TWI714384B - Miniature fluid actuator device - Google Patents
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Abstract
Description
本案關於一種微流體致動器裝置,尤指一種具有靜電防護電路之微流體致動器裝置。This case relates to a microfluidic actuator device, especially a microfluidic actuator device with an electrostatic protection circuit.
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,其中微型幫浦產品所包含之微流體致動器為其關鍵技術。At present, in various fields, whether it is medicine, computer technology, printing, energy and other industries, products are developing in the direction of refinement and miniaturization. Among them, the microfluidic actuator contained in the micropump product is the key technology.
隨著科技的日新月異,流體輸送結構的應用上亦愈來愈多元化,舉凡工業應用、生醫應用、醫療保健、電子散熱、生活電子產品……等,甚至近來熱門的行動穿戴裝置亦可見它的踨影,可見傳統的流體致動器已漸漸有朝向裝置微小化、流量極大化的趨勢。With the rapid development of science and technology, the applications of fluid transport structures are becoming more and more diversified. For example, industrial applications, biomedical applications, medical care, electronic heat dissipation, life electronic products, etc., even recently popular mobile wearable devices can see it It can be seen that the traditional fluid actuators have gradually become smaller and the flow rate is maximized.
現有技術中已發展多種微機電半導體製程製出之微流體致動器,然而,微小化後的微流體致動器,其工作頻率達到100KHZ以上,因工作頻率很高,所以微流體致動器在作動時,不斷的與輸送之流體摩擦,造成靜電不斷地累積在微流體致動器上,故如何避免靜電累積,使微流體致動器裝置能正常且長時間的使用,並保護微流體致動器裝置免於靜電的影響,實為當前迫切需要解決的問題之一。A variety of microfluidic actuators made by microelectromechanical semiconductor manufacturing processes have been developed in the prior art. However, the working frequency of the miniaturized microfluidic actuators reaches more than 100KHZ. Due to the high working frequency, the microfluidic actuators During operation, constant friction with the conveyed fluid causes static electricity to accumulate on the microfluidic actuator. So how to avoid static electricity accumulation so that the microfluidic actuator device can be used normally and for a long time and protect the microfluidic The fact that the actuator device is free from the influence of static electricity is one of the problems that need to be solved urgently.
本案之主要目的係提供一種微流體致動器裝置,具有靜電防護電路。The main purpose of this case is to provide a microfluidic actuator device with an electrostatic protection circuit.
本案之一廣義實施態樣為一種微流體致動器裝置,包含:一承載板、至少一微流體致動器、至少一微控制器、至少一電極接墊以及至少一靜電防護電路。微流體致動器設置於承載板上,用以輸送流體。微控制器用以控制微流體致動器之開啟或關閉。電極接墊設置於承載板上,並與微流體致動器相應電性連接。靜電防護電路與電極接墊電性連接。A broad implementation aspect of this case is a microfluidic actuator device, including: a carrier board, at least one microfluidic actuator, at least one microcontroller, at least one electrode pad, and at least one electrostatic protection circuit. The microfluidic actuator is arranged on the carrier plate to transport fluid. The microcontroller is used to control the opening or closing of the microfluidic actuator. The electrode pads are arranged on the carrying plate and are correspondingly electrically connected with the microfluidic actuator. The electrostatic protection circuit is electrically connected to the electrode pad.
體現本案特徵與優點的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當作說明之用,而非用以限制本案。The embodiments embodying the features and advantages of this case will be described in detail in the later description. It should be understood that this case can have various changes in different aspects, all of which do not depart from the scope of the case, and the descriptions and illustrations therein are essentially for illustrative purposes, rather than limiting the case.
本案實施例的描述中,應予理解,所提及之「和」是與一般邏輯運算符表示「AND」或是「∧」的意思相同,例如電極接墊A和電極接墊B,係同時指電極接墊A與電極接墊B兩者;所提及之「或」是與一般邏輯運算符表示「OR」或是「∨」的意思相同,例如電極接墊A或電極接墊B,係包含指電極接墊A與電極接墊B兩者、單指電極接墊A以及單指電極接墊B。In the description of the embodiment of this case, it should be understood that the "and" mentioned is the same as the general logical operator which means "AND" or "∧". For example, electrode pad A and electrode pad B are simultaneously Refers to both the electrode pad A and the electrode pad B; the "or" mentioned is the same as the general logic operator that means "OR" or "∨", such as electrode pad A or electrode pad B, It includes both the finger electrode pad A and the electrode pad B, the single finger electrode pad A and the single finger electrode pad B.
本案微流體致動器裝置之微流體致動器示意圖,請參閱第1A圖所示,微流體致動器110係由微機電製程製出,微流體致動器110包含設有第一氧化層3的第一基板1、第二基板2及設有第二氧化層5之第三基板4依序層疊。於本實施例中,第一基板1上之流體入口11之數量為2個,但不以此為限。當第一基板1與第二基板2結合後,於第二基板2之第二下表面23與位於第一基板1之第一氧化層3相連。第一氧化層3之流體流道31的位置及數量皆與第一基板1之流體入口11相互對應。於本案實施例中,流體流道31同樣也為2個,2個流體流道31之一端分別連接2個流體入口11。2個流體流道31之另一端則連通於匯流腔室32,讓流體分別由2個流體入口11進入後,得以通過其對應之流體流道31並於匯流腔室32聚集,而第二基板2的穿孔21與匯流腔室32相通,供流體通行。第三基板4結合至第二基板2時,第二氧化層5與第二基板2之第二上表面22相鄰,第二氧化層5之流體腔室51則分別與第二基板2的穿孔21及第三基板4的流體通道41相通,致使流體得以由穿孔21進入流體腔室51後再由流體通道41排出。For a schematic diagram of the microfluidic actuator of the microfluidic actuator device in this case, please refer to Figure 1A. The
承上所述,第三基板4的流體通道41將第三基板4分為三部分,分別是振動部44、外周部45及連接部46。外周部45環繞設置於振動部44之周圍,流體通道41形成於外周部45與振動部44之間,以及連接部46彈性連接於振動部44及外周部45之間。其中,振動部44之區域與第二氧化層5之流體腔室51相對應。另外,微流體致動器110進一步設置壓電組件6於第三基板4上,且壓電組件6位於振動部44之區域,讓壓電組件6帶動振動部44振動位移時,得以壓縮或擴張流體腔室51之容積,使流體流動。As mentioned above, the
此外,第二基板2的穿孔21之周緣區域為一共振部24,位於共振部24外圍的則為固定部25,共振部24與第一氧化層3之匯流腔室32及第二氧化層5之流體腔室51相互對應,讓共振部24能夠於匯流腔室32及流體腔室51之間振動位移。In addition, the peripheral area of the
本案微流體致動器裝置之微流體致動器之作動示意圖,請參閱第1B圖至第1D圖,當壓電組件6之下電極層61及上電極層64接收外部所傳遞之驅動電壓及驅動訊號(未圖示)後,下電極層61及上電極層64將接收外部所傳遞之驅動電壓及驅動訊號傳導至壓電層62,此時壓電層62接受到驅動電壓及驅動訊號後,因壓電效應的影響開始產生形變,其形變之變化量及頻率受控於驅動電壓及驅動訊號。而當壓電層62開始受驅動電壓及驅動訊號開始產生形變後,得以帶動第三基板4的振動部44開始位移,且壓電組件6帶動振動部44朝向一第一方向振動位移,以拉開與第二氧化層5之間之距離,其中第一方向為振動部44朝遠離第二氧化層5之振動方向。如此,第二氧化層5之流體腔室51之容積得以提升,讓流體腔室51內形成負壓,得以吸取微流體致動器110外的流體由流體入口11進入其中,並導入第一氧化層3之匯流腔室32內。For the schematic diagram of the operation of the microfluidic actuator of the microfluidic actuator device in this case, please refer to Figures 1B to 1D. When the
再請繼續參閱第1C圖,當振動部44受到壓電組件6之位移時,第二基板2之共振部24會因共振原理影響,朝向第一方向位移,而當共振部24朝向第一方向位移時,得以壓縮流體腔室51的空間,並且推動流體腔室51內的氣體往第三基板4的流體通道41移動,讓流體能夠通過流體通道41排出。同時,在共振部24朝向第一方向位移而壓縮流體腔室51時,匯流腔室32之容積因共振部24位移而提升,使其內部形成負壓,得以持續吸取微流體致動器110外的流體由流體入口11進入其中。Please continue to refer to Figure 1C. When the vibrating
最後請參閱如第1D圖所示,壓電組件6帶動第三基板4的振動部44朝向一第二方向振動位移,其中第二方向為振動部44朝接近第二氧化層5之振動方向,且第一方向與第二方向為相反之兩個方向,藉此第二基板2之共振部24亦受振動部44的帶動而朝向第二方向位移,同步壓縮匯流腔室32的流體通過其穿孔21向流體腔室51移動,而微流體致動器110外之流體由流體入口11暫緩進入,且流體腔室51之流體推往第三基板4之流體通道41內,使流體通道41的流體排出微流體致動器110外。而第二基板2之共振部24亦受振動部44的帶動朝向第二方向位移,同步壓縮匯流腔室32之流體通過其穿孔21向流體腔室51移動。後續壓電組件6再恢復帶動振動部44朝向第一方向位移時,其流體腔室51之容積會大幅提升,進而有較高的汲取力將流體吸入流體腔室51(如第1B圖所示)。如此重複第1B圖至第1D圖之操作動作,即可透過壓電組件6持續帶動振動部44振動位移,且同步連動共振部24振動位移,以改變微流體致動器110之內部壓力,使其不斷地汲取、排出氣體來完成微流體致動器110之流體傳輸動作。Finally, please refer to Fig. 1D. The
請參閱第2A圖,於本案第一實施例中,微流體致動器裝置200A,係由一承載板100、至少一微流體致動器110、至少一微控制器120、至少一電極接墊A、至少一電極接墊B、至少一電極接墊C、至少一電極接墊D以及至少一靜電防護電路140(ESD, Electro Static Discharge)組合而成。Please refer to FIG. 2A. In the first embodiment of this case, the
值得注意的是,於本案第一實施例中,微流體致動器110係設置於承載板100上,用以輸送流體,微流體致動器110係以微機電製程製出,但不以此為限。於其他實施例中,微流體致動器110之製程方式亦可依設計需求而調整(例如:半導體製程、微機電製程……等等)。It is worth noting that, in the first embodiment of the present case, the
值得注意的是,於本案第一實施例中,微控制器120係設置於承載板100上,用以控制微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限。於其他實施態樣中,微控制器120未設置於承載板100上,但透過電性連接至承載板100,用以控制微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限。此外,於本案第一實施例中,微控制器120之數量係為一個,但不以此為限。於本案其他實施態樣中,微控制器120之數量可調整為二個或二個以上。It is worth noting that in the first embodiment of the present application, the
值得注意的是,於本案第一實施例中,微流體致動器110之上電極層64與承載板100上之電極接墊A電性連接,微流體致動器110之下電極層61與承載板100上之電極接墊B電性連接;為了方便說明,於本案第一實施例中,將微流體致動器110以及與電極接墊A和電極接墊B做好電性連接之整體,定義為一微流體致動器元件130。It is worth noting that in the first embodiment of the present application, the
另值得注意的是,於本案第一實施例中,靜電防護電路140未設置於承載板100上。如第2A圖所示,電極接墊A和電極接墊B設置於承載板100上,而靜電防護電路140藉由導線與電極接墊A和電極接墊B電性連接,但不以此為限,於其他實施態樣中靜電防護電路140之設置位置與數量可依設計需求而調整。It is also worth noting that in the first embodiment of this case, the static
請參閱第2B圖,於本案第二實施例中,微流體致動器裝置200B,係由一承載板100、至少一微流體致動器110、至少一微控制器120、至少一電極接墊C'和至少一電極接墊D'以及至少一靜電防護電路140組合而成。Please refer to Figure 2B. In the second embodiment of the present case, the
值得注意的是,於本案第二實施例中,微流體致動器110係設置於承載板100上,用以輸送流體,微流體致動器110係以微機電製程製出,但不以此為限。於其他實施例中,微流體致動器110之製程方式亦可依設計需求而調整(例如:半導體製程、微機電製程……等等)。It is worth noting that, in the second embodiment of the present case, the
值得注意的是,於本案第二實施例中,微控制器120係設置於承載板100上,用以控制微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限。於其他實施態樣中,微控制器120未設置於承載板100上,但透過電性連接至承載板100,用以控制微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限。此外,於本案第二實施例中,微控制器120之數量係為一個,但不以此為限。於本案其他實施態樣中,微控制器120之數量可調整為二個或二個以上。It is worth noting that in the second embodiment of the present invention, the
值得注意的是,於本案第二實施例中,微流體致動器110之上電極層64與承載板100上之靜電防護電路140電性連接,靜電防護電路140再電性連接至電極接墊C';微流體致動器110之下電極層61與承載板100上之另一靜電防護電路140電性連接,該另一靜電防護電路140再電性連接至電極接墊D';為了方便說明,於本案第二實施例中,將微流體致動器110之上電極層64與下電極層61分別對應與二組靜電防護電路140電性連接,電性連接後之二組靜電防護電路140再分別與電極接墊C'和電極接墊D'電性連接,並與微流體致動器110之整體定義為一微流體致動器元件150。It is worth noting that in the second embodiment of the present case, the
另值得注意的是,於本案第二實施例中,靜電防護電路140設置於承載板100上,透過電性連接於承載板100上之電極接墊C'或電極接墊D'之一,且與微流體致動器110電性連接,但不以此為限,於其他實施態樣中,靜電防護電路140之設置位置與數量可依設計需求而調整。It is also worth noting that in the second embodiment of the present case, the
請參閱第3A圖,第3A圖所示為本案第一實施例之微控制器120之第一態樣。微流體致動器裝置300A之微控制器120之數量係為一個,並設置於該承載板100上,透過電性連接至承載板100,用以控制該些微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限,於本案其他實施態樣中,微控制器120之數量可調整為二個或二個以上。Please refer to FIG. 3A. FIG. 3A shows the first aspect of the
請參閱第3B圖,第3B圖所示為本案第一實施例之微控制器120之第二態樣。微流體致動器裝置300B之微控制器120A和微控制器120B之數量係共為二個,並分別設置於該承載板100之上端與下端,透過電性連接至承載板100,用以控制該些微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限,於本案其他實施態樣中,微控制器120A和微控制器120B之位置可依設計需求而調整。Please refer to FIG. 3B. FIG. 3B shows the second aspect of the
請參閱第3C圖,第3C圖所示為本案第一實施例之微控制器120之第三態樣。微流體致動器裝置300C之微控制器120A和微控制器120B之數量係共為二個,並分別設置於該承載板100之左端與右端,透過電性連接至承載板100,用以控制該些微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限,於本案其他實施態樣中微控制器120A和微控制器120B之位置可依設計需求而調整。Please refer to FIG. 3C. FIG. 3C shows the third aspect of the
請參閱第3D圖,第3D圖所示為本案第一實施例之微控制器120之第四態樣。微流體致動器裝置300D之微控制器120之數量係為一個,並未設置於該承載板100上,但透過電性連接至承載板100,用以控制該些微流體致動器110之開啟或關閉,但不以此為限,於本案其他實施態樣中,微控制器120之位置可依設計需求而調整。另值得注意的是,前述四種不同的微控制器120態樣亦可組合於第二實施例中。Please refer to Fig. 3D. Fig. 3D shows the fourth aspect of the
請參閱第4A圖,第4A圖所示為本案第一實施例之靜電防護電路140之第一態樣。靜電防護電路140A包含一第一電位V1、一第一二極體D1、一第二二極體D2以及一參考電位V0。第一電位V1係由一系統電源(未圖示)提供電力,系統電源可以是一直流電源、一弦波、一方波、一鋸齒波、一脈衝波,但不以此為限。於其他實施例中,系統電源亦可依設計需求而改變。第一二極體D1之陰極與第一電位V1電性連接。第二二極體D2之陰極與第一二極體D1之陽極電性連接。參考電位V0係由該系統電源提供,亦是該電源系統之參考電位,並與第二二極體D2之陽極電性連接。Please refer to FIG. 4A. FIG. 4A shows the first aspect of the
請參閱第4B圖,第4B圖所示為本案第一實施例之靜電防護電路140之第二態樣。靜電防護電路140B包含一第二電位V2、一第三二極體D3、一第四二極體D4、一電阻R、一參考電位V0、一第三電位V3、一第五二極體D5以及一第六二極體D6。第二電位V2係由一系統電源(未圖示)提供電力,系統電源可以是一直流電源、一弦波、一方波、一鋸齒波、一脈衝波,但不以此為限。於其他實施例中,系統電源亦可依設計需求而改變。第三二極體D3之陰極與第二電位V2電性連接。第四二極體D4之陰極與第三二極體D3之陽極電性連接。電阻R係介於25Ω~5000Ω之 間,電阻R之一端與第四二極體D4之陰極及第三二極體D3之陽極電性連接。參考電位V0係由該系統電源提供,亦是該電源系統之參考電位,並與第四二極體D4之陽極電性連接。第三電位V3係由該系統電源提供電力,系統電源可以是一直流電源、一弦波、一方波、一鋸齒波、一脈衝波,但不以此為限。於其他實施例中,系統電源亦可依設計需求而改變。第五二極體D5之陰極與第三電位V3電性連接。第六二極體D6之陰極、第五二極體D5之陽極及電阻R之另一端電性連接。最後,參考電位V0再與第六二極體D6之陽極電性連接。Please refer to FIG. 4B. FIG. 4B shows the second aspect of the
請參閱第5A圖,於本案第一實施例中,微流體致動器裝置400A係以靜電防護電路140之第一態樣之示意圖,值得注意的是,靜電防護電路140A未設置於承載板100上,但透過電性連接於承載板100上之電極接墊A或電極接墊B,但不以此為限。於本案其他的實施例中,微流體致動器元件130之電極接墊A可以僅接一組靜電防護電路140A,而微流體致動器元件130之電極接墊B不接靜電防護電路140A;或是,微流體致動器元件130之電極接墊A不接靜電防護電路,而微流體致動器元件130之電極接墊B僅接一組靜電防護電路140A;亦或是,多組微流體致動器元件130之電極接墊A或電極接墊B之一僅共接一組靜電防護電路140A;亦或者,多組微流體致動器元件130之電極接墊A和多組微流體致動器元件130之電極接墊B僅共接一組靜電防護電路140A。Please refer to FIG. 5A. In the first embodiment of the present invention, the
請參閱第5B圖,於本案第一實施例中微流體致動器裝置400B係以靜電防護電路140之第二態樣之示意圖,值得注意的是,靜電防護電路140B未設置於承載板100上,但透過電性連接於承載板100上之電極接墊A或電極接墊B,但不以此為限。於本案其他的實施例中,微流體致動器元件130之電極接墊A可以僅接一組靜電防護電路140B,而微流體致動器元件130之電極接墊B不接靜電防護電路140B;或是,微流體致動器元件130之電極接墊A不接靜電防護電路,而微流體致動器元件130之電極接墊B僅接一組靜電防護電路140B;亦或是,多組微流體致動器元件130之電極接墊A或電極接墊B僅共接一組靜電防護電路140B;亦或者,多組微流體致動器元件130之電極接墊A和多組微流體致動器元件130之電極接墊B僅共接一組靜電防護電路140B。Please refer to FIG. 5B. In the first embodiment of the present invention, the
請參閱第6A圖,本案第二實施例之微流體致動器元件150A之靜電防護電路140係以第一態樣靜電防護電路140A呈現。微流體致動器元件150A包含一微流體致動器110、二組靜電防護電路140A以、電極接墊C’和電極接墊D’。值得注意的是,於本案第二實施例中之第一態樣靜電防護電路140A與第一實施例中之靜電防護電路140之第一態樣相同,故不再冗述。另值得注意的是,於本案第二實施例中,微流體致動器110、二組靜電防護電路140A以及電極接墊C’和電極接墊D’係模組化為一微流體致動器元件150A,即,係具有靜電防護功能之微流體致動器110。Please refer to FIG. 6A. The
當微流體致動器110之上電極層64或下電極層61出現異常電壓時,第一二極體D1將會導通,使異常電壓導入電源系統,使得微流體致動器110不受突波電壓而被破壞;而當微流體致動器110之上電極層64或下電極層61出現低於電源系統電壓時,第二二極體D2將會導通,使正常之電源參考電壓由電源系統導入微流體致動器110,使得微流體致動器110不受不穩定電壓而被破壞。如此靜電防護電路140可以保護微流體致動器110在高頻高速做動時,避免遭受靜電影響而造成損毀,亦可使微流體致動器110在穩定的工作電源下作動。另值得注意的是,於本案其他實施態樣中,靜電防護電路140之第一態樣靜電防護電路140A之數量可依設計需求而調整。When an abnormal voltage occurs on the
請參閱第6B圖,本案第二實施例之微流體致動器元件150B之靜電防護電路140係以第二態樣靜電防護電路140B呈現。微流體致動器元件150B包含一微流體致動器110、二組靜電防護電路140B、電極接墊C’和電極接墊D’。值得注意的是,於本案第二實施例之第二態樣靜電防護電路140B與第一實施例之靜電防護電路140之第二態樣相同,故不再冗述。另值得注意的是,於本案第二實施例中,微流體致動器110、二組靜電防護電路140B以及電極接墊C’和電極接墊D’係模組化為一微流體致動器元件150B,即,係具有靜電防護功能之微流體致動器110。Please refer to FIG. 6B. The
當微流體致動器110之上電極層64或下電極層61出現異常電壓時,第五二極體D5將會導通,使異常電壓導入電源系統,使得微流體致動器110不受突波電壓而被破壞;而當微流體致動器110之上電極層64或下電極層61出現低於電源系統電壓時,第六二極體D6將會導通,使正常之電源參考電壓由電源系統導入微流體致動器110,使得微流體致動器110不受不穩定電壓而被破壞。如此之靜電防護電路140可以保護微流體致動器110在高頻高速做動時,避免靜電造成的損毀,亦可使微流體致動器110在穩定的工作電源下作動。另值得注意的是,於本案其他實施態樣中靜電防護電路140之第二態樣靜電防護電路140B之數量可依計需求而調整。When an abnormal voltage occurs on the
此外,第二態樣靜電防護電路140B更具有一電阻R,電阻R用以隔離內部靜電與外部靜電。其中,內部靜電係指微流體致動器110內部於作動時,經高速高頻作動,因流體輸送時,流體與微流體致動器110內部摩擦而產生的靜電,換言之,內部靜電強調於微流體致動器110作動時產生的靜電。藉由第五二極體D5、第六二極體D6的設置,可將內部靜電的影響降低。然而,外部靜電係指如人為觸碰或正常物理現象所累積的電荷所產生的靜電,換言之,外部靜電強調於非微流體致動器110作動時所產生的內部靜電。外部靜電可藉由第三二極體D3及第四二極體D4將外部靜電導出。並且透過一電阻R用以隔離內部靜電與外部靜電,達到改善靜電對微流體致動器110所帶來的破壞。In addition, the static
請參閱第7A圖,於本案第二實施例中,微流體致動器裝置500A係以模組化之微流體致動器元件150A示意圖。值得注意的是,微流體致動器元件150A係採用靜電防護電路140之第一態樣靜電防護電路140A(如第6A圖所示),靜電防護電路140A係設置於承載板100上,透過電性連接於承載板100上之電極接墊C'或電極接墊D',且微流體致動器110亦設置於相同的承載板100上。值得注意的是,微流體致動器元件150A之排列方式可以是單個、單行、單列、複數個、多行、多列、陣列……等排列方式,但不以此為限,微流體致動器元件150A之排列方式可依設計需求而改變。另值得注意的是,於本案其他實施態樣中,微控制器120之數量可調整為二個或二個以上。Please refer to FIG. 7A. In the second embodiment of the present invention, the
請參閱第7B圖,於本案第二實施例中,微流體致動器裝置500B係以模組化之微流體致動器元件150B示意圖。值得注意的是,微流體致動器元件150B係採用靜電防護電路140之第二態樣靜電防護電路140B(如第6B圖所示),靜電防護電路140B係設置於承載板100上,透過電性連接於承載板100上之電極接墊C'或電極接墊D',且微流體致動器110亦設置於相同的承載板100上。值得注意的是,微流體致動器元件150B之排列方式可以是單個、單行、單列、複數個、多行、多列、陣列……等排列方式,但不以此為限,微流體致動器元件150B之排列方式可依設計需求而改變。另值得注意的是,於本案其他實施態樣中微控制器120之數量可依調整為二個或二個以上。Please refer to FIG. 7B. In the second embodiment of the present invention, the
本案提供一微流體致動器裝置,使用微機電半導體製程,並具有靜電防護電路,微流體致動器裝置藉由微控制器的控制來達成流體輸送目的,極具產業之利用價值,爰依法提出申請。This case provides a microfluidic actuator device that uses a microelectromechanical semiconductor manufacturing process and has an electrostatic protection circuit. The microfluidic actuator device achieves the purpose of fluid transportation through the control of a microcontroller, which is of great industrial use value. submit application.
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。This case can be modified in many ways by those who are familiar with this technology, but none of them deviates from the protection of the scope of the patent application.
110:微流體致動器
1:第一基板
11:流體入口
2:第二基板
21:穿孔
22:第二上表面
23:第二下表面
24:共振部
25:固定部
3:第一氧化層
31:流體流道
32:匯流腔室
4:第三基板
41:流體通道
44:振動部
45:外周部
46:連接部
5:第二氧化層
51:流體腔室
6:壓電組件
61:下電極層
62:壓電層
63:絕緣層
64:上電極層
200A、200B、300A、300B、300C、300D、400A、400B、500A、500B:微流體致動器裝置
100:承載板
120、120A、120B:微控制器
130、150、150A、150B:微流體致動器元件
140、140A、140B:靜電防護電路
A、B、C、C'、D、D':電極接墊
D1:第一二極體
D2:第二二極體
D3:第三二極體
D4:第四二極體
D5:第五二極體
D6:第六二極體
R:電阻
V0:參考電位
V1:第一電位
V2:第二電位
V3:第三電位
110: Microfluidic actuator
1: first substrate
11: fluid inlet
2: Second substrate
21: Piercing
22: second upper surface
23: second lower surface
24: Resonance part
25: Fixed part
3: The first oxide layer
31: Fluid flow path
32: Confluence chamber
4: The third substrate
41: fluid channel
44: Vibration Department
45: Peripheral
46: Connection
5: The second oxide layer
51: fluid chamber
6: Piezoelectric components
61: Lower electrode layer
62: Piezo layer
63: insulating layer
64:
第1A圖為本案微流體致動器示意圖。 第1B圖至第1D圖為本案微流體致動器之作動示意圖。 第2A圖為本案微流體致動器裝置之第一實施例之示意圖。 第2B圖為本案微流體致動器裝置之第二實施例之示意圖。 第3A圖至第3D圖為本案微流體致動器裝置之微控制器之不同位置態樣示意圖。 第4A圖為本案微流體致動器裝置之第一態樣靜電防護電路之電路圖。 第4B圖為本案微流體致動器裝置之第二態樣靜電防護電路之電路圖。 第5A圖及第5B圖為本案微流體致動器裝置之第一實施例之不同靜電防護電路態樣之示意圖。 第6A圖為本案微流體致動器元件之第一態樣靜電防護電路之電路圖。 第6B圖為本案微流體致動器元件之第二態樣靜電防護電路之電路圖。 第7A圖及第7B圖為本案微流體致動器裝置之第二實施例之不同靜電防護電路態樣之示意圖。 Figure 1A is a schematic diagram of the microfluidic actuator in this case. Figures 1B to 1D are schematic diagrams of the operation of the microfluidic actuator of the present invention. Figure 2A is a schematic diagram of the first embodiment of the microfluidic actuator device of the present invention. Figure 2B is a schematic diagram of the second embodiment of the microfluidic actuator device of the present invention. Figures 3A to 3D are schematic diagrams of different positions of the microcontroller of the microfluidic actuator device of the present invention. Figure 4A is a circuit diagram of the first aspect of the electrostatic protection circuit of the microfluidic actuator device of the present invention. Figure 4B is a circuit diagram of the second aspect of the electrostatic protection circuit of the microfluidic actuator device of the present invention. Fig. 5A and Fig. 5B are schematic diagrams of different electrostatic protection circuit states of the first embodiment of the microfluidic actuator device of the present invention. Figure 6A is a circuit diagram of the first aspect of the electrostatic protection circuit of the microfluidic actuator element of the present invention. Figure 6B is a circuit diagram of the second aspect of the electrostatic protection circuit of the microfluidic actuator element of the present invention. Fig. 7A and Fig. 7B are schematic diagrams of different electrostatic protection circuit states of the second embodiment of the microfluidic actuator device of the present invention.
200B:微流體致動器裝置 200B: Microfluidic actuator device
100:承載板 100: Carrier board
110:微流體致動器 110: Microfluidic actuator
120:微控制器 120: Microcontroller
140:靜電防護電路 140: Electrostatic protection circuit
150:微流體致動器元件 150: Microfluidic actuator element
C'、D':電極接墊 C', D': electrode pad
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108144819A TWI714384B (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Miniature fluid actuator device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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TW108144819A TWI714384B (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Miniature fluid actuator device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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TWI714384B true TWI714384B (en) | 2020-12-21 |
TW202122690A TW202122690A (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=74669742
Family Applications (1)
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TW108144819A TWI714384B (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Miniature fluid actuator device |
Country Status (1)
Country | Link |
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TW (1) | TWI714384B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI666165B (en) * | 2018-11-23 | 2019-07-21 | 研能科技股份有限公司 | Manufacturing method of micro fluid actuator |
TWM582072U (en) * | 2019-03-29 | 2019-08-11 | 研能科技股份有限公司 | Microfluidic actuator module |
-
2019
- 2019-12-06 TW TW108144819A patent/TWI714384B/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI666165B (en) * | 2018-11-23 | 2019-07-21 | 研能科技股份有限公司 | Manufacturing method of micro fluid actuator |
TWM582072U (en) * | 2019-03-29 | 2019-08-11 | 研能科技股份有限公司 | Microfluidic actuator module |
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TW202122690A (en) | 2021-06-16 |
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