微流體通道合作使得用一控制 流體加壓該控制通道可造成該微流體通道的緊束式閉合。 選擇上地，該控制流體爲一提供氣壓式控制的氣體， 或一提供液壓式控制的液體。 選擇上地，該至少一熱彎曲致動器被設置在該MEM S 積體電路的一 MEMS層中。 選擇上地，該 MEMS積體電路包含一矽基材且該 MEMS層被形成在該基材上。 選擇上地，該MEMS積體電路包含用來控制該至少一 熱彎曲致動器之控制電路，該控制電路被包含在該基材的 至少一 CMOS層中。 選擇上地，該MEMS層被一聚合體層覆蓋。 選擇上地，該聚合體層界定該MEMS積體電路的一黏 合表面。 選擇上地，該聚合體層是由可光圖案化的PDMS組成 -33- 201000765 的。 選擇上地’該聚合本體是由該PDMS所組成的。 選擇上地，該熱彎曲致動器包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑’其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地’每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被熔接至該被動樑。 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地’該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中；及該被動樑係由一選自於包 含氧化矽，氮化矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 選擇上地’一種依據本發明的微流體系統其爲一 LO C 裝置或一微型總分析系統（Micro Total Analysis System, μ TAS) ° 在第十三態樣中，本發明提供一種微流體系統其包含 一氣壓式或液壓式緊束閥，該緊束閥包含： 一界定於一順從本體中的微流體通道； 一可膨脹的控制通道，其與該微流體通道的一閥區段 合作使得該控制通道之氣壓式或液壓式加壓可造成該控制 -34- 201000765 通道的膨脹及該閥區段的緊束閉合， 其中該微流體系統包含一晶片上（〇n-chip) MEMS泵 其與該控制通道流體聯通用來加壓該控制通道。 選擇上地，該閥區段包含可彈性地塌陷的壁。 選擇上地，該控制通道的一壁與該閥區段的一壁嚙 合。 選擇上地，關閉該泵可釋放該控制通道內的壓力，藉 以打開該閥區段。 選擇上地，依據本發明的該微流體系統包含用來控制 該泵之晶片上控制電路，並藉以控制該閥區段的關閉。 選擇上地，依據本發明的該微流體系統包含一黏合至 一微流體平台的MEMS積體電路，該微流體平台包含一聚 合本體其具有該微流體通道及該控制通道界定於其內，及 該MEMS積體電路包含該MEMS泵。 選擇上地，該MEMS泵包含多個活動的指件其被建構 成爲一線性的蠕動泵，每一指件都與一個別的熱彎曲致動 器相關連用來移動一個別的指件。 選擇上地，每一指件都包含一個別的熱彎曲致動器。 選擇上地，該MEMS泵被設置在該MEMS積體電路 的一 MEMS層中。 選擇上地，該 MEMS積體電路包含一矽基材且該 MEMS層被形成在該基材上。 選擇上地，該MEMS積體電路包含用來控制該至少一 熱彎曲致動器之控制電路，該控制電路被包含在該基材的 -35 - 201000765 至少一 CMOS層中。 選擇上地，該MEM S層被一聚合體層覆蓋。 選擇上地，該聚合體層界定該MEMS積體電路的一黏 合表面。 選擇上地，該聚合體層是由可光圖案化的PDMS組成 的。 選擇上地，該聚合本體是由該PDMS所組成的。 選擇上地，該熱彎曲致動器包含： 一主動樑，其由一熱彈性物質所構成；及 一被動樑，其機械性地與該主動樑合作，使得當一電 流通過該主動樑時，該主動樑會加熱並相對於該被動樑膨 脹，造成該致動器的彎曲。 選擇上地，每一指件的範圍（extent )係由該被動樑 來界定。 選擇上地，該主動樑被溶接至該被動樑。 選擇上地，該被動樑界定每一指件的一範圍 (extent) ° 選擇上地，該主動樑界定一延伸在一對電極之間之彎 曲電流路徑，該等電極被連接至用來控制每一致動器的控 制電路。 選擇上地，該熱彈性物質係選自於一包含氮化鈦，氮 化鈦鋁及釩鋁合金的族群中；及該被動樑係由一選自於包 含氧化矽，氮化矽及氮氧化矽的族群中之物質所構成的。 -36- 201000765 【實施方式】 爲了避免疑慮，用於本文中之“微流體 (microfluidics )，，一詞具有其在此技藝中之一般性意涵。 典型地，微流體系統或結構係以微米的尺度加以建造且包 含至少一微流體通道其具有小於約1 〇〇微米的寬度。該等 微流體通道通常具有一範圍在1-8000微米’ 1-500微米’ UOO微米，2-250微米’ 3_15〇微米或5-100微米之間的 寬度。微流體系統及裝置典型地能夠處理小於1 000奈 升’小於1 00奈升，小於1 〇奈升，小於1奈升，小於100 皮升或小於1 0皮升的流體量。 當使用於本文中時，“微流體系統（microfluidic system )，’係指一單一的整合單元其通常是成爲一 ‘晶 片’的形式（即，其具有類似於一典型的微型晶片的尺 寸）。一微流體‘晶片’典型地具有小於約5公分’小於 約4公分，小於約3公分，小於約2胱分，或小於約1公 分的寬度及/或長度尺寸。該晶片典型地具有一小於約5 公釐，小於約2公釐或小於約1公釐的厚度。該晶片可被 安裝到一被動基材，譬如一玻璃載片，上用以提供它結構 上的剛性及強健度。 一微流體系統典型地包含一或多個微流體通道及一# 多個微流體裝置（如，微泵，微閥，等等）。再者’描述 於本文中的微流體系統典型地包含用來驅動在該系統中@ 微流體裝置所需之所有必要的支援系統（如，控制電 路）。 -37- 201000765 當使用於本文中時，“微流體平台”係指微流體通道， 微流體室及/或微流體裝置的一平台，其傳統上需要外部 的支援系統用以操作（如，晶片外（off-chip )泵，晶片 外電路等等）。微流體平台典型地具有一用軟光刻製程所 製造的聚合本體。如將變得明顯的，一微流體平台可形成 一依據本發明之黏合的微流體系統。依據本發明之黏合的 微流體系統大體上包含一透過一界面黏著劑而黏合至一微 流體平台的積體電路。典型地，一黏合的微流體系統具有 流體聯通及/或機械式溝通於該積體電路與該微流體平台 之間。 “晶片上實驗室（Lab-on-a-chip) ”或（L0C)裝置是 微流體系統的例子。大體上，L0C是一用來表明單一或多 個實驗室處理的規模縮小至晶片格式。一 L0C裝置典型 地包含多個微流體通道，微流體室及微流體裝置（如，微 泵，微閥等等）。 一“微型總分析系統”（// TAS )是一 L0C裝置的例子 其被特別建構來實施一系列能夠進行化學或生物分析的實 驗室處理。 任何依據發明的微流體系統都可以是一 L0C裝置或 一# T A S。熟習此技藝者將能夠利用本發明的技術設計用 於適合一特定應用之L0C裝置（或任何微流體統）的架 構。微流體系統的某些典型的應用爲酵素分析（如，葡萄 糖及乳酸分析），DNA分析（如，聚合酶連鎖反應及高產 出定序），但白質體，疾病診斷，用於毒素/病原體之空 -38- 201000765 氣/水樣本的分析，燃料電池，微混合器等等。可在一 LOC裝置中被實施之傳統實驗室操作的數量實際上是無限 制的，且本發明並不侷限於微流體技術的任何特定應用。 在噴墨噴嘴組件中之熱彎曲致動 到目前位止，本案申請人已描述了許多適於形成頁寬 列印頭之熱彎曲致動的噴墨噴嘴組件。這些噴墨噴嘴的一 些元件與描述於本文中之微流體系統及裝置相關。因此， 下面將簡單描述一噴墨噴嘴組件。 典型地，噴墨噴嘴組件係被建造於一 CMO S矽基材 上。該基材的CMOS層提供用來致動每一列印頭噴所需之 所有必要的邏輯與驅動電路（極’控制電路）° 圖2及3顯示在兩個不同的製造階段的一個此種噴嘴 組件100，如描述於本案申請人稍早於2007年6月15日 提申之美國專利申請案第1 1 /7 63 44 0號中所描述的’該申 請案的內容藉由此參照被倂於本文中。 圖1顯示已部分完成之噴嘴組件，用以顯示該彎曲致 動器的特徵。因此’參考圖丨’其顯示出該噴嘴組件ϊ〇〇 被形成在一 CMOS矽基材102上。一噴嘴室係由一與該基 材1 0 2間隔開來的室頂1 〇 4與從該室頂延伸至該基材1 0 2 之側壁所界定。該室頂1 0 4是由—活動的部分1 0 8與—固 定不動的部分1 1 〇所構成，追兩個部分之間界疋出一間隙 109。一噴嘴開口 1 12被界定在該活動的部分108中用以 噴出墨水。 -39- 201000765 該活動的部分l〇8包含一熱彎曲致動器其具有一對懸 臂樑，其形式爲一上主動樑114被溶接至一下被動樑 116。該下被動樑116界定該室頂的該活動的部分108的 伸展程度。該上主動樑1 14包含一對臂1 14A及1 14B其由 各自的電極接點1 1 8 A及1 1 8 B縱長向地延伸。臂1 1 4 A及 1 1 4 B的遠端透過一連接件 1 1 5而相連接。該連接件 1 1 5 包含一鈦導電墊117，其可促進在此接合區域附近的傳導 性。因此，該主動樑Π 4界定一彎曲的或曲折的導電路徑 於電極接點1 1 8 A與1 1 8 B之間。 電極接點1 18A與1 18B在該噴嘴組件的一端處被設置 成彼此相鄰且透過各自的連接器柱 Π9被連接至該基材 102的一金屬CMOS層120。該COMS層120包含用來致 動該彎曲致動器所需的驅動電路。 該被動樑1 1 6典型地是由任何電及熱絕緣物質所組 成，譬如像是二氧化矽，氮化矽等等。該熱彈性主動樑 1 1 4可由任何適合的熱彈性物質所組成，譬如像是氮化 欽’氮化鈦鋁及鋁合金。如在本案申請人2006年12月4 曰所提申之共同繫屬中的美國專利申請案第n/6〇7,976號 中所描述的，釩鋁合金是較佳的材料，因爲它們結合了高 热必脹，低密度及高楊氏模數的有利特性。 參考圖3，其顯示在製造後續階段中之一完整的噴嘴 組件。圖2的噴嘴組件1 〇 〇具有—噴嘴室丨2 2及一墨水入 口 1 2 4用來供應墨水至噴嘴室。此外，整個室頂都被覆蓋 層聚—甲基砍氧烷（PDMS)。該PDMS層126具有多 -40- 201000765 重功能’包括：保護該彎曲致動器，讓該室頂丨04厭水及 提供一用於該間隙1 〇 9之機械式密封。該p D M S層1 2 6具 有一夠低的楊氏模數以容許墨水經由該噴嘴開口 1 1 2的致 動與噴射。 關於該PDMS層120的一包括其功能與製造在內的更 詳細的描述可在2007年11月29日提申之美國專利申請 案第1 1 / 9 4 6，8 4 0號中可找到（該案內容藉由此參照而被倂 於本文中）。 當需要將一墨水滴從該噴嘴室1 2 2噴出時，一電流流 經介於電接點1 1 8之間的該主動棟1 1 4。該主動樑1 1 4被 該電流快速地加熱並相對於該被動楔1 1 6快速地膨脹，藉 以造成該活動的部分1 〇 8相對於該固定不動的部分丨丨〇朝 向該基材102向下彎曲。此運動造成墨水因爲在該噴嘴室 1 2 2內部的壓力快速升高而從該噴嘴開口 1 1 2噴射出。當 電流停止流經時，該活動的部分1 0 8被容許回到其靜止的 位置，如圖2及3所示，這會將墨水經由該入口 12 4吸入 到該噴嘴室1 22中，爲下一次噴墨作準備。 由以上所述可知，該PDMS層126顯著地改善了噴嘴 組件1 00的操作。如在美國專利申請案第1 1 /94 6,8 40號中 所描述的，該PDMS層126的形成係藉由一 MEMS製程的 旋施（spin-on )可光圖案化的PDMS來完成的。本案申請 人已開發出利用可光圖案化的PDMS之各種MEMS製程， 其可被修改以使用在多種應用中。利用PD M S的微流體裝 置及系統將於下文中描述。 -41 - 201000765 微流體泵 圖4及5顯示一包含一列MEMS裝置的 200，每一 MEMS裝置在結構上都類似於上文 曲致動的噴墨噴嘴組件 100。圖 4以立體| 200，其中一上PDMS層被移走用以露出每一 的細部。 該線性蠕動泵200被形成在一 CMOS矽基 面上。一抽吸室2 0 3是由一與該基材2 0 2間隔 204與從該室頂延伸至該基材202的側壁206 室頂2 0 4與側壁2 0 6典型地是由氧化矽或氮化 係使用類似於在美國專利申請案第1 W 7 6 3,44 0 的製程來建造。 該抽吸室203的形式爲一細長的通道，其 在一泵入口 208與一·泵出口 210之間。如圖4 入口 208被界定在該抽吸室203的一地板212 經由一被界定爲穿透該矽基材之泵入口通道2: 至該泵入口 108。該泵出口 210被界定在該抽 室頂204中的一個與該泵入口 108相反的端部 口 2 0 8及泵出口 2 1 0的此配置被特別地建構以 合的L0C裝置，這將於下文中說明。然而， 的是’在其最廣的形式中，該蠕動泵200可具 的泵入口與出口配置，只要該等蠕動抽吸指件 入口與出口之間即可。 線性蠕動泵 所述之熱彎 圖顯币該栗 MEMS裝置 材2 0 2的表 開來的室頂 所界定。該 矽所組成且 號中所描述 縱長地延伸 所示，該泵 中且一流體 丨4而被饋送 吸室2 0 3的 處。該栗入 提供完全整 將可被瞭解 有任何適合 被設置在泵 -42- 201000765 上PDMS層已被拿掉之圖4顯示出三個蠕動抽吸指件 2 2 0 ’它們沿著該抽吸室2 〇 3的縱長長度被排成—列且被 間隔開來。因爲與上文所描述的噴墨噴嘴組件1 0 0類似， 所以每一指件2 2 0可藉由熱彎曲致動而可移動至該抽吸室 2〇3中。因此，每一指件220都包含一MEMS熱彎曲致動 器，其形式爲一與一被動樑合作的主動樑222。典型地， 該主動樑222被熔接至該被動樑224，且該被動樑224界 定每一活動的指件220的範圍（extent)。 被動樑224通常是用與室頂204相同的材料來形成， 且指件220與室頂是被一周邊間隙226隔開來，其係在 M EMS製造期間由一鈾刻處理來形成的。 該主動樑222界定一彎曲電流路徑其延伸在一對電極 接點22 8之間。在保持該噴墨噴嘴組件1 〇〇上，該主動樑 222包含一對由個別的電極接點22 8延伸出之臂229。臂 229的遠端被一連接件230連接起來。 每一指件2 2 0都橫向地延伸橫跨由該抽吸室2 0 3所界 定之該縱長的通道的室頂2 0 4。因此，將可被瞭解的是’ 藉由控制每一指件2 2 0的運動’一蠕動抽吸動作可被施加 到一在該抽吸室2 0 3內的流體上。熟習此技藝者將會知道 的是利用一類似的抽吸動作的線性蠕動栗’例如描述在美 國專利第4，9 0 9,7 1 0號中者，該專利的內容藉由此參照而 被倂於本文中。 每一指件致動的控制是由在該矽基材202中的CMOS 層240來提供，如圖5所示。圖5爲該泵200的立體圖其 -43- 201000765 包括一 PDMS之上聚合體密封層242。栗2〇〇被切開通過 一指件 220，用以露出部分的金屬CMOS層24〇。該 CMOS層240透過一連接器柱244與每一電極接點228連 接，該連接器柱從該CMOS層延伸穿過側壁206 ’並與驚 極接點接觸。該CMOS層240包含用來致動每一指件22() 所需之所有的控制與驅動電路。因此，一包含該泵2〇〇的 晶片包含用來致動該泵之所有必要的控制與驅動電路，因 而無需任何外部的晶片外（off-chip )控制。晶片上（〇n_ chip )控制是依據本發明的泵200的優點之一。 再者，與用一陣列的‘ Quake’閥來建造的蠕動泵 (如描述於美國專利第7,25 8,774號中者）相反地，泵 2 0 0並不需要任何控制流體（如，空氣）來驅動該蠕動動 作。‘Quake’閥（及‘Quake’栗）都依賴在一控制通道 內的流體（其必需由外部供應），但該機械式致動的泵 200則是完全自給自足的且不需要任何外部的輸入，必需 被抽吸之致動流體除外。 再次參考圖 5，該聚合體密封層 242 (典型地爲 PDMS)使用類似於美國專利申請案第1 1 /763,440號中所 描述的製造技術而被沉積在室頂204上，且該泵出口 210 被界定穿過該聚合體層。當然，該聚合體層24 2具有夠低 的楊氏模數，用以讓每一指件220在致動期間能夠運動。 該聚合體層W2主要係提供該周邊間隙在每一指件220周 圍的機械式密封，而且亦提供每一熱彎曲致動器保護層。 再者，PDMS提供一理想的黏合表面來將一包含該微 -44- 201000765 流體泵200的MEMS積體電路黏合至一以軟光刻技術 之傳統的微流體平台。一 MEMS積體電路與一傳統的 平台的整合是本發明的一項特別有利的特徵且將於下 作更詳細的說明。 替代的微流體泵 當然，泵200可以有許多不同的形式。例如， 2 00的數目與方位可被改變用以將蠕動動作最佳化。 到圖6，其顯示一利用與上文所述之泵2 0 0相同的操 理設計之替代的線性蠕動泵2 5 0的平面圖。在圖6中 上聚合體層242已被移走用以露出個別的指件220及 室203。爲了清晰起見，相同的標號被用來描述圖6 同的特徵。 因此，泵250包含一縱長通道形式的抽吸室203 對的指件22〇被設置在該室203的室頂，且多對指件 著該室縱長地延伸成列。在一對指件對中的每一指件 都指向該室2 03的一中央的縱長軸線，用以藉由在同 件對中之兩個指件的同步致動來將蠕動抽吸作用最大 在抽吸期間，相反的指件對可被致動（如，依序地致 用以提供該蠕動抽吸作用。當然，任何致動的順序都 用來將抽吸最佳化，例如在美國專利第4，9 0 9，7 1 0號 描述的順序。在一些抽吸循環中，多於一對的指件對 同時地致動’或某些指件對可被部分地致動。熟習此 者將可在本發明的氛圍下輕易地想出利用泵25 0之最 製成 LOC 文中 指件 現翻 作原 ，該 抽吸 中相 。成 對沿 220 一指 化。 動） 可被 中所 可被 技藝 佳的 -45- 201000765 蠕動抽吸循環。 仍參考圖6，指件220被設置在泵入口 20 8與泵出口 2 1 0之間。一介於該泵出口 2 1 0與該等指件2 2 0之間的出 口通道252包含一閥系統254。該閥系統254包含一通道 電路2W其被建構來將由該出口 210朝向該入口 208之流 體回流（backflow))減至最小。因此，該閥系統254將 該泵2 5 0的效率進一步最佳化。雖然一非常簡單的閥系統 2 5 4被示於圖6中，但將可被理解的是任何止回閥都可被 用來改善依據本發明之單向泵的效率。 當然，依據本發明的栗只要透過該晶片上CMOS改變 指件致動的順序就可被作成是可逆的。 包含MEMS微泵之完全整合的L0C裝置 如上文所述，一 PDMS聚合體層242提供一理想的黏 合表面用來將MEMS積體電路黏合至用軟光刻技術製成之 傳統的微流體平台。這讓CMO S控制電路能夠與微流體裝 置整合在一完全整合的L0C裝置中。因此，藉由省掉對 於外部之晶片外的控制系統與抽吸系統（這些系統在傳統 的L0C裝置中是必要的）需求，可達成一重大的好處。 介於一傳統的PDMS微流體平台與一塗上PDMS之 MEMS積體電路之間的界面黏合係使用多層PDMS軟光刻 處理中習知的傳統技術來達成。這些技術對於熟習軟光刻 處理的人而言是習知的。典型地，每一PDMS表面都曝露 在氧電漿中且兩個表面藉由施加壓力而被黏合在一起。 -46- 201000765 圖7顯示一依據本發明的簡單的整合的LOC裝置是 如何使用傳統的P D M S黏合技術來製造。一 M EM S積體電 路（或晶片）290包含一砂基材202，一 CMOS層240及 MEMS層260。該MEMS層260包含MEMS微流體泵 2〇〇。在該示意的積體電路290中，兩個MEMS栗200A 及200B被示出，每一 MEMS微流體泵都包含多個熱彎曲 致動的指件220用來提供一蠕動抽吸動作。當然，實際上 每一 MEMS積體電路29〇都可包含數百或數千個MEMS 裝置，包括泵200在內。 該MEMS層260被覆蓋該PDMS層242，其界定該積 體電路290的一外黏合表面243。 一傳統的微流體平台2 9 5是由一 P D M S的本體2 8 0所 構成’多個微流體通道，室及/或微流體裝置被界定於該 本體內。在圖7中所示的示意微流體平台295中，& ‘Quake’閥282被示出其包含一與一控制通道286合作 的流體通道2 8 4。一任意的反應室亦被界定在該pdMs本 體2 8 0中。如在此技藝中所習知的，任何三維度的微流體 平台295都可用傳統的軟光刻技術來製造。 該微流體平台29 5的該本體28 0具有一黏合表面 281，一控制流體入口 2 8 3及一流體通道入口 28 5被界定 在黏合表面內。該控制流體入口 283及流體通道入口 285 與它們各自的控制通道2 86及流體通道2M流體聯通。該 微流體平台2 9 5的控制流體入口 2 8 3及流體通道入口 2 8 5 被設置成與界定在該MEMS積體電路290的PDMS層242 -47- 201000765 中的泵出口 274及276對準。 兩個黏合表面243及281藉由將每一表面曝露在氧電 漿下及施加壓力而被黏合在一起。所得到之黏合的組件以 —整合的LOC裝置300的形式被示於圖8中。 在該整合的LOC裝置300中’該積體電路290所控 制的CMOS層240所控制的泵200將流體抽吸至該PDMS 微流體平台的微流體通道28 6及284中。泵200可抽吸 (用來驅動該P D M S平台2 9 5中的閥之）控制流體或該裝 置所使用之實際樣本流體（如，用於分析的流體）。因 此，該CMOS控制電路可被用來提供對於該整合的LOC 裝置300的操作的一完全的控制。 —簡單的例子現將被描述用以顯示出該LOC裝置300 是如何能夠被實際地操作。一控制流體進入一第一入口 270且使用該微流體泵20 0被抽吸至該微流體平台29 5的 控制通道2 8 6中。該控制通道2 8 6被該控制流體加壓。如 上文中參照圖1A-C所描述的，該控制通道2 8 6與該流體 通道284重疊且合作，用以形成閥2 82。當控制通道286 被該控制流體加壓時，該流體通道284的一壁被塌陷’而 這將會關閉該閥282。因此，在該室2 8 8的下游的一段流 體通道284被閥282所關閉，因而將一裝置出口 287與該 室2 8 8流體地隔絕。 當閥2δ2關閉時，一進入到一第二入口 272的樣本流 體藉由使用微流體泵200B而被抽吸經由該流體通道284 到達該室2 8 8內。其它的流體（如，試劑）亦可經由其它 -48- 201000765 流體通道（未示出）被抽吸至該室2 8 8中。一但所有的流 體都已被抽吸至該室2 8 8中且已經過足夠的時間長度之 後，閥2 8 2可藉由關閉泵2 0 0 A而被打開’並容許流體流 經該流通道2 8 4的該下游段朝向該裝置出口 2 8 7 ° 此簡單的例子顯示出該整合的L0C裝置3 00如何能 夠透過CMOS電路及MEMS微泵200提供對於LOC操作 的完整控制。該L 〇c裝置3 0 0的一特別的優點爲’不再 需要外部的晶片外泵及/或控制系統。該控制流體可以是 空氣（其提供該閥2 82的氣壓式控制）或液體（其提供該 閥2 8 2的液壓式控制）。 雖然本文中所提供的例子非常簡單，但熟習此技藝者 將可瞭解到本發明可被用來提供一具有一複雜之閥，泵及 通道的錯綜複雜的陣列之複雜的LO C裝置的控制。 本發明的一顯著的優點爲，它與既有之以微流體平台 的軟光刻製造技術爲基礎的L Ο C技術完全相容。複雜的 微流體平台已使用軟光刻技術加以製造。這些傳統的平台 只需要微小的修改’以整合到本發明所提供之該可以 COMS控制之LOC裝置中。 微流體閥 如上文所述’以矽爲基礎的MEMS技術承襲了在微流 體及LOC領域中的限制。微流體閥通常主要是在L〇c裝 置中且硬的，沒有撓曲性的材料，譬如像是矽，無法提供 在閥中所而要之&、封嚙合。此限制的確是微流體從以砂爲 -49- 201000765 基礎的MEMS光刻技術轉向以順從的（c〇mpliant )赛 物（譬如P D M S )爲基礎之軟光刻技術的主要原因。 迄今，本案申請人已展現了 PDMS如何能夠被整爸 一傳統的以砂爲基礎的Μ E M S製程中。將被描述的是， 一技術如何讓有效的微流體閥能夠使用傳統的以矽爲_ 的Μ E M S技術來製造。又’這些閥並不需要外部的流體 應或控制系統，這是與上文中所描述之‘Quake’閥是 反的。雖然熟習此技藝者能夠藉由將PDMS整合至以砂 基礎的MEMS製程中而想出許多其它的變化例，但在下 中將描述兩種閥。在每一種例子中，一 PDMS表面與另 表面（如，矽表面’氧化矽表面，PDMS表面等等）的 合提供一閥動作所需的密封嚙合。再者，每一閥的形式 一機械式作動的閥’相對表面的嚙合是由一熱彎曲致動 的致動或不致動來驅動的，該熱彎曲致動器本身是被晶 上C Ο M S所控制的。 在聚合體微流體通道中提供閉合的閥 參考圖9，其顯示一微流體緊束閥310，該閥係藉 將一聚合體微流體平台312與一具有PDMS表面層316 MEMS積體電路314黏合在一起而形成的。該PDMS 316界定該MEMS積體電路314的第一黏合表面313° 該MEMS積體電路314包含一建構在一 COMS矽基 3 1 5上的致動指件3 1 8。該致動指件3 1 8在結構上與 中參考圖4及5描述之指件2 2 0的設計相同。因此，雖 合 至 同 礎 供 相 爲 文 嚙 爲 器 片 由 的 層 材 文 然 -50- 201000765 該致動指件318只示意地顯示於圖9中，但可假設 了上文中所述之指件220的所有特徵，包括熱彎曲 在內。 微流體平台3 1 2是用標準的軟光刻技術製成的 一聚合本體（如，PDMS本體）320，一微流體通道 界定於該本體內。該通道322包括一套管部分324 該微流體平台312的一鄰近的第二黏合表面3 25。 部分324與該第二黏合表面325被一層PDMS分隔 該層PDMS界定該套管部分的一外壁326。該外壁 含一壓縮件328其從該外壁突伸出並延伸遠離該第 表面3 2 5。 如在圖9中所見，當兩個黏合表面313及325 在一起時，該壓縮件3 2 8與該致動指件3 1 8對準。 該外壁326突伸出，該壓縮件328在黏合處理期間 第一黏合表面313，且被壓擠抵住該套管部分324 330。因此，該套管部分324被該黏合處理緊束閉合 在圖9所示之組裝好的LOC裝置350中，該 在該致動指件3 1 8處在其靜止狀態時是被關閉的， 流體可通過該套管部分324。現參照圖1 0，該指件 318被致動且向下彎曲，藉以拉動該壓縮件318朝 基材315。此致動將該外壁326迫離該內壁330，該 因而被打開以容許流體流經該套管部分3 2 4。 該閥3 1 0的一項優點爲，當該指件致動器3 1 8 靜止的狀態時，該閥被偏動而被關閉。這表示一包 它包含 致動器 且包含 3 22被 其通過 該套管 開來， 326包 二黏合 被黏合 藉由從 緊貼該 的內壁 〇 閥3 10 且沒有 致動器 向該矽 閥3 1 0 處在其 含該閥 -51 - 201000765 310的 LOC裝置將不會渴求功率（power)。一進一步的 優點爲，可藉由控制供應至該指件致動器3 1 8的致動功率 來調整該閥的打開。使用此機械式致動的緊束閥可以輕易 地達到閥的部分關閉。 很明顯地，多個閥3 1 0可被串聯地設置用以提供一微 流體裝置3 40，如圖1 1所示。該裝置3 40可被建構來提供 一蠕動抽吸動作。 或者，該裝置340可透過每一指件致動器318的協同 致動而單純地提供一更有效率的閥動作。 裝置3 4〇亦可被建構來產生一紊流，其對於將流體混 合很有用。典型地，以微尺度流動的流體因爲層流的關係 所以很難混合。因此，裝置3 4 0可被用作爲一“微型混合 器”。將可被理解的是，最佳的混合動作會不同於蠕動抽 吸動作。本發明的優點在於，裝置3 4 0可如一閥，一微型 混合器或蠕動閥般地被互換著使用。該C Μ ◦ S控制電路可 被建構來只要改變該等指件致動器3丨8的致動順序即可提 供一閥動作’ 一混合動作或一抽吸動作於該裝置3 4 0中。 或者’當被用作爲一泵時，該裝置340可被‘調整’ 到一特定流體的個別特。例如，較黏稠的液體所需要的蠕 動抽吸循環不同於（如’較慢）一較不黏稠的液體。本發 明的一項優點爲’個別地控制每一指件致動器3丨8之該 C Μ 0 S控制電路可相應地被建構，用以‘調整’該泵至特 定流體的特性。使用傳統L0C技術無法達到該晶片上 C Μ 0 S電路所能達成的控制。 -52- 201000765 提供在一矽微流體通道中閉合之閥 參考圖12及13，其顯示形成在一 CMOS矽基材351 上之微流體隔膜式閥3 5 0。該閥3 5 0係完全自給自足於一 MEMS積體電路3 60中。因此，該閥3 5 0可省掉將該 MEMS積體電路360黏合至一微流體平台’因爲MEMS積 體電路可包含了產生一完整的L0C或/zTAS所需要之所 有的控制電路，微通道，閥及泵。與現已成爲業界的標準 之軟光刻技術相反地，閥3 5 0爲完全使用矽基礎的Μ E M S 技術建造之L ◦ C裝置鋪路。 或者，該MEMS積體電路3 60如上文描述的仍可被黏 合至一微流體平台。將可被理解的是’在微流體平台中的 微通道可被連接至該MEMS積體電路360中之流體出口 (未示出）用以產生一 LOC裝置。 現翻到圖1 2及1 3，該閥3 5 0包含一對相對的第一及 第二致動指件352及353，它們都指向一中央鞍部或堰部 354其具有一密封面355。該堰部354主要是氧化矽的一 個塊體，其可在該閥3 5 0的側壁於MEMS製造期間被界定 的同一時間被界定。將可被瞭解的是’每—指件3 5 2及 3 5 3在設計上於上文描述的指件220類似。 堰部354將該閥350分成一入口埠356及一出口埠 358。一層PDMS359橋接在該第一及第二致動指件352與 3 5 3之間，用以形成一室頂3 6 2其如一用於該閥3 5 0的隔 膜般地作用。 -53- 201000765 如圖12所示，入口埠356透過一連接通道361與該 出口部3 5 8流體地聯通，該連接通道被界定在該堰部354 的密封表面3H與室頂3 62之間。在圖13中，每一指件 3 52及3 5 3被致動且朝向該矽基材351向下彎曲。指件 3 52及3 5 3的此一彎曲將該室頂362拉動而與該堰部354 的密封面3 5 5密封地嚙合。介於該室頂3 62與該密封面 3 5 5之間的此密封嚙合可防止任何流體從該入口埠3 5 6流 至該出口埠3 5 8 (反之亦然）。因此，閥3 5 0如圖1 3所示 地被關閉。 指件3 52及3 5 3之後續的未致動將該室頂3 62從與密 封面3 5 5的密封嚙合中釋放，因爲指件回到如圖1 2所示 的靜止狀態。 因此，一種有高度效率的隔膜閥3 5 0被提供，其利用 一 PDMS層來提供用於該閥之密封隔膜。藉以以此方式使 用PDMS，可製造出用於界定在硬質材料中，譬如以矽爲 基礎之MEMS積體電路中，之微流體通道的有效閥。將可 被瞭懈的是，此一閥可被使用在各種微流體系統中，譬如 LOC裝置中。 當可被瞭解的是，本發明已單純地以舉例的方式加以 描述且細部的修改可在本發明的範圍內被達成，本發明的 範圍係有申請專利範圍來加以界定。 【圖式簡單說明】 本發明的實施例現將以舉例的方式參考附圖加以說 -54- 201000765 明，其中： 圖1 Α-C顯示一先前技術的閥系統； 圖2顯示一部分製造完成之熱彎曲致動的噴墨噴嘴組 件； 圖3爲一完整的噴墨噴嘴組件的切開的立體圖； 圖4爲一 MEMS微流體泵的立體圖，其中一聚合物密 封層被移走用以露出MEMS裝置； 圖5爲圖4所示之泵的切開的立體圖其包括該聚合物 密封層； 圖6爲另一 MEMS微流體泵的平面圖； 圖7示意地顯示在黏合之前之一黏合的微流體平台與 一 MEMS積體電路。 圖8示意地顯示一整合的LOC裝置其包含一黏合的 微流體平台與MEMS積體電路； 圖9示意地顯示一藉由將一微流體平台與一 MEMS積 體電路黏合而製成的微流體緊束閥； 圖1 〇顯示圖9的微流體緊束閥在打開的位置； 圖11顯示一多功能裝置其包含多個如圖10所示之微 流體緊束閥被串聯地設置； 圖1 2顯示一微流體隔膜閥在打開的位置；及 圖1 3顯示圖1 2的微流體隔膜閥在關閉的位置。 【主要元件符號說明】 1 =流體流通道 -55- 201000765 2 :控制通道 3 :隔膜 4 :微流體結構 5 :平面基材 1 〇 〇 :噴嘴組件 1 0 2 :基材 1 〇 4 :室頂 1 0 6 :側壁 1 〇 8 :活動的部分 1 1 0 :靜止不動的部分 1 1 2 :噴嘴開口 1 1 4 :主動樑 1 1 6 :被動樑 1 1 4 A :臂 1 1 4B ：臂 1 1 8 A :電極接點 118b：電極接點 1 1 5 :連接件 117 :導電墊 1 1 9 :連接器柱 120 : CMOS 層 1 2 2 :噴嘴室 1 2 4 :墨水入口 126 : PDMS 層 201000765 1 0 9 :間隙 2 0 0 :線性蠕動泵 2 0 2 :基材 2 0 3 :抽吸室 2 0 4 :室頂 2 0 6 :側壁 2 0 8 :泵入口 2 1 2 :地板 2 1 0 :泵出口 2 1 4 :栗入口通道 220 :指件 2 2 2 :主動樑 2 2 4 :被動樑 226 :周邊間隙 2 2 8 :電極接點 229 ：臂 2 3 0 :連接件 240 ： CMOS 層 242 :聚合體密封層 244 :連接器柱 2 5 0 :線性蠕動泵 25 2 :出口通道 2 5 4 :閥系統 256 :通道電路 201000765 260 : MEMS 層 290: MEMS積體電路 2 4 3 :外黏合層 2 9 5 :微流體平台 282 ： ‘Quake’閥 284 :流體通道 2 8 6 :控制通道 28 8 :反應通道 2 8 0 ： PDMS 本體 2 8 1 :黏合表面 2 8 3 :控制流體入口 28 5 :流體通道入口 274 :泵出口 276 :泵出口 300:整合的LOC裝置 270 :第一入口 200A :微流體泵 272 :第二入口 200B :微流體泵 2 8 7 :裝置出口 3 1 0 :微流體緊束閥 3 1 2 :聚合體微流體平台 314: MEMS積體電路 3 16: PDMS 層 -58 201000765 313.弟一黏合表面 315: CMOS矽基材 3 1 8 :致動指件 3 20 :聚合本體（PDMS本體） 3 2 2 :微流體通道 3 24 :套管部分 3 2 5 :第二黏合部分 3 2 6 :外壁 3 2 8 :壓縮件 330 :內壁 350:LOC 裝置 3 40 :微流體裝置 360: MEMS積體電路 3 5 2 :第一致動指件 3 5 3 :第二致動指件 3 5 4 :堰部 3 5 5 :密封面 3 5 7 ：俱[1壁 3 5 6 :入口埠 3 5 8 :出口埠 3 5 9 ： PDMS 層 3 6 2 :室頂 -59