TWI616350B - 流體控制裝置之製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種流體控制裝置之製造方法，包含：(a)提供殼體、壓電致動器及可變形基座結構，壓電致動器由壓電元件及振動板所構成，振動板具有第一表面及相對應之第二表面，第二表面具有一突出部，可變形基座結構包含流通板及撓性板，撓性板具有可動部；(b)將可變形基座結構之撓性板及流通板相互堆疊接合並實施預製同步變形作業，使撓性板及流通板同步變形構成預製成型之同步變形結構；(c)依序將殼體、壓電致動器及可變形基座結構相互堆疊定位接合，可變形基座結構之預製成型之同步變形結構為相對於振動板之突出部，以使可動部與突出部之間定義出特定深度。

Description

流體控制裝置之製造方法
本案係關於一種流體控制裝置之製造方法，尤指一種具有可變形基座之流體控制裝置之製造方法。
目前於各領域中無論是醫藥、電腦科技、列印、能源等工業，產品均朝精緻化及微小化方向發展，其中微幫浦、噴霧器、噴墨頭、工業列印裝置等產品所包含之流體輸送結構為其關鍵技術，是以，如何藉創新結構突破其技術瓶頸，為發展之重要內容。
請參閱第1A圖及第1B圖所示，第1A圖為習知流體控制裝置之部分結構示意圖，第1B圖為習知流體控制裝置之部分結構組裝偏移示意圖。如圖所示，習知的流體控制裝置100之作動核心主要包含基板101及壓電致動器102，基板101與壓電致動器102係堆疊設置，且基板101與壓電致動器102具有一間隙103，其中，該間隙103需保持一定深度，藉由此間隙103維持一定深度，當壓電致動器102受施加電壓而致動產生形變時，則可驅動流體於流體控制裝置100之各腔室內流動，藉以達到流體傳輸之目的。然而，於此習知的流體控制裝置100中，其中壓電致動器102與基板101均為平板式之整體結構，且具有一定的剛性，在此條件下，欲使該兩個整體均為平板式之結構彼此精準對位，以致使該兩平板間產生具有一定之間隙103，即維持一定深 度，會具有一定的困難度，極容易產生誤差，因為上述任一具一定剛性之整體平板，如有任一邊傾斜一角度θ，則於相對的位置均會產生相對之距離乘上該角度θ的位移值，例如一位移d，而導致該一定之間隙103之標線處增加d’(如第1B圖所示)，或反之減少d’(未圖示)；特別是當流體控制裝置朝向微小化之發展，每一元件的尺寸均朝微小化設計進行，使得該兩平板間欲維持具有一定之間隙103’而不會增加或減少d’，進而保持間隙103之一定深度，其困難度越來越高，而若無法保持間隙103之一定深度，例如間隙103是增加上述一d’位移的誤差時，將導致該間隙103之距離過大，進而使得流體傳輸效率不佳；反之，若間隙是於相反方向以致減少上述一d’位移(未圖示)，則使得間隙103之距離過小，進而在壓電致動器102作動時易與其他元件接觸干涉，而產生噪音之問題，並導致流體控制裝置之不良率隨之提升。
換言之，由於習知之流體控制裝置100之壓電致動器102與基板101均為具有一定剛性之平板式整體結構，兩者平板間欲以整體對位方式，達到精準對位之目的顯為困難，尤其在元件尺寸越趨微小，組裝時更難精確對位，進而使流體輸送之效能低落及產生噪音之問題，導致使用上的不便利及不舒適。
因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失，可使傳統採用流體傳輸裝置的儀器或設備達到體積小、微型化且靜音，並克服組裝時易產生誤差之問題，進而達成輕便舒適之可攜式目的之微型流體傳輸裝置，實為目前迫切需要解決之問題。
本案之主要目的在於解決習知之流體控制裝置中，基板與壓電致動器 因元件微小化之設計，於組裝時不易精確地定位而產生誤差，使其於組裝後難以維持其間隙之需求距離，進而導致流體輸送之效能低落及產生噪音之問題，導致使用上的不便利及不舒適之問題。
為達上述目的，本案之一較廣義實施樣態為提供一種流體控制裝置之製造方法，包含：(a)提供一殼體、一壓電致動器及一可變形基座結構，該壓電致動器由一壓電元件及一振動板所構成，該振動板具有第一表面及相對應之第二表面，該第二表面具有一突出部，該可變形基座結構包含一流通板及一撓性板，該撓性板具有一可動部；(b)將該可變形基座結構之該撓性板及該流通板相互堆疊接合並實施一預製同步變形作業，使該撓性板及該流通板進行同步變形構成一預製成型之同步變形結構；以及(c)依序將該殼體、該壓電致動器及該可變形基座結構相互堆疊，並進行定位接合，該可變形基座結構之該預製成型之同步變形結構為相對於該振動板之該突出部，以使該撓性板之該可動部與該振動板之該突出部之間定義出一特定深度。
為達上述目的，本案之另一較廣義實施樣態為提供一種流體控制裝置之製造方法，包含：(a)提供一殼體、一壓電致動器及一可變形基座結構，該壓電致動器由一壓電元件及一振動板所構成，該可變形基座結構包含一流通板及一撓性板，該撓性板具有一可動部；(b)將該可變形基座結構之該撓性板及該流通板相互堆疊接合並實施一預製同步變形作業，使該撓性板及該流通板進行同步變形構成一預製成型之同步變形結構；以及(c)依序將該殼體、該壓電致動器及該可變形基座結構相互堆疊，並進行定位接合，該預製成型之同步變形結構為相對於該振動板，以使該撓性板之該可動部與該振動板之間定義出一特定深度。
100‧‧‧習知之流體控制裝置
101‧‧‧基板
102‧‧‧壓電致動器
103‧‧‧間隙
2‧‧‧流體控制裝置
20‧‧‧可變形基座結構
21‧‧‧流通板
21a‧‧‧外部表面
21b‧‧‧第一表面
210‧‧‧進入孔
211‧‧‧匯流通槽
212‧‧‧匯流開口部
22‧‧‧撓性板
22a‧‧‧可動部
22b‧‧‧固定部
23‧‧‧壓電致動器
230‧‧‧振動板
230a‧‧‧第二表面
230b‧‧‧第一表面
230c‧‧‧突出部
231‧‧‧外框
232‧‧‧支架
233‧‧‧壓電元件
26‧‧‧殼體
26a‧‧‧容置空間
260‧‧‧側壁
261‧‧‧排出孔
δ‧‧‧特定深度
h‧‧‧間距
d、d’‧‧‧位移
θ‧‧‧角度
S31~S33‧‧‧流體控制裝置之製造方法之步驟
S41~S43‧‧‧流體控制裝置之製造方法之步驟
第1A圖為習知流體控制裝置之部分結構示意圖。
第1B圖為習知流體控制裝置之部分結構組裝偏移示意圖。
第2圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之製造方法流程示意圖。
第3A圖為本案之流體控制裝置之剖面結構示意圖。
第3B圖為本案之流體控制裝置之局部作動示意圖。
第4A圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第一實施態樣示意圖。
第4B圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第二實施態樣示意圖。
第4C圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第三實施態樣示意圖。
第4D圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第四實施態樣示意圖。
第5A圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第五實施態樣示意圖。
第5B圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第六實施態樣示意圖。
第5C圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第七實施態樣示意圖。
第5D圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第八實施態樣示意圖。
第6A圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第九實施態樣示意圖。
第6B圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第十實施態樣示意圖。
第6C圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第十一實施態樣示意圖。
第6D圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第十二實施態樣示意圖。
第7圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之預製成型之同步變形結構之第十三實施態樣示意圖。
第8圖為本案另一較佳實施例之流體控制裝置之製造方法流程示意圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
本案之流體控制裝置之製造方法係所製成之流體控制裝置2可應用於醫藥生技、能源、電腦科技或是列印等工業，俾用以傳送流體，但不以此為限。請參閱第2圖及第3A圖，第2圖為本案較佳實施例之流體控制裝置之製造方法流程示意圖，第3A圖為本案之流體控制裝置之剖面結構示意圖。如第2圖所示，本案之流體控制裝置之製造方法中，以及如第3A圖所示，首先如步驟S31所示，提供殼體26、壓電致動器23及可變形基座結構20。其中壓電致動器23由一壓電元件233及 一振動板230所構成，振動板230具有第一表面230b及相對應之第二表面230a，第二表面230a具有一突出部230c；而振動板230可為但不限為可撓之正方形板狀結構，壓電元件233為可方形板狀結構，且其邊長不大於振動板230之邊長，並可貼附於振動板230之第一表面230b上，但不以此為限，該壓電元件233受施加電壓後而產生形變驅動該振動板230彎曲振動，另壓電致動器23更包含外框231以及至少一支架232，外框231環繞設置於振動板230之外側，且其型態亦大致對應於振動板230之型態，即其可為但不限為正方形之鏤空框型結構，且振動板230與外框231之間係以至少一支架232連接，並提供彈性支撐；以及可變形基座結構20包含流通板21及撓性板22，但不以此為限，流通板21具有至少一表面，該至少一表面包含一外部表面21a，該流通板21更進一步具有至少一進入孔210、至少一匯流通槽211及一匯流開口部212，該進入孔210貫穿該流通板21並與該至少一匯流通槽211相連通，而該匯流通槽211之另一端係連通於該匯流開口部212，而撓性板22具有一可動部22a及一固定部22b，撓性板22設置連接於流通板21上，為藉以固定部22b固定連接於流通板21上，而可動部22a為對應在匯流開口部212之處的部份，且流路孔220設置在可動部22a上，且流路孔220對應於匯流開口部212。殼體26具有至少一排出孔261，殼體26不僅為單一的板件結構，亦可為周緣具有側壁260之框體結構，供該壓電致動器23設置其中，即殼體26可罩蓋於壓電致動器23及可變形基座結構20之外，並使殼體26與壓電致動器23之間構成一流體流通之暫存腔室A，且排出孔261用以連通暫存腔室A，使流體流通於殼體26之外。
其後，再如第2圖之步驟S32所示述，將撓性板22及流通板21相互堆疊接合並實施預製同步變形作業，使撓性板22及流通板21進行同步 變形構成一預製成型之同步變形結構。該預製同步變形作業可以為施加外力之同步變形作業，或者是非外力之同步變形作業，其中，非外力之同步變形作業是指可變形基座結構20因受到溫度變化或其他因素而導致結構內部發生變化，進而使的外部變形，而不是因為該結構受到結構本身以外的施力而變形，例如熱膨脹變形，冷收縮變形等，進而以形成該預製成型之同步變形結構(如第4A圖至第7圖所示)。於本實施例中，該預製同步變形作業係為該施加外力之同步變形作業，該施加外力之同步變形作業係施加至少一外力於該可變形基座結構20之至少一表面，該至少一外力可為單次僅施以一外力，或是同時施以多個外力，但均不以此為限，且至少一外力可為但不限為一接觸力，即透過將該外力接觸實施於可變形基座結構20之至少一表面上，以使可變形基座結構20產生同步變形，進而以形成該預製成型之同步變形結構，且該外力所接觸之預製成型之同步變形結構之表面會產生至少一變形結構，例如：施力痕跡(未圖示)，但不以此為限。又該至少一外力亦可為但不限為與施加外力之表面保持一定間隙(未圖示)之超距力，舉例來說，該至少一外力為透過一真空抽取器所產生之吸力或是磁性吸引力等，均不以此為限，透過此等真空吸引力或是磁性吸引力等超距力施於該可變形基座結構20上，可使可變形基座結構20產生同步變形，進而形成該預製成型之同步變形結構。
最後，再如步驟S33所述，依序將殼體26、壓電致動器23及可變形基座結構20相互堆疊，並進行定位接合，且可變形基座結構20之預製成型之同步變形結構為相對於振動板230之突出部230c，以使該撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間定義出一特定深度δ。此步驟使殼體26罩蓋於該壓電致動器23之外側周緣(如第3A圖所示)，其中可變形基座結構20雖尚未進行步驟S32之同步變形，然於 此主要用以說明本案之流體控制裝置2之堆疊設置之方式，即為使壓電致動器23設置於殼體26之容置空間26a中，再以可變形基座結構20或已預製成型之同步變形結構之可變形基座結構對應與壓電致動器23組裝，並共同設置於容置空間26a中，藉以封閉壓電致動器23之底部，以及可動部22a係相對於振動板230之突出部230c的位置，且於本實施例中，可變形基座結構20之預製成型之同步變形結構係可朝向接近或遠離該振動板230之突出部230c方向同步變形，即如第4A圖至第7圖所示，且不以此為限，其主要為使撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間定義出一所需求之特定深度δ，進而以製成本案可透過預製成型之同步變形結構以維持所需求之特定深度δ之流體控制裝置2。
如上所述所製成的流體控制裝置2，如第3A圖及第3B圖所示，當流通板21、撓性板22與壓電致動器23對應組裝後，則於撓性板22之流路孔220處可與流通板21之匯流開口部212共同形成一匯流流體的腔室，且在撓性板22與壓電致動器23之外框231之間係具有間距h，於一些實施例中，該間距h中係可填充一介質，例如：導電膠，但不以此為限，透過介質接合定位，以使撓性板22與壓電致動器23之振動板230之間可維持之一定距離，例如間距h，更可使得撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間形成一特定深度δ，當該振動板230於振動時，可將該流體壓縮，意即使撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間的間距變小，並使流體之壓力及流速均增大；另，該特定深度δ係為一適當距離，用以使減少撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間的接觸干涉，以降低產生噪音之問題；以及，撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間特定深度δ所構成腔室透過撓性板22之流路孔220而與流通板21 之匯流開口部212處匯流流體的腔室相連通；當流體控制裝置2作動時，主要由壓電致動器23之壓電元件233受施加電壓致動而變形驅動振動板230進行垂直方向之往復式振動，當振動板230向上振動時，由於撓性板22為輕、薄之片狀結構，撓性板22亦會隨之共振而進行垂直方向之往復式振動，即為撓性板22之可動部22a的部分亦會隨之彎曲振動形變，且該流路孔220設置於撓性板22之中心或鄰近於中心處，此時撓性板22的可動部22a會因之振動板230向上振動之帶動而將流體往上帶入及推壓而隨著向上振動，則流體由流通板21上的至少一進入孔210進入，並透過至少一匯流通槽211以匯集到中央的匯流開口部212處，再經由撓性板22上與匯流開口部212對應設置的流路孔220向上流入至撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間特定深度δ所構成腔室中，藉由此撓性板22之形變，以壓縮撓性板22之可動部22a與壓電致動器23之間的特定深度δ所構成腔室之體積，加強撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間的特定深度δ所構成腔室中間流通空間被壓縮的動能，促使其內的流體推擠向兩側流動，進而經過振動板230與支架232之間的空隙而向上穿越流動，而當振動板230向下彎曲振動時，則撓性板22之可動部22a也隨之共振向下彎曲振動形變，流體匯集到中央的匯流開口部212處變少，且壓電致動器23亦向下振動，而位移至撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間特定深度δ所構成腔室底部而加大腔室可壓縮的體積，如此再重複第3B圖所示之實施作動，即可加大撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間的特定深度δ所構成腔室中間流通空間被壓縮的空間，達到較大流體吸入量與排出量。
於本案之較佳實施例中，如前所述，可變形基座結構20係由流通板21及撓性板22所組成，其中流通板21及撓性板22係為相互堆疊，且流 通板21與撓性板22兩者可進行該預製同步變形作業而產生同步變形，以構成預製成型之同步變形結構。更進一步地說，前述的同步變形係指流通板21及撓性板22，當其中任一者產生變形時，則另一者一定隨之變形，且兩者變形的形狀均為一致，即兩者相對應之表面係彼此互相接合並且定位，而兩者之間不會有任何間隙或平行錯位，舉例來說，可變形基座結構20之流通板21產生變形時，撓性板22亦產生相同之變形；相同地，當可變形基座結構20之撓性板22產生變形時，流通板21亦產生相同之變形。另，因如前習知內容所述，於習知的流體控制裝置中，其中壓電致動器與基板均為平板式之整體結構，且具有一定的剛性，在此條件下，欲使該兩個均為整體平板式之結構彼此精準對位，以致使該兩平板間維持一定之間隙，意即維持一定深度，會具有一定的困難度，極容易產生誤差，造成種種問題。所以本案中各種的較佳實施例，其特徵均是利用可變形基座結構20之預製成型之同步變形結構，其係為流通板21及撓性板22之同步變形結構，該可變形基座結構20相當於習知技術之基板元件，惟該可變形基座結構20之預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22會有本案中之各種實施例所定義的各種特定之預製成型之同步變形結構，而該各種特定之預製成型之同步變形結構均能與相對的振動板230之突出部230c之間，保持在一所需求之特定深度δ之內，故即使當流體控制裝置2朝向微小化之發展，每一元件的尺寸均朝微小化設計進行，藉由該預製成型之同步變形結構仍能輕易使得該上述兩者之間欲維持具有一定之間隙是容易的，因為利用其對位面積已縮小之非平板狀的同步變形結構(無論該變形為彎曲狀、錐型狀、各種曲面狀、不規則狀等等形狀)與一平板對位，而不再是兩大面積的平板對位，而是一非平板狀的小面積與一大面積的平板對位，故會輕易降低兩者之間的間隙誤 差，進而達到解決流體輸送之效能低落及產生噪音之問題，使得解決使用上的不便利及不舒適之習知問題。
於一些實施例中，預製成型之同步變形結構可為同步變形之態樣可為彎曲結構、錐形結構、凸塊平面結構、曲面結構或不規則狀結構等，但均不以此為限，此等同步變形之結構及態樣將於後段說明書詳述。
如第4A圖及第4C圖所示，於此第一實施態樣及第三實施態樣中，預製成型之同步變形結構係為流通板21及撓性板22所構成之彎曲同步變形結構，亦即預製成型之同步變形結構之彎曲同步變形區域是在可動部22a的區域以及超出可動部22a其他區域，即該兩實施態樣之預製成型之同步變形結構均為一彎曲同步變形結構，惟僅兩者之彎曲同步變形之方向有所差異。如第4A圖所示之第一實施態樣中實施彎曲變形之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a朝向接近該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，同時撓性板22之可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域亦朝向接近該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，以構成預製成型之同步變形結構之彎曲同步變形結構；而如第4C圖所示之第三實施態樣中實施彎曲變形之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，同時撓性板22之可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域亦朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，以構成預製成型之同步變形結構之彎曲同步變形結構；故第一實施態樣及第三實施態樣中構成預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a的區域與振動板230之突出部230c之間保持在一所需求之特定深度δ的範圍之內，進而所構成此兩實施態樣之具有預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之彎曲同步變形之流體控制裝置2。
如第5A圖及第5C圖所示，於此第五實施態樣及第七實施態樣中，預製成型之同步變形結構係為流通板21及撓性板22所構成之錐形同步變形結構，亦即預製成型之同步變形結構之錐形同步變形區域是在可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域，即該兩實施態樣之同步變形結構均為一錐形同步變形結構，惟僅兩者之錐形同步變形之方向有所差異。而如第5A圖所示之第五實施態樣中實施同步變形為錐形結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a朝向接近該振動板230之突出部230c之方向錐形變形，同時撓性板22之可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域亦朝向接近該振動板230之突出部230c之方向錐形變形，以構成預製成型之同步變形結構之錐形同步變形結構；而如第5C圖所示之第七實施態樣中實施同步變形為錐形結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向錐形變形，同時撓性板22之可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域亦朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向錐形變形，以構成預製成型之同步變形結構之錐形同步變形結構；故第五實施態樣及第七實施態樣中以構成預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a的區域與振動板230之突出部230c之間保持在一所需求之特定深度δ的範圍之內，進而構成此兩實施態樣之具有預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之錐形同步變形之流體控制裝置2。
如第6A圖及第6C圖所示，於此第九實施態樣及第十一實施態樣中，預製成型之同步變形結構係為流通板21及撓性板22所構成之凸塊平面同步變形結構，亦即預製成型之同步變形結構之凸塊平面同步變形區域是在可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域，即該兩實施態樣之同步變形結構均為一凸塊平面同步變形結構，惟僅兩者之凸塊平 面同步變形之方向有所差異。而如第6A圖所示之第九實施態樣中實施同步變形為凸塊平面結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a於可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域朝向接近該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，同時撓性板22之可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域亦朝向接近該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，以構成預製成型之同步變形結構之凸塊平面同步變形結構；而如第6C圖所示之第十一實施態樣中實施同步變形為凸塊平面結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，同時撓性板22之可動部22a的區域及超出可動部22a其他區域亦朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，以構成預製成型之同步變形結構之凸塊平面同步變形結構；故第九實施態樣及第十一實施態樣中以構成預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a的區域與振動板230之突出部230c之間保持在一所需求之特定深度δ的範圍之內，進而構成此兩實施態樣之具有預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之凸塊平面同步變形之流體控制裝置2。
又如前述，於一些實施例中，預製成型之同步變形結構為流通板21及撓性板22之亦可為僅部分同步變形結構，亦即預製成型之同步變形結構之部分同步變形區域是僅在可動部22a區域，預製成型之同步變形結構之部分同步變形結構可為彎曲結構或錐型結構或凸塊平面結構，但亦不以此為限。
如第4B圖及第4D圖所示，於第二實施態樣及第四實施態樣中，預製成型之同步變形結構為流通板21及撓性板22所構成之部份彎曲同步變形結構，亦即預製成型之同步變形結構之部份彎曲變形區域是在可 動部22a區域，即該兩實施態樣之同步變形結構均為一彎曲同步變形結構，惟僅兩者之彎曲同步變形之方向有所差異。如第4B圖所示之第二實施態樣中實施部分彎曲同步變形之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構之流通板21之外部表面21a對應匯流開口部212處的可動部22a區域朝向接近該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，同時撓性板22的可動部22a區域亦朝向接近該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，以達成預製成型之同步變形結構部份彎曲同步變形結構；而如第4D圖所示之第四實施態樣中實施預製部分彎曲之預製同步變形作業，其係於預製成型之同步變形結構之流通板21之外部表面21a對應匯流開口部212的可動部22a區域朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，同時撓性板22的可動部22a區域亦朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向彎曲變形，以構成預製成型之同步變形結構部份彎曲同步變形結構；故第二實施態樣及第四實施態樣中以構成預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a的區域與振動板230之突出部230c之間保持在一所需求之特定深度δ的範圍之內，進而構成此兩實施態樣之具有預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之部分彎曲同步變形之流體控制裝置2。
如第5B圖及第5D圖所示，於第六實施態樣及第八實施態樣中，可預製成型之同步變形結構為流通板21及撓性板22之部份錐形同步變形結構，亦即預製成型之同步變形結構之部份錐形變形區域是在可動部22a區域，即該兩實施態樣之同步變形結構均為一錐形同步變形結構，惟僅兩者之錐形同步變形之方向有所差異。如第5B圖所示之第六實施態樣中實施部分同步變形為錐形結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a對應匯流開口部212處的可動部22a區域朝向接近該振動板230之突出部230c之方向錐形變 形，同時撓性板22的可動部22a區域亦朝向接近該振動板230之突出部230c之方向錐形變形，以達成預製成型之同步變形結構部份錐形同步變形結構；而如第5D圖所示之第八實施態樣中實施部分同步變形為錐形結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構之流通板21之外部表面21a對應匯流開口部212的可動部22a區域朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向錐形變形，同時撓性板22的可動部22a區域亦朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向錐形變形，以構成預製成型之同步變形結構之部份錐形同步變形結構；故第六實施態樣及第八實施態樣中以構成預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a的區域與振動板230之突出部230c之間保持在一所需求之特定深度δ的範圍之內，進而構成此兩實施態樣之具有預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之部分錐形同步變形之流體控制裝置2。
如第6B圖及第6D圖所示，於第十實施態樣及第十二實施態樣中，預製成型之同步變形結構為流通板21及撓性板22之部份凸塊平面同步變形結構，亦即預製成型之同步變形結構之部份凸塊平面變形區域是在可動部22a區域，即該兩實施態樣之同步變形結構均為一凸塊平面同步變形結構，惟僅兩者之凸塊平面同步變形之方向有所差異。如第6B圖所示之第十實施態樣中實施部分同步變形為凸塊平面結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構20之流通板21之外部表面21a對應匯流開口部212處的可動部22a區域朝向接近該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，同時撓性板22的可動部22a區域亦朝向接近該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，以構成預製成型之同步變形結構之部份凸塊平面同步變形結構；而如第6D圖所示之第十二實施態樣中實施部分同步變形為凸塊平面結構之預製同步變形作業，為於預製成型之同步變形結構之流通板21之外部表面21a對應 匯流開口部212的可動部22a區域朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，同時撓性板22的可動部22a區域亦朝向遠離該振動板230之突出部230c之方向凸塊平面變形，以構成預製成型之同步變形結構之部份凸塊平面同步變形結構；故第十實施態樣及第十二實施態樣中以構成預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a的區域與振動板230之突出部230c之間保持在一所需求之特定深度δ的範圍之內，進而構成此兩實施態樣之具有預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之部分凸塊平面同步變形之流體控制裝置2。
又如前述，於一些實施例中，預製成型之同步變形結構為流通板21及撓性板22所構成之曲面同步變形結構態樣，該曲面同步變形結構為複數個個不同曲率之曲面所構成，或者是相同曲率之曲面所構成，請參閱第7圖之第十三實施態樣中實施同步變形為曲面結構之預製同步變形作業，其係於可變形基座結構之流通板21之外部表面21a為複數個不同曲率之曲面所構成之變形，同時撓性板22之表面亦為複數個不同曲率之曲面所構成之變形，以構成預製成型之同步變形結構之曲面同步變形結構，以使預製成型之同步變形結構之曲面同步變形結構與振動板230之突出部230c之間保持在所需求之特定深度δ的範圍之內，進而構成具有預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之曲面結構同步變形之流體控制裝置2。
於另一些實施例中，預製成型之同步變形結構之同步變形結構不一定為規則形態同步變形結構，亦可為不規則狀之同步變形結構，意即預製成型之同步變形結構之流通板21及撓性板22之表面為不規則狀之同步變形結構，但不以此為限。於另一些實施例中，預製成型之同步變形結構可為朝向接近該振動板230之突出部230c方向之突出同步變形結構，或者可為朝向遠離該振動板230之突出部230c方向之突出同 步變形結構，該突出同步變形結構與該振動板230之突出部230c之間定義出一特定深度δ。
於本案所述眾多實施態樣中所產生預製成型之同步變形結構可以有諸多實施方式，且可依照實際施作情形而任施變化，並不以前述該等方式為限。
此外，於另一些實施例中，本案之壓電致動器23之振動板230亦可不設有突出部230c，即壓電致動器23之振動板230之第二表面230a係可但不限為一平面之結構(未圖示)；是以，於此實施態樣中，可變形基座結構20與壓電致動器23之間的間隙h則為可變形基座結構20之撓性板22與壓電致動器23之振動板230之第二表面230a之間的距離，並於組裝後使可變形基座20產生同步變形以構成預製成型之同步變形結構，並使預製成型之同步變形結構與振動板230之間保持在所需求之特定深度δ的範圍之內，俾使撓性板22與壓電致動器23之振動板230彼此接觸干涉減少，進而可提升流體傳輸之效率，更降低產生噪音之間題。且於此實施態樣中，預製成型之同步變形結構所進行同步變形之態樣則如前所述，可為彎曲結構、錐形結構、凸塊平面結構、曲面結構或不規則狀結構等，且不以此為限。
因此上述壓電致動器23之振動板230不設有突出部230c，其另一較佳實施例製造方法如下說明。第8圖為本案另一較佳實施例之流體控制裝置之製造方法流程示意圖。如第8圖所示，本案之流體控制裝置之製造方法中，如步驟S41所述，首先提供殼體26、壓電致動器230及可變形基座結構20；以及壓電致動器23亦由壓電元件233及振動板230所構成，振動板230係可為但不限為可撓之正方形板狀結構，且具有第一表面230b及相對應之第二表面230a，壓電元件233係為可方形板狀結構，且其邊長不大於振動板230之邊長，並可貼附於振動板230 之第一表面230b上，但不以此為限，該壓電元件233受施加電壓後而產生形變驅動該振動板230彎曲振動。
再如步驟S42所述，依序將殼體20、壓電致動器23及可變形基座結構20相互堆疊接合並實施預製同步變形作業，使撓性板22及流通板21進行同步變形構成一預製成型之同步變形結構。此預製同步變形作業可以為施加外力之預製同步變形作業，或者是非外力之預製同步變形作業，非外力之預製同步變形作業是指可變形基座結構20因受到溫度變化或其他非外力之因素而導致結構內部發生變化，進而使的外部變形，而不是因為該結構受到結構本身以外的施力而變形，例如熱膨脹變形，冷收縮變形等，進而以形成該預製成型之同步變形結構(如第4A圖至第7圖所示)。於本實施例中，該預製同步變形作業係為該施加外力之同步變形作業，該施加外力之預製同步變形作業係施加至少一外力於可變形基座結構20之至少一表面，以構成預製成型之同步變形結構，且該至少一外力可為單次僅施以一外力，或是同時施以多個外力，但均不以此為限。該至少一外力可為但不限為一接觸力，即透過將該外力接觸實施於可變形基座結構20之至少一表面上，以使可變形基座結構20產生同步變形，進而以形成該預製成型之同步變形結構，且該外力所接觸之預製成型之同步變形結構之表面會產生至少一變形結構(例如施力痕跡，未圖示)，又該至少一外力亦可為但不限為與施加外力之表面保持一定間隙(未圖示)之超距力，舉例來說，該至少一外力為透過一真空抽取器所產生之吸力或是磁性吸引力等，均不以此為限，透過此等真空吸引力或是磁性吸引力等超距力施於該可變形基座結構20上，可使可變形基座結構20產生同步變形，進而形成該預製成型之同步變形結構。
最後，如步驟S43所示，依序將殼體26、壓電致動器23及可變形基座 結構20相互堆疊，並進行定位接合，以使該撓性板22之可動部22a與振動板230之間定義出一特定深度δ。此步驟使殼體206罩蓋於該壓電致動器23之外側周緣(如第3A圖所示)，即為使壓電致動器23設置於殼體26之容置空間26a中，再以具預製成型之同步變形結構之可變形基座結構20對應與壓電致動器23組裝、並共同設置於容置空間26a中，藉以封閉壓電致動器23之底部，以及可動部22a相對於振動板230的位置，且於本實施例中，預製成型之同步變形結構可朝向接近或遠離該振動板230方向同步變形，即如第4A圖至第7圖所示，且不以此為限，其主要為使撓性板22與振動板230之間定義出一所需求之特定深度δ，進而以製成本案可透過預製成型之同步變形結構以維持所需求之特定深度δ之流體控制裝置2。
透過上述各種實施態樣，以具該預製成型之同步變形結構之可變形基座20進行組裝，可使預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a與振動板230之突出部230c之間保持在所需求之特定深度δ的範圍之內，透過此特定深度δ之範圍限定，或者可使預製成型之同步變形結構之撓性板22之可動部22a與振動板230之間保持在所需求之特定深度δ的範圍之內，透過此特定深度δ之範圍限定，則可避免流體控制裝置2組裝時的誤差造成間隙過大或過小、及其所導致撓性板22與壓電致動器23彼此接觸干涉，進而使流體傳輸效率不佳、避免產生噪音等問題。
綜上所述，本案於流體控制裝置可於組裝前，透過在可變形基座結構實施預製同步變形作業，使其產生同步變形，以構成預製成型之同步變形結構，並使其與壓電致動器組裝後，可使預製成型之同步變形結構之撓性板之可動部與振動板之突出部之間保持在所需求之特定深度的範圍之內，或者可使預製成型之同步變形結構之撓性板撓性板之可 動部與振動板之間保持在所需求之特定深度δ的範圍之內，如此使預製成型之同步變形結構之撓性板之可動部與振動板(或者振動板之突出部)之間調校至需求的特定深度之範圍內，進而減少撓性板與壓電致動器之接觸干涉，俾可提升流體傳輸之效率，更可達到降低噪音之功效以達到可降低產品之不良率，提升流體控制裝置之品質。
本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
S31~S33‧‧‧流體控制裝置之製造方法之步驟

Claims (25)

  1. 一種流體控制裝置之製造方法，包含：(a)提供一殼體、一壓電致動器及一可變形基座結構，該壓電致動器由一壓電元件及一振動板所構成，該振動板具有第一表面及相對應之第二表面，該第二表面具有一突出部，該可變形基座結構包含一流通板及一撓性板，該撓性板具有一可動部；(b)將該可變形基座結構之該撓性板及該流通板相互堆疊接合並實施一預製同步變形作業，使該撓性板及該流通板進行同步變形構成一預製成型之同步變形結構；以及(c)依序將該殼體、該壓電致動器及該可變形基座結構相互堆疊，並進行定位接合，該可變形基座結構之該預製成型之同步變形結構為相對於該振動板之該突出部，以使該撓性板之該可動部與該振動板之該突出部之間定義出一特定深度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構之一同步變形區域為在該撓性板之該可動部區域，且該預製成型之同步變形結構為一彎曲同步變形結構，該彎曲同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構之一同步變形區域為在該撓性板之該可動部區域，且該預製成型之同步變形結構一錐形同步變形結構，該錐形同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構之一同步變形區域為在該撓性板之該可動部區域，且該預製成型之同步變形結構之一凸塊平面同步變形結構，該凸塊平面同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構之一同步變形區域為在該撓性板之可動部區域及超出可動部區域，該預製成型之同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構之一同步變形區域為在該撓性板之可動部區域及超出可動部區域，且該預製成型之同步變形結構為一彎曲同步變形結構，該彎曲同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構之一同步變形區域為在該撓性板之可動部區域及超出可動部區域，且該預製成型之同步變形結構為一錐形同步變形結構，該錐形同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構之一同步變形區域為在該撓性板之可動部區域及超出可動部區域，且該預製成型之同步變形結構為一凸塊平面同步變形結構，該凸塊平面同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一曲面同步變形結構，該曲面同步變形結構為複數個不相同曲率之曲面所構成，該撓性板之該曲面同步變形結構與該振動板之該突出部之間義出一特定深度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一曲面同步變形結構，該曲面同步變形結構為複數個相同曲率之曲面所構成，該撓性板之該曲面同步變形結構與該振動板之該突出部之間義出一特定深度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一不規則狀同步變形結構，該撓性板之該不規則狀同步變形結構與該振動板之該突出部之間義出一特定深度。
  12. 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項或第11項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為朝向接近該振動板之突出部方向突出之一突出同步變形結構，該突出同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  13. 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項或第11項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為朝向遠離該振動板之突出部方向突出之一突出同步變形結構，該突出同步變形結構與該振動板之突出部之間定義出一特定深度。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該壓電致動器之振動板呈正方形，並可彎曲振動，該壓電致動器更包含：一外框，環繞設置於該振動板之外側；以及至少一支架，連接於該振動板之一側邊與該外框之間，以供彈性支撐。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構與該振動板之間藉由一介質接合定位，且該介質為一黏著劑。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該殼體與該壓電致動器之間堆疊構成一流體流通之暫存腔室，且該殼體設有至少一個排出孔，連通於該暫存腔室與該殼體之外部。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該撓性板具有一流路孔，並設置於該可動部之中心或鄰近於中心處，以供流體通過。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該流通板具有至少一進入孔、至少一匯流通槽及一匯流開口部，該進入孔貫穿該流通板並與該至少一匯流通槽相連通，而該匯流通槽之另一端係連通於該匯流開口部，且該匯流開口部係對應於該撓性板之該可動部，並與該撓性板之該流路孔連通。
  19. 一種流體控制裝置之製造方法，包含：(a)提供一殼體、一壓電致動器及一可變形基座結構，該壓電致動器由一壓電元件及一振動板所構成，該可變形基座結構包含一流通板及一撓性板，該撓性板具有一可動部；(b)將該可變形基座結構之該撓性板及該流通板相互堆疊接合並實施一預製同步變形作業，使該撓性板及該流通板進行同步變形構成一預製成型之同步變形結構；以及(c)依序將該殼體、該壓電致動器及該可變形基座結構相互堆疊，並進行定位接合，該預製成型之同步變形結構為相對於該振動板，以使該撓性板之該可動部與該振動板之間定義出一特定深度。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一彎曲同步變形結構，該彎曲同步變形結構與該振動板之間定義出一特定深度。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一錐形同步變形結構，該錐形同步變形結構與該振動板之間定義出一特定深度。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成 型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一凸塊平面同步變形結構，該凸塊平面同步變形結構與該振動板之間定義出一特定深度。
  23. 如申請專利範圍第19項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一曲面同步變形結構，該曲面同步變形結構為複數個不相同曲率之曲面所構成，該撓性板之該曲面同步變形結構與該振動板之該突出部之間義出一特定深度。
  24. 如申請專利範圍第19項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一曲面同步變形結構，該曲面同步變形結構為複數個相同曲率之曲面所構成，該撓性板之該曲面同步變形結構與該振動板之該突出部之間義出一特定深度。
  25. 如申請專利範圍第19項所述之流體控制裝置之製造方法，其中該預製成型之同步變形結構為該流通板及該撓性板所構成之一不規則狀同步變形結構，該撓性板之該不規則狀同步變形結構與該振動板之該突出部之間義出一特定深度。
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