TW379282B

TW379282B - Integrated electrically operable micro-valve

Info

Publication number: TW379282B
Application number: TW086114164A
Authority: TW
Inventors: James M Harris; Bradford A Cozad; Dean Allyn Hopkins Jr; John S Fitch
Original assignee: Redwood Microsystems Inc
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-27
Publication date: 2000-01-11
Also published as: CN1153010C; DE69727237T2; EP0928371B1; AU4588097A; WO1998013605A2; KR20000048700A; DE69727237D1; EP0928371A2; JP2001502248A; US6149123A; US5865417A; JP4143984B2; KR100610908B1; CN1238029A; WO1998013605A3

Description

A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（1 ) 本發明之背景本發明乃關於積體式可電氣操作之微型閥的領域，且更特別地關於作為工業上、腐蝕性和超清潔使用之低洩漏率積體式微型閥的領域。相關技藝之描述微機械的積體式閥已是習知之技藝；此等常開式閥的各種實施例可見於被馬克•齊德布理克所創作，被讓渡給史丹福大學之美國專利第4, 821，997和3, 824, 〇73和 4,943,032和4,996,646之中，下文稱為，，2(161)141^專利，這些揭露在此被作為參考；如此之閥一般包括一三層結構其使用上兩層以形成一含有被捕捉於其中具有一低沸點和 /或高膨脹係數之一流體之密封腔體，且使該腔體之一壁被形成如一薄、可撓的膜層；該上兩層可以是矽 ' 石英或玻璃基層’或任一其它的適當材料；典型上至少一層或基層是矽以利用矽微機械的技術以形成碎腔體和可撓的膜層，該.'Zdeblick”專利的閥亦包括一形成在該密封腔體之一内部表面之電阻性元件；此元件是電性地連接於一電流源以提供一電氣輸入通過該電阻器引起一結果的熱效應；該底層典型上有一閥座和一形成於其中之埠口；在此情形中，流體流動可藉關閉該閥埠而停止以阻止流過該閥座且通過該埠口；在該"Zdeblick"專利中，當電流通過該電阻器時，該被捕捉之流體被加熱引起該可撓的膜層儘量地撓屈以觸碰接觸到形成於較低本體之該閥座；因此流體流動在通過該埠口之輸入通道和輸出通道之間被截斷。 ----------抽衣------1T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） - -4 - A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製常開式閥是適合於某些應用，但是在其它的應用中— 般則需要關閉的閥’亦g卩在閥之中在解消能量的狀態中沒有流動從該輸入通道流到該輸出通道；如此一常閉式閥之一例是被紅木微系統公司所製造的Fluist〇rTM (加州免露市之紅木微系統公司的商標）微型閥（NC_1〇5);請參閱第1圖，其陳示一在該解消能量的狀態中此閥之一簡化表示；在該Fluist〇rT«閥中一可撓之膜層2〇從一中間層或基層14被形成，可撓膜層2〇亦作為形成於該中謂基層和一較上層或基層16之間的一腔體26之一壁；腔體26具有一形成於其中之電阻元件或加熱器3〇以择供加熱密封於腔鱧26 中之一流體28 (以「扭曲」線表示）；流體28被選取使得當被加熱時它擴張以引起可撓膜層2〇撓屈或移動；此一移動藉一機械的耦合或台架22而耦合於一較低層或基層12 ; 在基層12被固定之處’如在該Fiuist〇rTM NC-105中，和台架22設置相耦合之可撓膜層20之移動導致在中間和較上基層14和16分別地從較低基層12移開；因此，基層12從中間基層14隔開’且穿過基層12而形成之一出口埠44在一閥座區40被拆開或打開；在此情況，該出口埠44被打開且被設置在與一入口埠42作流體的連通。該FluistorTM闊對於控制非腐蝕性流體之流動，及/ 或氣茂漏率要求不低於約lxl〇-4cc-Atm/sec (當使用氦作刻度校正時是（立方公分-大氣壓）/秒）之情況下是很理想的；然而’它並不是設計來做為需要腐蝕性流體之控制的應用’及/或要求漏率不大於lxl〇_6cc-Atm/sec的應本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------1------tr (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 5 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（用。另外，如同"Zdeblick”專利之閥，該Fiuist〇rT«閥使用可撓膜層之材料或其接續延伸部，來直接密封埠口 44。，此種膜層之直接使用限制了閥5〇之設計可能性。因此，需要一積體式微型閥，其可用來控制腐蝕性流體。亦需要一積體式微型閥，其可達成氦之洩漏率不大於 1x10 6cc-Atm/sec。另外，需要有一積體式微型閥，其可控制腐餘性流體而同時達到氦之洩漏率為lxl〇_6cc_ Atm/sec或更少。最後，需要一個正常上打開和正常上關閉之微型閥，其提供上述之需要而不使用可撓膜層作為用於閥埠口之本質上直接的密封裝置。以此方式，增加了微型閥之設計選擇和潛在應用範圍。本發明之總結一種積體式微形閥，亦可稱之為一種微小閥，使用一有一致動器之薄的可撓之膜層以移動一閥元件；該薄的膜層回應於忐量的輸入於一能量轉換方塊而移動；因此在一些實施例中，輸到該能量轉換單位之電能被輸入於一電阻性之加熱器，被該加熱器所產生之熱能引起陷在一被密封之腔體中之流體膨脹，該膨脹的流體偏移一可挽的壁或膜層；在一些實施例中，該能量轉換單位除了加熱也提供冷卻。該可撓的膜層藉一致動器而被耦合於該閥元件，且被設置鄰近於-或多個中繼埠σ ;因此，該膜層之移動引起該閥7L件之移動，其打開或關閉每一埠口；每一埠口被流艘地搞〇於通道，其作為對該閥之輸入和輪出之通道，且 t.------IT (請先閲讀背面之注意事項再填寫本百) 6

五、發明説明（4 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製每埠σ包含__ ;在—些實施例中，關座被形成作為該閥元件之部分’且在其它之實施例中它被形成作為該閣埠口之部分；在有些實施例中，該閥座具有—屈從密封表面以提供一強化的密封；在一些實施例中一背脊在相對該屈從在、封表面之表面上被形成，因此當關閉該埠口時，提供一相當窄的邊緣以壓縮該屈從密封表面；在此情形中，具有屈從密封表面之實施例可比沒有此種表面之實施例有較低之洩漏率；在某些實施例中，一彈簧或其它作為力量應用裝置之裝備被使用以施加力於該閥元件；在本發明之一些實施例中，接觸被該閥所控制之該流體材料之表面被塗上一層惰性材料；在此情形中，用以控制腐蝕性和/或超純流體之流動率之閥則可組製。在本發明之一些實施例中，感測裝置和該閥一同積加；在有些實施例中，這些感測裝置是流動感測器，而在其它之實施例中，這些感測裝置是壓力感測器；因此，在相關於本發明之實施例之閥多積加感測裝置以提供動態之回授於該能量轉換方塊之能量輸入源，則這些閥可動態地控制流動率或壓力。置式之簡單説明本發明可藉參閱附隨之圖式而有較佳之瞭解，且它的多數目的、特徵和利益亦可對於在該技藝中之技巧而變得明顯；為了便於瞭解和簡化，只要在圊說之間一本質上相同之元件’在該等圖說中之元件使用了共同之編號。第1圖.是一在該技藝中已知之一 Fl.uist〇rTM微型閥之本紙張尺度时鮮（CNS) Α4· (21{)><297公董） n- n - -- - I n I n - - — I j HI 1^1 ^^1 ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（簡化剖視示意圖；第2圖是一依據於本發明之一積體式、常閉式之可電氣操作的閥之一實施例之簡化剖視圖；第2A圖是一在第2圖中描述之閥之細部放大示意圖；第3圖是一依據本發明之一可替換的腔體和加熱器之構造之剖視圖；第4圖是一依據本發明之另一可替換的腔體和加熱器之構造之剖視圖； t 第5A圖是一依據本發明之一可替換之加熱器構造之一部分之平面圖；第5B圖是一依據本發明’使用第5a圊之加熱器構造之另一可替換的腔體和加熱器之構造之剖視圖；第6圖是一第2圖之實施例之平面圖；第7圖是一依據本發明之閥元件之另一實施例之示意撞I，第8A和8B圖是依據本發明之可替換之中繼埠口構造之剖視示意圖；第9圖是一依據本發明之另一可替換之中繼埠口構造之剖視示意圖；第10圖仍是一依據本發明之又另一可替換之中繼埠口構造之剖視示意圖；以及第11圖是一依據本發明，具有可選擇力量提供裝置之正常上關閉的閥實施例之剖視示意圖。詳細說明 I--------'-裝丨^----丨訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（6 ) 本發明之實施例將參照前述圖式描述。這些圖式被簡化僅為了便於本發明之實施例之瞭解與說明。代表本發明之實施例之特殊方法及/或結構之各種不同的修正和配合，將在描述這些實施例之同時，對於熟於此技藝之人士變得很清楚。根據本發明之教示而得到的所有此種修改和配合，以及透過這些教示而推進此技藝者，皆視為是在本發明之精神和範圍之中。例如，在本發明一些實施例中，只使用具有單一閥埠口之閥，然而在其它實施例中可使用多閥淳口。可用來製造積體式閥結構之實施例之部分的處理細節’對於熟於此技藝者是已知的。另外，"Zdeblick"專利 (美國專利第 4, 821，997 和 4, 824, 073 和 4, 943, 032 和 4’966, 646號）提供處理之說明，其中，所有專利皆已先前被併入本文中作參考。因此，只有一些被認為是無法容易瞭解的處理細節在此被說明。請參閱第2圖，其顯示出一依據本發明一實施例製造的積體式、常閉式之可電氣操作之閥5〇之一部分之簡化剖視圖。如對於第1圖之？111丨81:〇1*1'11閥的說明，閥50分別使用較上的、中間的和較下的層或片體16、和12所形成；一本質上平坦較上層16被用以形成一密封腔體1〇〇之一壁；一電阻性加熱元件120被固定於層16且設於腔體1〇〇之中；腔體100之另一壁藉形成一中間層14之一部分之可撓膜層200而製出；密封腔體1〇〇被一典型上是一介電材料如一氟化碳之工作流體130 (被彎曲線所代表）所充填，其 i: , - ^^1 ^^^1 Is (n nί m --- _ 1^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製： A7 _______B7 五、發明説明（7 ) 當加熱時膨脹且冷卻時收縮；因此，當電能被供應於加熱兀件12G且工作流體13〇被加熱時，流趙13()膨脹且引起膜層200向外撓屈或偏移。除了形成腔體100之壁以外，可撓膜層2〇〇亦鄰近一閥元件300或閥構件定置；膜層2〇0藉一在耦合點31〇之台架 210而被機械地耦合於間元件3〇〇;此一將可撓之膜層2〇〇耦合於閥元件有利地提供膜層2〇〇之移動轉移至閥元件 300。一中繼的或閥埠口從一可撓之膜層2〇〇之闊終點部分 220和中間層14之閥埠口部分230而被形成；部分220和230 限定了埠口 400之尺寸和形狀，同時提供了一如在第2圖之埠口 400 '膜層200和元件300之放大圖中所指出的在埠口 400周圍之周邊密封區450，其在第2A圖中被描述；一些閥埠口 400之實施例有一形成於閥元件3〇〇中之閥座區 410 ;在其它的實施例中，一閥座區（未陳示）在周邊密封區450中被形成；在第2和2 A圖之實施例中，當閥50被解消能量時’周邊密封區450和閥元件300緊密的接觸，因此埠口 400是關閉的或座落的；此種型式之閥5〇被稱為一常閉式閥；在其它實施例中，當閥50被消除電能時，周邊密封區450和閥元件300被隔離（未陳示），因此埠口 400 是打開的；此種型式之閥50被稱為一常開式閥。一出口埠510和一入口埠520在較低層12中被形成；出口埠510是藉通過一出口通道240而可流通地搞合於閥埠口 400 ;入口埠520是藉通過入口通道540和250而可流通地耦本紙張又度適用中國國家標隼（CNS〉A4規格（210X297公釐） ----------^1------|、訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - A 7 _____ B7_ 五、發明説明（8 ) 合於埠口 400 ;因此，當埠口 400關閉時，入口埠520即與出口槔510隔離；然而，當流體130被加熱時，它膨脹且偏移或移動可撓膜層200;此一移動引起膜層200通過台架210 而推壓在元件300上，且閥元件3〇〇被轉動或從閥座區41〇移開；因此’打開了閥埠口 4〇〇 ;以此方式，出口埠51 〇藉通過通道240、250和540而與入口埠520流動地連通。所述閥50之各個部分可被視為組成數個分離的功能方塊；因此’一能量轉換方塊藉加熱工作流體並引起膜層2〇〇偏移而轉換電能至機械能；一中繼的閥方塊藉一致動器而耦合於此機械能，因而造成打開及/或關閉一閥埠口之移動；最後，一流體連通和引導方塊被耦合於該中繼的埠口以提供在該結構中之流動連通；如在第2圖中所見的，這些功能的方塊可從一或多數之層12、14和16而被組製；因此在第2囷中所描述之實施例具有一包含較上層丨6和中間層14之部分之能量轉換方塊；在同樣之情形中該流動的連通方塊包含所有三層的部分。請回到第2圊，可被看到可撓膜層2〇〇應薄得足以撓屈同時又厚得足以具有充分的力量以在通常在操作閥5〇時所遭遇之力量下不致於破裂；另外，可撓之膜層2〇〇形成密封之腔體100和通道250兩者之一部分；因此，膜層2〇〇將接觸工作流體130和任一閥5〇將控制之流動材料兩者；接觸該被控制之流動材料的這些部分之膜層2〇〇通常被稱為「弄濕的表面」；在第2圈之實施例中，膜層2〇〇是從中間層14而形成的，可被看到各種其它部分之層14被耦合於層 I I I I 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-11 - B7 五、發明説明（9 ) 12和16兩者之部分；因此作為層14之一材料之選取，除了其它的項目，亦將考慮強度、撓性和膜層2〇〇之相容性之要求，以及層14之耦合或黏附於被選給層12和16之村料之要求；在本發明之一些實施例中，被發現雖然其它的適合材料可被選取，選取一矽材料作為層14是有利的。閥元件300典型上是與以層14或16所做的該閥部分之組製分開來組製的，且機械上安裝與耦合於鄰近閥埠口 4〇〇之台架210 ;如對層14所描述的，元件3〇〇將有「弄濕的表面」，且將需要充分的強度以關閉閥埠口 4〇〇 ;另外，在本發明之一些實施例中，閥元件300亦提供一些或全部之一恢復力其相反於被可撓之膜層2〇〇所引起之移動；因此如將見到的，元件300之材料應能夠提供此恢復力；當將見到閥元件300之形式可從在第2圖中所描述的該本質上平面的形式而起變化，已被發現以一矽材料而形成元件3〇〇是有利的，因為它和層14之相容性及矽微機械技術之可獲取性。在第2圖之實施例中’較低層12被使用以分別形成一些或全部之出口和入口埠510和520和通道540 ;因此，如對層14所描述的，層12將有「弄濕的表面」，且層a之材料將與閥50所控制之流動材料相容；層12亦作為一對其它部分之閥50的安裝結構，以及作為耦合閥5〇於該在其中它可被使用的系統；因此對於如此之安裝功能，層12應該充分的強和耐久·，另外，在本發明之一些實施例中，一輔助的力量提供裝置（未陳示）被使用以應用力量於閥元件 ^_ 本紙張適用中關家標準（CNS >八视^ ( 21GX297公釐)~ ------ - -12 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝· 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（10 ) 300;其中如使用此一力量提供裝置，它們經常是使用層12 而安裝；當被發現了一矽材料有利地提供了層12所需要的特性，其它適合之材料亦可被選用；例如，在有些實施例中各種的陶瓷材料如礬土被使用，且在其它之實施例中一硼矽玻璃或石英材料被使用。在第2圖之實施例中’層16用來支持和定位加熱元件 120,且形成被密封之腔體1〇〇;另外，它用來形成通道24〇之一部份，因此具有部份「弄濕的表面」；將可瞭解到，當加熱元件120只能加熱工作流體130時，流艘13〇透過其與層16的接觸而達到相當部分的冷卻；因此，在本發明之一些實施例中，具有良好熱傳導性之材料被選為層16;然而，當加熱元件120是電氣阻抗元件時，層16之材料典型上是一介電材料以防止加熱元件12〇之電性短路；在有些實施例中，工作流體130利用一遙遠來源供應之輻射能而加熱；在此實施例中，可使輻射能穿透之材料被選為層16; 因此層16可包含有多種材料，包括但不限定有石英、财玻璃、陶莞、碧玉、梦或因此，可瞭解到，本發明之實施例包含多種可被選擇作為閥元件糊和各個和〜㈣的材料，且對於閥元件3_ —特定層之特定材料的選擇是考慮本文中所討論的多種时的設計選擇；將更瞭解所有此種6又计選擇都在本發明之範圍内。如先前所提到的，膜層2〇〇具有撓性和強度兩者·然性與強度之最佳平衡可能對於各特疋之應用而有不同；因此在本發明之-些實，經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ' A 7 _____B7 五、發明説明（11 ) 撓性可能是主要的考量，而在其它實施例中，強度可能比撓性更重要；儘管被選為層14之材料在膜層200之強度和撓性上是一重要因素’但這兩個特性平衡亦可藉改變可撓膜層200之厚度和形狀而達成；因此，當層14是[1〇〇]矽，膜層200之典型厚度大約5〇；«m;然而，膜層2〇〇可以較厚或較薄’且從約1 〇到1 〇〇 " m之厚度範圍已知是有利的；另外’可發現到’改變膜層200之形狀或斷面輪廓也能影響對於膜層200之撓性和強度間的平衡；因此t，儘管本發明之一些實施例具有一具有基本均勻厚度之可撓膜層2〇〇，但在其它實施例中膜層200不具有均勻厚度；例如，在一些實施例中’膜層200具有一變化厚度之步階式斷面輪廓；在其它實施例中，膜層200在厚度上形成有一漸進變化，從邊緣到中央漸次減小；因此，任一被設計以符合一特殊應用需求之斷面輪廓可被用來對閥50之特定應用提供撓性與強度之間的正確平衡。如在第2圖.中所描述的’各種的方法以組攀數個形成閥50之結構是已知的；然而，這些方法超出了本發明之範圍，而只將揭露該等方法之例子；因此，例如，先前藉參考其而結合的’在該"Zdeb 1 i ck"專利中所描述之組製的方法可被使用以形成閥5 0的結構；另外，其它如edm (放電加工）、電化學蝕刻、喷砂、模鑄、铸造、和鑽石加工之組製方法也可被使用；將可瞭解到，體認本發明之利益並不依賴於被使用的組製之方法；因此，以上所提到或在該 Zdeb 1 i ck"專利中所插述的任一或全部的方法都可被使用本紙張尺度適用中國國家梦準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） --I .H !:. ..... HH I m -.1'1 - · - I n -- I— I ^ « 、T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 14 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7_五、發明説明（l2 ) 以形成在此所描述之結構。仍請參閱第2圖，腔體1〇〇被描述成充填有工作流體 130 ;選取工作流體130之一標準是它的膨脹係數；因此當工作流體130具有一大的係數，涵蓋任一提出之操作溫度範圍在膜層200中將引出較大的移動範圍；如前所提到的，流艘130對於腔體1〇〇之材料是化學性地惰性的；材料被定義成彼此化學性地惰性的即在本質上其間無化學反應；另外，雖然在有些實施例中一部分之流體13〇唆成蒸氣，典型上被選取作為流體130之材料在涵蓋對任一閥50所提出之溫度範圍内應保持液態；已被發現到，一廣泛種類之材料符合這些需求’因此’水、乙醇或其它酒精、和許多氟化碳家族之成員，如在有些實施例中以商標Flu〇rinert® 上市之材料’被使用作為工作流體130。當未在第2圖中陳示，腔體1〇〇典型上從一充填孔而充填’該孔繼而密封地以孔密封元件所密封；在有些實施例中，腔體100是以流體130在當閥50操作時易於被其所經歷的最高環境溫度而被充填並密封；在其它的實施例中，腔體100是以流體130在當閥50操作時易於被其所經歷的最高壓力而被充填並密封；且在一些實施例中，使用了一特殊温度和壓力的一組合；在此情形中，可獲得給可撓之膜層 200之最大移動。在有些實施例中，閥50是以通常在半導體或製藥工業所使用的超潔處理而組製的；如先前提到的，在被描述在第2圊之實施例中’部分之閥元件3〇〇、較上層16、中間層氏張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------Ί-----^—1T------- ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -15 - A7 B7 五、發明説明（13 ) 14和最底㈣具有「弄㈣表面」其接觸㈣5()所控制的流動材料；為了嗓保與如此之超潔處理之相容性，閥50之特殊實施例是有利地被組製以具有這些「弄濕的表面」模式的或加上一或多個能與一特殊處理相容之材料；因此對在製藥工業中的應用，加一層袖一材料之「弄濕的表面」是適當的；而一些半導趙工業應用亦可使用如此

Teflon®加層表面，閥5〇亦可以用鉻、碳化矽、氮化矽、氧化矽或類似鑽石之碳而組製以抵抗不適合*Tefl〇n(B之環境，因此一家族之閥，彼此有類似之結構，可以對一特殊之應用之特殊相容性的不同材料所加層之「弄濕的表面」而組製；另外，如閥5G從-或多層或片所組製，對該「弄濕的表面」之一材料之選取應該和任一被使用以耦合層與層之黏著處理是相容的；例如，如—陽極黏著處理被選取以耦合一矽層14於一使它的「弄濕的表面」加上一鉻障壁層（未陳不）的硼化矽層16，該鉻應該從層16之黏著表面被移去以獲得-黏著與有效的柄合；’然而，其它如使用低離子容量環氧樹脂、可熔玻璃等類似物之黏著處理亦可被使用。電阻性加熱器12〇可藉使用任一通常使用的能和被選取的特殊黏著處理相容的電阻性材料而形成；例如，當— 陽極處理被使用以黏著—硼化矽玻璃較上層或片16於一矽中間片14，被發現需要使用一第一層之鈦以形成加熱元件 120以對一繼層之形成該電阻性元件之鉑提供黏附於片 16，其匕型式之電阻性元件亦可被使用；因此在有些實紙張尺度適财關“準（CNS) A4· (2iQx297公董1 ----- -16 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ----i 球經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（l4 施例中，一具有一正溫度係數（PTC)之電阻性材料可被使用，如已知的，如此pTC材料之阻值將隨著工作流體13〇之溫度之增加而増加，有利地減少電力消耗且限制了元件 120之過溫度；一例之此一pcT材料是BaTi〇2 (鈦酸鋇）；在本發明之一些實施例中，多個分開來控制的加熱元件 120被使用，例如，有利地發現到，一第一加熱器可被使用以提供一穩定背景之溫度，而一第二加熱器被使用以提供被使用來膨脹工作流體130之溫度轉變；在有些應用中，該第一與第二加熱器兩者是相同之型式，如pTC元件，而在其它的實施例中，一加熱裝置之組合，且如將被討論的冷卻裝置’可以被使用。如前所提到的，加熱元件120是一能量轉換方塊之一部份，其在第2圖所示之實施例中將電能轉換成熱能，並將熱能轉換成機械動作；現回到第3圖，其描述了此能量轉換方塊之一可替換之實施例；為了易於瞭解，只顯示出對於描述第3圖之實施例是必要的較上層16和中間層14之部分；腔體100被視為具有一第一部分1〇4和一鄰近可撓之膜層205之第二部分1〇6 ;如所描述的，第一部分1〇4是較小於第二部分1〇6，且具有一從埠口 15〇插入的可插式加熱元件140 ;埠口15〇以密封元件16〇而密封以固定加熱元件 140 ’且緊密地密封腔體1〇〇。當第3圖之實施例陳示了具有兩個部分之腔體1〇〇，在其它的實施例中，㈣可有—如在第2圖中所描述之單一部分；然而，可以發現到，當一可插式加熱元件14〇被使 ---—II- — - I II II II 訂 (請先閲讀背面之注意事項再4寫本頁) 17

五、發明説明（15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、，有利於使用一兩部分之腔體100，其中第一部分1〇4 係兔一、的加熱部分1 〇4 ;在此情形中，在部分1Q4中之流體130以—非常高的速率被加熱，引起流體130快速地膨，然後從加熱部分之膨脹的流體穿過通道1〇8而推壓進入邛分106，增加了在部分106中之流體130體積且因此引了撓之琪層205之偏移；如此本質上水力之動作因此有利地導致膜層2 〇 5之快速的、可控制的移動。加熱元件140被陳示具有兩個引導器142〇通過密封之琿口 150而停止於有數個迴路144的部分1〇4之中；將可瞭解到，許多組態之加熱元件140是可能的，且被描述之組態僅作說明之用；亦可瞭解到，許多不同之材料可被使用為元件140之部分；例如，引導器142可以是一具有一低電阻之第—材料，且迴路144是一具有一高電阻之第二材料，或相同之材料可以被使用於其兩者；引導器142可以被安裝在一支持結構（未陳示）之中或如所描述的，密封元件 16 0 了以被使用為一支持結構；另外，一多赛之具有加熱特性或容量之材料可以被使用以形成迴路144 :另外，不同於迴路144之組態可以被使用以提供一特別之量的表面區以加熱在部分104中之流體130 ;因此，在本發明之一些實施例中，一可插式加熱元件14〇被使用其提供一較被使用之特殊：7IL體1 3 0之ί弗點為而之溫度；在此情形中，流趙1 之點蒸發產生泡泡；被發現到，在有些應用中，如此泡泡之形成有利地強化了一特殊可撓之膜層2〇5或2〇〇 (第2圓）之偏移之控制；因此，任一數目之相同之闊可被組製在本紙張尺度適用中國國家麥準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公着） n- an· (K m n emu ^ 士^ml In m m m ^—ψ US. 、T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 18 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（) 一起，且藉對每一閥50選取不同之可插式加熱元件14〇，則可提供適合於不同應用之閥。現在請轉向第4圖，其陳示了另一可替換之加熱器和腔體；不同於第2圖之實施例，第4圖之實施例具有一被形成之較上層16其具有含加熱元件之延伸部17〇，或形成於每一延伸部170之一端點176的強化部174 ;在此情形中，被元件174所引起之加熱效應被移動靠近於在腔體1〇〇之一中央部分之可撓之膜層200;因此，可得到广被使用以加熱流體130成為膜層200之機械移動之有效率的能量轉換；另外，延伸部170提供以增加接觸工作流體13〇之層16之表面區；因此藉通過層16而熱散發之流體13〇之冷卻可被加強；當層16具有延伸部170,典型上一矽材料被選取作為層16，且被形成之延伸部170使用，譬如，矽微機械之方法；然而，其它為延伸部170之組製之適當的材料和方法可以被使用，例如延伸部17 0可被獨立地形成和安裝在腔體100中；加熱元件或強化部174可以在結構上相似於先前所描述的加熱元件120 (第2圖）；可替換地，元件174可被處理使用在該技藝中熟悉於一般技巧的擴散或離子植入法而形成矽區；又’延伸部170之長度和形狀可被改變以將元件174設置在一最佳的位置且/或改變可利用之表面區以冷卻流體。在第5A圖中描述了一可替換的能量轉換方塊之又另一實施例之一部分之一平視圖；一加熱層180被陳示具有三個加熱構件182 ;在有些實施例中，加熱層1 go是一[111 ] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐），，.〆 y-t .·, --1 - ! 1 -1 m^n --1 m m (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 19 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（17 ) 矽材料以利用沿著晶體平面之優先蝕刻；因此，加熱構件 182被從相對面之蝕刻層180所形成以移去所有在區域184 之碎以留下梦連接區186作為機械和電氣的麵合，且形成被描述成本質上六角形狀之元件；然而，作為加熱構件182 之其它之形狀是可能的，且其它形成這些可替代形狀，如那些被描述為形成闕50之其它部分，之方法可被使用。請轉向第5B圊’其陳示了一可替換之腔體和包含有層180之加熱器組態之穿過b - B，線之剖視示意圖；腔體100被形成具有介於較上層16和中間層14之間之加熱層 180 ;在此情形中使用加熱層18〇，設置加熱構件ι82於腔體中以提供本質上涵蓋腔體1〇〇之所有的相當的加熱表面區；在此情形中，工作流體130被快速地加熱，且藉由流趙130之膨脹可撓之膜層2〇〇即被偏移。將可瞭解到，第2至5 B圖之實施例只是被本發明所包含之加熱元件之各種型式之說明；因此，如已知的，對所描述之加熱元件之其它型式或組態之加熱元件之替代是在本發明之la圍中之設計選擇修正；例如，在本發明之一些實施例中，加熱是被安裝在腔體1〇〇外面之元件（未陳示）所供應的，其並不與流體13〇直接接觸，例如，在高於腔體100之層16之表面110上（第2圖）；另外，當該第2至5 B圖之說明性實施例只相關於加熱元件，其它之組態亦是可能的；因此本發明之一些實施例有利地提供了流體13〇之正數加熱和正數冷卻兩者；例如，—具有正數加熱和冷卻能力之實施例可被安裝一帕耳帖（peltier)熱幫浦於 m ml ί I- n nn HI n^l In nn n^— m ^ < U3 、T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 20 A7 B7 五、發明説明（18 ) 兩於腔想100之表面上而形成；在此情形中，冷卻可被加強。閥元件300是中繼閥方塊之一部分，其在第2圖所示之本發明實施例中密封閥埠口 400 ;現在請轉向第6圖，其陳示了閥元件300之一平視圖當視於較低層12直到層14 ;剖面線C一 C’代表第2圖所示之觀察位置；當較低閥元件 300和層12之部分模糊了中間層14之部分和使用層μ所形成之結構’這些模糊的結構在可認出之處將利用虚線表示；具有本質上長方形形狀之閥元件3〇〇係疊置於可撓膜層200之一部份上方·，可選擇之平面柱2〇4可形成且定位於在閥元件300之層14和12之間，以加強閥元件3〇〇和層14之間之平面性；可從入口槔口 520看到之一小部分可撓膜層 200係以實線表示；出口埠口510顯示出形成於層12中，且被通道240流體耦合到中繼埠口 400 ;閥元件300被安裝於台架210使得膜層200之偏移將引起台架.210推壓於閥元件 300，且打開埠口 400或拉曳閥元#300以關閉埠口 400。在本發明其它實施例中，使用其他可選擇之構形的閥元件300，幫助使閥50之性能配合於特殊之應用；在第7圖中，閥元件300之替代實施例（第2圖）被顯示出藉一閥元件之改良而提供額外的閥關閉力量；因此，閥元件340被顯示出具有形成於相反面上之橫樑344;每一橫樑344都有一活動端點346，其乃固定地安裝於閥50之一非移動之部分；例如，可以安裝於鄰近於可撓膜層200之層14，或於一部分之層12(第2圖）；因此當元件340從它的靜止位置本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -----------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 21 A7 B7 五、發明説明（19 ) ^ 被偏移，在每一橫樑344中則產生一恢復力；當這個力的總量隨著閥元件340之偏移之增加而增加，可獲得之力之總量可藉改變橫樑344之長度、寬度、位置和形狀而被控制。在第8A圖中則顯示了閥元件3〇〇之另一可替換之組態，為了便於瞭解，只顯示埠口 4〇〇周圍之區域；閥座區41 〇被形成在使用一屈從材料42〇之閥元件中；該被選取之特殊屈從材料420可為每一特殊之應用而改變g因此，在有些應用中材料是一塑膠材料，而在其它之應用中，可使用一氟化碳和其它金屬材料；材料42〇可以是一塑膜材料，具有如圖所示之提高部分425,或者背脊（未顯示）可形成於部分220和230之密封表面上；在某些實施例中使用背脊和提高部分425兩者；現在請看第8B圖，一〇形環430 是有利地被使用在本發明之另一實施例中；如所描述的，〇形環430被閥元件300捕獲以形成閥座區41〇，例如在一類似第8A圖所示的情形中藉使用一具有一成形之較上部分302之兩部分閥元件300與一本質上平坦之較低部分 304;在其它並未陳示之實施例中，一 ◦形環可被在部分22〇和230中所形成之溝槽所捕獲以形成一可替代的閥座區 410 ;因此，當閥埠400被關閉以抵制屈從材料42〇 (第8入圖）或屈從0形環430 (第8B圖）時，一埠口 4〇〇之加強密封則被提供；此加強之密封可有利地被使用作需要低、攻漏率之應用；被發現到，如在第8 B圖中所描述的〇形環 430，或如在第8A圖中所描述的具有提高部分425之屈從裝-- (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（2〇 ) 材料420 ’或任一其它如此適當之結構以形成閥座區41〇之使用，有利地允許He達成的洩漏率從ΐχ ι〇-6到小於丄χ 10-9cc-Atm/sec 。現在請轉向第9圖’其陳示了相關於本發明之一閥元件之另一可替換的實施例；如所陳示的，可撓膜層2〇〇具有一膜層延伸部220，其部分地延伸部穿過淳口 4〇〇以接觸一球面閥元件330 ;球面閥元件330被設於一類似彈簧之膜層500之上；因此，可以見到’當膜層200偏轸時，球面元件330被延伸部和從被致動之埠口 4〇〇之流動連通所推出接觸於閥座410 ;當從閥座410之球面元件300之移動偏移類似彈簧之膜層500，則產生一埠口關閉力量；此被膜層5〇〇所提供之埠口關閉力量是等於被例如第7圖之橫樑344所提供的閥元件340之關閉力量；球面閥元件330可以一硬的，本質上非壓縮的材料所形成，或閥元件330可具有一些等級之屈從性；在一相似之情形中，閥座41〇可以是屈從的或不屈從的；第9圖之實施例之一多種之組態（未陳示）是可能的且在本發明之範圍中；因此，閥元件33〇可以具有一非球面之形狀，例如一圓錐形狀或其它可被使用於密封埠口 400之適當形狀；另外，當一硬的和屈從之材料之组合被使用為密封元件330和閥座410，則可獲得低茂漏率。現在請參閱第10圖’其陳示了一閥元件之另一實施例與相關於本發明之實施例之閥座；一提動型式之閥元件36〇被使用以密封中繼埠400 ;闊元件360具有鋸齒362，其可 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -23 - A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（21 ) 用來捕捉一 0形環364或其它用以密封埠口 400之屈從材料；埠口 400藉允許〇形環364移來接觸於一如所描述的形成於埠口 400周邊附近的閥座區414而被密封；提動閥元件 360之移動在一與在第9圖中所描述的球面元件33〇相似之情形中而完成；因此’可撓之膜層2〇〇具有一接觸一提動閥元件360之較上部分368的膜層延伸部224;將可艘認到，該被描述之特殊組態僅供說明使用，且提動型閥元件之其它組態也是可能的；另外’當〇形環364被描述被捕獲於元件360中，在有些實施例中，〇形環364被捕獲於閥座區 414 ;提動閥元件360之組態亦可以恢復力裝置而形成，例如一在裝置500(第九圖）之情形中所形成之裝置；另外，當一硬的和屈從的材料之組合被使用為提動閥元件36〇和閥座414 ’則可獲得低的洩漏率^ 當在閥之技藝中之一般技巧之一將實施，加於在此之例子之中’已知有閥座和閥元件之許多變化；因此，去描述每一組態是不實際的；另外，將可體垮到，被從該 Zdeblick"專利之參考所結合之在此所描述的方法，以及其它的已知方法，可以被使用以組製這些閥元件和閥座之組態；因此，被瞭解到，這些在各種組合中所使用之屈從的及/或非屈從的閥座和閥元件之各種組態被企圖納入本發明之範圍中。如所見的’使用被壓縮的屈從材料已被發現可強化埠口 400之密封和降低洩漏率；然而，此被強化之密封能力亦可需要一被應用以壓縮該屈從材料之恢復的或關閉之 ----------、裝------訂-------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（22 ) 力，在第Θ圖之實施例中，類似弾梦 vu , ^ 頸似彈簧之膜層500被使用以提供此力，然而’在其它之實施例 ^ e j中’其它的力量提供裝置亦是可能的；在有些實施財，這些其它的力量提供裝置將作為協助關閉該中繼埠，而在其它的實施例中力量提供裝置被組裝以協助打開該中繼淳。現在請轉向第_，本發明之另_實施例被陳示，其中一力量提供裝置56G被使用以增加相關於本發明的閥之關閉總力·，如所見到的’第u圖之實施例本噯上是陳示於第2圖中的再加上設位於閥元件300與-部分之較低層12之間的力量提供裝置56〇 ;在此情形中，當台架2勵壓間元件300以打開中繼埠彻，力量提供裝置刷被壓縮且此壓縮提供-閥關閉力；將被體認到，當力量提供裝置56〇被陳示在-線圈彈簧之情形中所形成，其它之組態亦為可能；例如，力量提供裝置可被形成如一葉片彈簧、張力桿或其匕適當之裝置；另外，如對照第9圖之實施例而描述的，使用一如裝置500 (第9圖）或裝置56〇之一分開的力量提供裝置允許在設計閥中較大的彈性以符合特殊的應用。在加於藉力量提供裝置之壓縮以提供一閥關閉力，如上所描述的’也可供應一闊打開力；對於當在通道54〇中的壓力遠大於在通道240的壓力時之應用，被膜層200所供應之力可能不只靠它自己而充分地打開中繼埠400;因此，在本發明之有些實施例中，當埠口 400被關閉時，力量提供裝置560被提供在一張力之狀態中；在此情形中，力量本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐〉 ^^1 m n 1 -i— - I I m k hi - - In i— 一、受 τβ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 25 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7_ 五、發明説明（23 ) 提供裝置560提供一被膜層200之移動所控制之打開力。迄今將體認到，一積體式可電氣操作的微型閥之各種實施例已被描述了；將亦可艎認到，這些各種之實施例包括有被描述的微型閥之元件之可替換之實施例的組合；因此，當去控制腐蝕性流體之能力也被需要以具有低浪漏率’各種的屈從閥座材料、類似背脊之結構和/或力量提供裝置之組合可被使用，因此提供了一相關於本發明之微型閥之廣泛範圍；另外，將被體認到，對一囀殊應用而設計一微型閥之一特殊實施例的彈性是一，在其它因素之中’那些實施例之功能性方塊設計之函數；因此，不像在該"Zdeblick"專利中之先前技藝之閥地，相關於本發明之微型閥提供了 ’例如，低洩漏率之實施例，因該可撓之膜層並不使用以直接地密封該閥埠，其不需要對該可撓之膜層作修正；相反地，這個功能之方瑰設計提供了作為具有可插式加熱元件140 (第三圖）之能量轉換方塊的結合；因此，相關於本發明之微型閥可以整體被組製，且藉改變被使用的加熱元件之型式而對特殊之應用作修整；在此情形中，可降低製造成本而同時保持相當的彈性以提供一廣泛之應用。當至此所討論之本發明之實施例之特殊例子已陳示之常態是關閉之閥50，那些實施例之常態是打開的組態將在該技藝中之一般技巧變得明顯；例如，在第2圖中所描述之閥可以藉在一較小於該閥之操作範圍之溫度而密封腔體 100而在相當的部分被組製成一常態是打開之閥；在此本紙張尺度適用中國國家接準（CNS ) A4規格（210X297公釐> 、裝訂------' ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 26 五、發明説明（24) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製形中，當該閥被加溫至操作溫度，可撓之膜層2〇〇將偏移並引起中繼埠400打開；因此為了關閉此一閥，工作流體丨3〇被冷卻，例如一先前所描述之帕耳帖（peltier)加熱幫浦可被使用以提供如此之冷卻。亦應是明顯的，相關於本發明而組製之閥可以是獨立之閥或耦合於已知於該技藝中之任一之一多種之流動感測裝置的閥；另外，應是明顯的，本發明之微型閥可以是打開的或關閉的到可變之角度；因此相關於本*發明而做的閥不只可以提供一流體之流動或不流動，亦可以涵蓋一連續範圍之流動率而控制該流體之流動量；例如，藉使用該能量轉換方塊而改變轉換成機械能之能量可獲得流體流動率之控制，在此情形中，該閥元件之位置以正比於從該解消旎量之狀態之偏移量而變化；因此，本發明之實施例可結合一積體式流動或壓力感測裝置其可對該閥提供動態回授以動態地控制所提供的流動率或壓力；當該感測裝置被使用以感測流動率，則該微型閥一般被稱為一流動控制器，而當該裝置決定壓力，則該微型閥一般被稱為一壓力控制. 器；例如，相關於本發明之一流動控制器可含有一流動感測裝置其具有一第一壓力感測器、一流動限制器和一其中橫過該限制器之壓力下降被量測之第二壓力感測器；如已知的，對於一預先決定之流動限制，該壓力下降可以被正確地校正於對一特殊之流體的流動率；因此，如所描述的該流動感測裝置對於被選取的該特殊流體提供流動率之動態控制。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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In— nf — _ -裝

、1T 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 27.- A7 B7 五、發明説明（25 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 較低層 150 14 中間層 160 16 較上層 170 20 可撓膜層 174 22 台架 176 26 腔體 180 28 流體 182 30 加熱器 184 40 閥座區 186 42 入口槔 200 44 出口埠 204 50 閥 205 100 密封腔體 210 104 第一部分 220 106 第二部分 224 108 通道 230 110 表面 240 120 加熱元件 250 130 I作流體 300 140 加熱元件 302 142 引導器 304 144 迴路 310 立件編號册照閥琿口 330 球面閥元件密封元件 340 閥元件延伸部 344 橫樑強化部 346 活動端點端點 360 提動閥元件加熱層 362 鋸齒加熱構件 364 0#環區域 368 較上部分連接區 400 閥埠口可撓膜層 410 閥座區平面柱 414 閥座區可撓膜層 420 屈從材料台架 425 提高部分閥終點部分 430 0形環膜層延伸部 450 周邊密封區閥埠口部分 500 膜層出口通道 510 出口埠入口通道 520 入口琿閥元件 540 入口通道較上部分 560 力量提供裝置較低部分耦合點本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 28

Claims

六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 •一種積體式可電氣操作之微型閥，包含有：一含有一流體入口埠和一流體出口埠之流體引導結構；一流體連通通道，被形成於該流體引導結構中，流體性地耦合該流體入口埠到該流體出口埠；一中繼埠，被形成於該流體連通通道中，其中該流體入口埠是流體性地穿過該中繼埠而耦合於該流體出口埠閥； " 一閥元件，可移動地被設置鄰近於在該流體連通通道中的該中繼埠；以及一月b量轉換裝置，其包含有一機械性地耗合於該閥元件之可撓膜層，其中該能量轉換裝置轉換輸入能量成為機械能量，因而提供該閥元件由穿過該可撓膜層之移動以打開或關閉該中繼埠。 .依據申請專利範圍第1項之積體式可電氣操作之微型閥，其中該能量轉換裝置包含有一由一或多個片體所形成之結構，該結構具有一被密封之腔體，其中該密封腔體之一壁是該可撓膜層。 .依據申請專利範圍第2項之積體式可電氣操作之微型閥，其中該密封腔體含有一流體材料，該流體材料包含會回應於溫度的增加而膨脹且回應於溫度的減少而收縮的一種材料，該可撓膜層即於其中被移動。 •依據申請專利範圍第2項之積體式可電氣操作之微型 —_ 閥，其包含有一加熱及/或冷卻裝置，其中玆Λπ埶；？本紙張 ^iTiiiiiT^T^F「210x297公藿)— 2 3 4 --------'1^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ΤΓ 線 In · 1 = 29 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 /或冷卻裝置是熱性地耦合於該密封腔體。 5 ·依據申請專利範圍第4項之積體式可電氣操作之微型閥，其中該用以加熱及/或冷卻的裝置被安裝在該密封腔體之一壁上。 6·依據申請專利範圍第4項之積體式可電氣操作之微型閥，其中該用以加熱和/或冷卻的裝置是一個帕耳帖 (Peltier)加熱幫浦。 7 ·依據申請專利範圍第2項之積體式可電氣操作之微型閥’其中該能量轉換裝置包含有一以一電阻性材料於該密封腔體之一内部表面上形成之電阻性加熱裝置。 8 ·依據申請專利範圍第7項之積體式可電氣操作之微型閥’其中該電阻性加熱裝置是一具有一固設在一安裝部分上之一加熱部分的電阻性元件，其中該安裝部分與該可撓膜層隔離一預定距離。 9·依據申請專利範圍第2項之積體式可電氣操作之微型閥’其中該密封腔體包含有一第一部分和一第二部分’該可撓膜層包含有該第二部分之一壁。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 ·依據申請專利範圍第9項之積體式可電氣操作之微型閥’其包含有一位於該密封腔體的該第一部分中之可插式加熱裝置。 1 1 ·依據申請專利範圍第8項之積體式可電氣操作之微型閥，其中該加熱裝置具有多個加熱元件，每一加熱元件具有至少兩個加熱表面。 12·依據申請專利範圍第1項之積體式可電氣操作之微本紙張逋用中國國家標準（CNS ) A規( 2ΐ〇χ297公董） 30 六、申請專利範圍型閥，其包含有一在圍繞該閥埠之一周邊區域所形成之屈從閥座區。 •依據申請專利範圍第12項之積想式可電氣操作之微型閥，其包含有一被形成在該閥元件上且被對齊於該屈從閥座之背脊式結構，其中當該閥元件座落在該屈從閥座上時，則可提供一氦之i χ 1〇_6c卜 Atm/sec或更小的洩漏率。 14 .依據申請專利範圍第i項之積體式可<電氣操作之微型閥，其包含有一被形成在該闊元件上且被定置對齊於圍繞該閥埠之一周邊區域的屈從閥座。 .依據申請專利範圍第14項之積體式可電氣操作之微型閥’纟包含冑一被形成在圍繞該闕痒之該周邊區域上且對齊於該屈從閥座的背脊式結構，其中當該閥元件座落在該屈從閥座上時，則可提供一氦之 1 X 10-6cc-Atm/sec或更小的洩漏率。 16 依據申請專利範圍第15項之積體式可電氣操作之微里閥’其中該屈從閥座包含有一被該閥元件所捕獲之0形環。 17 依據申請專利範圍第工5項之積體式可電氣操作之微型閥’其中_㈣座是—被㈣元件所捕獲之模轉屈從閥座’其中該輯屈從閥座具有對齊於圍繞該閥埠之該周邊區域的提高部分。 18 依據申請專利範圍第i項之㈣式可電氣操作之微 ,_型間’其中該流體引導結構包含有一弄濕區，且其本紙張尺度適用中國國家槎準（CNS]T^_( 2丨0><297公着1---~ ____ 31 中該弄濕區係以與超潔及/或腐蝕性材料處理相容的材料所構成》依據申清專利範圍第1項之積體式可電氣操作之微型閥，其中該可撓膜層包含有矽。依據申請專利範圍第1項之積體式可電氣操作之微型閥’其中該可撓膜層包含有一機械性地耦合於該閥元件的台架，其中該台架回應於該可撓膜層之移動而提供該閥元件之移動。 * 依據申請專利範圍第1項之積體式可電氣操作之微型閥’其更包含有一被耦合於該閥元件的力量提供裝置’其中該力量提供裝置施用力量於該閥元件。依據申請專利範圍第21項之積體式可電氣操作之微型閥’其中當該積體式可電氣操作之微型閥被解消能量時’被施用於該閥元件之該力量使該閥元件靠座，讓該閥座關閉該中繼埠。依據申請專利範圍第21項之積體式可電氣操作之微型閥’其中當該積體式可電氣操作之微型閥被解消能量時’被施用於該閥元件之該力量防止該閥元件靠座，而讓該閥座保持該中繼埠打開。依據申請專利範圍第1項之積體式可電氣操作之微型閥，其中該閥元件本質上呈球面狀。一種積體式微小閥，包含有：一包含有一流體入口埠和一出口埠之流體引導結構；

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一張紙本一 ^體連通通道，被形成於該流體引導結構中，輕合該入口蟑到該出口埠；中繼埠，被形成於該流體連通通道中，其中該入口埠是穿過該中繼埠而耦合於該出口埠閥，該中繼埠更包含有一閥座；閥元件，可移動地被設置鄰近於在該中繼埠· 而座落抵靠於該閥座上；一密封腔體，具有一被耦合於一在該密封腔逋中之加熱裝置的第一壁、和一形成機械性地耦合於該閥元件之一可撓膜層的第二壁之至少一部分；以及一被包含於該密封腔體中的工作流體，該工作流體在以該加熱裝置予以加熱時即膨脹，以移動該可撓膜層和該閥元件，以控制該輪入埠和該輸出埠之間的流體連通》 26 · —種流動控制器，包含有：如申請專利範圍第1項所述之該積體式可電氣操作之微型閥；以及一用以決定流動率之裝置，其中該裝置提供動態回授予該能量轉換裝置，以可變地定置該閥元件於該流體連通通道中。 2 7 . —種壓力控制器，包含有：如申請專利範圍第1項所述之該積體式可電氣操作之微型闊；以及 h適用巾關家縣（CNS ) ( 2IGX297公釐）裝訂 -線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 33 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 一用以決定壓力之裝置，其中該裝置提供動態回授予該能量轉換裝置，以可變地定置該閥元件於該流體連通通道中。 -------j I 裝-----—1T'-----，線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙承尺度適用中國國家^準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 34