TWI805758B - 微型閥及噴射總成 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種包括一孔板之微型閥，該孔板具有一第一表面、一第二表面及自該第一表面延伸至該第二表面之一孔。一致動樑經安置與該孔板呈間隔關係。該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分。該基座部分與該孔板分離達一預定距離。該懸臂部分自該基座部分延伸使得其之一重疊部分與該孔重疊。該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動。該微型閥亦包括一密封結構，該密封結構包括安置於該懸臂部分之該重疊部分處之一密封構件。當該致動樑處於該閉合位置時，該懸臂部分經定位使得該密封結構密封該孔以便閉合該微型閥。
Description
本發明大體上係關於使用微機電系統(MEMS)技術製造之微型閥之領域。更具體而言，本發明係關於一種包括用於工業標記及編碼之微型閥之噴射總成。
習知列印技術具有若干缺點。例如，連續噴墨列印機具有難以消除之特定缺陷。例如，自一墨水供應器產生液滴之程序可能導致墨水在一非所要方向上滴落(例如，遠離一目標)，從而導致維護要求。另外，補給流體由於蒸發而隨時間丟失，從而需要連續補充。亦需要其他維護成本，諸如歸因於降級而修復孔板。
在一些實施例中，一種微型閥包括具有一第一表面及一第二表面之一孔板。該孔板包括自該第一表面延伸至該第二表面之一孔。該微型閥亦包括安置成與該孔板呈間隔關係之一致動樑。該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分。該基座部分與該孔板分離達一預定距離。該懸臂部分自該基座部分延伸使得其重疊部分與該孔重疊。該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動。該微型閥亦包括一密封結構，該密封結構包括
安置於該懸臂部分之該重疊部分處之一密封構件。當該致動樑處於該閉合位置時，該懸臂部分經定位使得該密封結構密封該孔以便閉合該微型閥。
另一實施例涉及一種建構一微機電系統(MEMS)微型閥之方法。該方法包括提供包括一孔之一孔板。該方法亦包括提供一致動樑，該致動樑具有一間隔構件及附接至該間隔構件之一密封構件。該方法亦包括在該孔板或該密封構件上形成一密封結構之一部分。該方法亦包括在形成該密封結構之該部分之後，將該致動樑附接至該孔板使得該密封構件與該孔板對準且該密封結構在該致動樑之一閉合位置中在該孔與靠近該致動樑之一體積之間形成一密封。
另一實施例涉及一種噴射總成。該噴射總成包括一閥主體，該閥主體包括一孔板，該孔板具有延伸穿過其之複數個孔。該噴射總成亦包括複數個微型閥。該複數個微型閥之各者包括安置於該孔板上且自一對應孔移位之一間隔構件。該複數個微型閥之各者亦包括一致動樑，該致動樑包括安置於該間隔構件上之一基座部分及自該基座部分朝向該對應孔延伸使得其重疊部分與該對應孔重疊之一懸臂部分。該致動樑經組態以在其中該懸臂部分朝向該孔彎曲之一閉合位置與其中該懸臂部分遠離該孔彎曲之一敞開位置之間移動。該複數個微型閥之各者亦包括一密封結構，該密封結構包括附接至該重疊部分且朝向該對應孔延伸之一密封構件。該噴射總成亦包括一流體歧管，該流體歧管耦合至該複數個微型閥之各者以針對各微型閥界定一流體貯集器。
一些實施例涉及一種包含一孔板之微型閥，該孔板包括一第一表面及一第二表面。該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔。一致動樑經安置與該孔板呈間隔關係。該致動樑包括一基座部分及一
懸臂部分，該基座部分與該孔板分離達一預定距離，該懸臂部分自該基座部分朝向該孔延伸使得其重疊部分與該孔重疊。該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動。一密封結構經安置於該致動樑上。該密封結構包含安置於該懸臂部分之該重疊部分處之一密封結構。一止動件經安置於該密封構件之一表面上。該止動件包括附接至該密封構件之一表面之一第一部分及靠近該孔板安置於該第一部分上之一第二部分。該第二部分具有大於該第一部分之一橫截面積。當該致動樑處於該閉合位置時，該懸臂部分經定位使得該止動件密封該孔以便閉合該微型閥。
其他實施例涉及一種包含一孔板之微型閥，該孔板包括一第一表面及一第二表面。該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔。一致動樑經安置與該孔板呈間隔關係。該致動樑包括一基座部分及一懸臂部。該基座部分與該孔板分離達一預定距離。該懸臂部分自該基座部分朝向該孔延伸使得其重疊部分與該孔重疊。該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動。一密封結構經安置於該致動樑上。該密封結構包含環繞該孔之一閥座。該閥座界定環繞該孔以界定一流體出口之一開口。一密封構件經安置於該懸臂部分之該重疊部分處。一第一密封葉片自該密封構件之一密封構件表面朝向該孔板延伸一距離。該第一密封葉片環繞該孔之整個周邊。該密封葉片經組態以在該閉合位置中接觸該閥座以便密封該流體出口且閉合該微型閥。
又其他實施例係關於一種包含一孔板之微型閥，該孔板包括一第一表面及一第二表面。該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔。一致動樑經安置與該孔板呈間隔關係。該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分，該基座部分與該孔板分離達一預定距離，該懸臂部分自該
基座部分朝向該孔延伸使得其重疊部分與該孔重疊。該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動。一密封結構經安置於該致動樑上。該密封結構包含安置於該懸臂部分之該重疊部分處之一密封構件。一變窄部分經安置於該密封構件之一端部處。該變窄部分界定面向該孔之一密封構件表面。一密封翼片自該窄部分向外延伸且經組態以當該致動樑處於該閉合位置時密封該孔以便閉合該微型閥。
10b:流體連接器
12b:插入針
100:噴射總成
102:閥主體
104:電路板
106:識別標籤
108:載體
110:前側表面
112:後側表面
114:撓曲電路
116:蓋
118:凹口
120:孔隙
122:控制器介面
124:側表面
126:安裝栓
148:安裝構件
150:固持件
162:輸入流體歧管
164:微型閥
166:流體增壓室/流體貯集器
170:中介層
172:第一開口
174:第二開口
176:致動樑
178:密封構件
180:電接觸墊
182:黏著劑結構
182b:黏著劑結構
183b:通氣孔
189b:環圈
190:基板
192:投射距離
200:噴射總成
200b:噴射總成
202:載體
202b:載體
203b:蓋
204:上部分
204b:上部分
206:外殼部分
206b:外殼部分
208:隔膜
208b:隔膜
209b:開口
210:輸入流體歧管
210b:輸入流體歧管
211b:流體通道
212:第一通道
212b:第一通道
213b:過濾器
214:第二通道
214b:第二通道
215b:電路板
216:撓曲電路
216b:撓曲電路
217b:識別標籤
218:囊封劑
218b:囊封劑
219b:電連接器
220:線接合
220b:線接合
221b:第一黏著劑層
222:結構層
222b:中介層
223b:第二黏著劑層
224:突出部分
225:第二黏著劑層
225b:第三黏著劑層
230:微型閥
230b:微型閥
240:致動樑
240b:致動樑
242:致動部分
244:調諧層
246:非作用層
248:黏著劑層
250:孔板
250b:孔板
252:基底層
254:中間層
256:黏著劑層
260:孔
260b:孔
270:閥座
270b:閥座
280:間隔構件
280b:間隔構件
290:密封構件
290b:密封構件
292:部分
292b:部分
294:電連接部分
294b:電連接部分
295b:電接地連接器
298:閥主體
298b:閥主體
300:貯集器
300b:貯集器
302:黏著劑層
304:寬度
304b:寬度
306:基座部分
306b:基座部分
308:懸臂部分
308b:懸臂部分
310:主體
310b:玻璃主體
312:長度
312b:長度
314:部分
314b:部分
316:內表面
316b:內表面
318:內部開口
318b:內部開口
320:厚度
322:厚度
324:間隙
326:分離體積
330:第一臂
332:第二臂
334:第三臂
400:障壁層
402:第一電極部分
403:黏著層
404:第二電極部分
405:導電層
406:鈍化結構
408:黏著層
410:第一電極/導電層
412:生長模板層/晶種層
414:壓電層
416:介電質層
418:絕緣體層
420:障壁層
422:中性軸線
424:頂部鈍化層
500:密封結構
502:體積
504:面向孔表面
800:密封結構
802:致動樑
804:懸臂部分
806:重疊部分
808:密封構件
810:閥座
812:孔板
814:孔
816:面向孔表面
818:開口
820:體積
822:上表面
900:密封結構
902:塗層
1000:密封結構
1002:塗層
1100:密封結構
1102:密封構件
1104:側表面
1200:密封結構
1202:密封構件
1204:外表面
1300:密封結構
1302:致動樑
1304:懸臂部分
1306:重疊部分
1308:密封構件
1310:止動件
1312:窄部分
1314:寬部分
1316:孔板
1318:孔
1320:部分
1322:面向孔表面
1324:面向孔表面
1326:突出部
1328:剩餘部分
1500:密封結構
1502:致動樑
1504:懸臂部分
1506:重疊部分
1508:密封構件
1510:密封葉片/突出部
1512:閥座
1514:孔板
1516:孔
1518:面向孔表面
1520:上表面
1600:密封結構
1602:額外密封葉片
1610a:第一組密封葉片
1610b:第二組密封葉片
1610c:第三組密封葉片
1611a:第一密封葉片
1611b:第二密封葉片
1611c:第三密封葉片
1612a:第一間隙
1612b:第二間隙
1612c:第三間隙
1614:密封構件
1618:面向孔表面
1650:密封結構
1700:方法
1702:操作
1704:操作
1706:操作
1708:操作
1710:操作
1712:操作
1714:操作
1716:操作
1800:密封結構
1802:致動樑
1804:懸臂部分
1806:重疊部分
1808:密封構件
1810:密封翼片
1812:閥座
1814:孔板
1816:孔
1818:面向孔表面
1820:上表面
1822:側表面
1824:窄部分
1900:方法
1902:操作
1904:操作
1906:操作
1908:操作
1910:操作
2000:方法
2002:操作
2004:操作
2006:操作
2008:操作
2100:密封構件
2102:直徑
2200:閥座
2202:內徑
2204:外徑
2300:密封結構
2302:致動樑
2304:懸臂部分
2306:重疊部分
2308:密封構件
2310:密封葉片/突出部
2312:閥座
2314:孔板
2316:孔
2318:面向孔表面
2320:密封層
2322:凹痕
2400:程序
2412:閥座
2414:孔板
2416:孔
2420:密封層
2421:環
2422:開口
2424:凹痕
2504:電極
2510:輸入流體歧管
2512:通道/開口
2530:微型閥
2540:致動樑
2542:基座部分
2544:懸臂部分
2548:第一黏著劑結構
2550:孔板
2556:第二黏著劑結構
2558:支撐樑
2559:支撐樑順應層
2560:孔
2570:閥座
2571:內部開口
2572:閥座順應層
2580:間隔構件
2582:狹槽/鍵
2590:密封構件
2591:光阻
2592:密封葉片
2610:輸入流體歧管
2630:微型閥
2640:致動樑
2642:基座部分
2644:懸臂部分
2650:孔板
2656:第二黏著劑結構
2658:支撐樑
2661:第一黏著劑結構
2680:間隔構件
2682:狹槽/鍵
2686:塗層
2730:微型閥
2740:致動樑
2744:懸臂部分
2791:緩衝器
3000:貯集器
3510:孔板
3515:柱
3517:指狀物
3519:偏置構件
3520:微型閥
3522:閥座
3524:密封構件
3540:致動樑
3549:重疊部分
3560:孔
3580:間隔件
3610:孔板
3620:微型閥
3624:密封構件
3640:致動樑
3646a:第一軸向端
3646b:第二軸向端
3648:彎曲部分
3649:重疊部分
3656a:黏著劑層
3656b:黏著劑層
3660:孔
3672:閥座
3680a:第一間隔構件
3680b:第二間隔構件
P:小顆粒
X:預定長度
X1:密封葉片寬度
X2:光阻寬度
Y:軸向距離
Y1:光阻內橫截面尺寸
Y2:光阻外橫截面尺寸
Y3:密封構件外橫截面尺寸
Z1:內橫截面尺寸
Z2:第一徑向距離
Z3:第二徑向距離
Z4:外橫截面尺寸
結合附圖，自下文詳細描述將更充分地理解本發明，其中：圖1係根據一實例性實施例之安置於一固持件中之一噴射總成之一透視圖。
圖2係圖1中所展示之噴射總成之一分解視圖。
圖3係圖1中所展示之噴射總成之一示意性橫截面視圖。
圖4A係根據一實例性實施例之圖1中所展示之噴射總成之一平面視圖；圖4B係根據一實例性實施例之可在圖1之噴射總成中使用之一黏著劑結構之一示意性圖解。
圖5A係根據一實例性實施例之包括一微型閥之一噴射總成之一橫截面視圖。
圖5B係根據另一實例性實施例之包括一微型閥之一噴射總成之一橫截面視圖。
圖6係提供圖5A中所展示之噴射總成之一更詳細視圖之橫截面視圖。
圖7A係根據一實例性實施例之一微型閥之一致動樑之一橫
截面視圖；圖7B係根據另一實例性實施例之圖7A之致動樑之一前視橫截面視圖。
圖8、圖9、圖10、圖11、圖12及圖13係根據各項實例性實施例之微型閥之密封結構之橫截面視圖。
圖14及圖15係根據各項實例性實施例之微型閥之密封結構之橫截面視圖。
圖16係根據一實施例之包括三組同心密封葉片之一密封構件之一仰視圖。
圖17係根據一實例性實施例之建構一微型閥之一密封結構之一方法之一流程圖。
圖18係根據一實例性實施例之一微型閥之一密封結構之一橫截面視圖。
圖19係根據一實例性實施例之建構一微型閥之一密封結構之一方法之一流程圖。
圖20係根據一實例性實施例之建構一微型閥之一方法之一流程圖。
圖21展示根據一實例性實施例之一微型閥之一密封構件之一橫截面視圖。
圖22展示根據一實例性實施例之一微型閥之一閥座之一橫截面視圖。
圖23係根據另一實例性實施例之一微型閥之一密封結構之一橫截面視圖。
圖24係根據另一實例性實施例之用於在一閥座上形成一密
封結構之示意性程序流程。
圖25係根據一實例性實施例之一噴射總成中可包括之一微型閥之一橫截面視圖。
圖26係由圖25中之箭頭A所指示之圖25之噴射總成之一部分之一放大視圖。
圖27係沿圖26中之線B-B截取之圖25至圖26之微型閥中包括之一密封葉片之一俯視橫截面視圖。
圖28A係根據一實施例之一噴射總成之一部分之一橫截面視圖；圖28B係由圖28A中之箭頭B所指示之圖28A之噴射總成之一部分之一放大視圖。
圖29係根據另一實施例之一噴射總成之一側視橫截面視圖。
圖30係根據一實例性實施例之一噴射總成之一致動樑之一橫截面視圖。
圖31係根據一實例性實施例之一噴射總成之一致動樑之一橫截面視圖。
相關申請案之交互參考
本申請案主張2018年5月11日申請之美國臨時申請案第62/670,280號之優先權及權益，該案之揭示內容之全文以引用方式併入本文中。
在參考詳細繪示例示性實施例之圖之前，應理解，本申請案不限於描述中所闡述或圖中所繪示之細節或方法。亦應理解，術語僅用於描述之目的且不應被視為限制性。
大體上參考圖，本文中描述包括多個微型閥之一噴射總成。本文中所描述之微型閥採用其上安置有一密封構件之一致動樑。利用此一致動樑能夠定製微型閥以消除或減少與包括連續噴墨噴射總成之習知技術相關聯之各種缺陷。例如，在各項實施例中，微型閥包括安置於致動樑與一孔板之間的一間隔構件。間隔構件維持致動樑之一第一端與一孔板內之一孔之一間隔以便防止致動樑之擠壓膜阻尼。致動樑自間隔構件延伸在孔上方且一密封構件朝向孔延伸以在孔處形成一密封。因此，在不將任何電能施加至致動樑之情況下，密封構件密封孔。換言之，致動樑之預設位置(例如，藉由仔細選擇其中所含有之材料來組態)係微型閥之閉合位置。因而，安置於微型閥中之流體(例如，墨水、溶劑等)經密封而與噴射總成之外部環境隔離。此消除流體之蒸發，以減少堵塞。另外，有限蒸發使更快乾燥之墨水能夠被使用，此允許以高於習知系統之速度進行列印。
為了確保噴射總成之優越效能，本文中所描述之微型閥包括一密封結構，該密封結構經組態以當致動樑處於其預設位置時形成使孔與靠近致動樑之一體積分離之一密封。密封結構可包括經設計以確保密封形成之複數個組件之任何組合。例如，在各項實施例中，密封結構包括靠近孔安置於孔板上之一閥座。閥座可環繞孔且界定與孔重疊以界定一流體出口之一開口。密封構件可在致動樑處於預設位置之情況下接觸閥座。在一些實施例中，閥座由一順應材料構成以促進源自歸因於致動樑之曲率施加之壓力之一增強型密封之形成。
在另一態樣中，密封結構可包括附接至密封構件或自密封構件延伸之組件。例如，在一項實施例中，密封結構包括自密封構件之一面向孔表面延伸之一止動件。止動件可包括一窄部分及具有大於孔之橫截
面積之一橫截面積之一較寬部分。因此，致動樑將止動件壓向孔板以促進密封之形成。替代地或另外，密封結構可包括一密封葉片，該密封葉片自面向孔表面延伸以接觸閥座或孔板。密封葉片進一步促進歸因於源自其相對小橫截面積之壓力之密封之形成，以將經由致動樑施加之向下壓力聚焦至一點以形成一緊密密封。因此，本文中所描述之各種結構增強在致動樑處於其預設位置時形成之密封。
如本文中所描述，在描述一微型閥之一致動樑中使用時，術語「預設位置」描述在不將任何控制信號(例如，一電荷、電流或電壓)施加至致動樑之情況下致動樑相對於微型閥之各種其他組件之位置。換言之，預設位置係當致動樑處於一被動狀態時致動樑(及附接至其之任何組件)之位置。應明白，可設想其他實施例，其中預設位置係致動樑之一敞開位置。
現參考圖1，展示根據一實例性實施例之安置於一固持件150中之一噴射總成100之一透視圖。噴射總成100包括附接至一載體108之一閥主體102。固持件150包括一實質上圓形主體，該主體在其中含有適於接納噴射總成100之一開口。固持件150之主體可包括自其周邊邊緣延伸之凹口118以促進將固持件150附接至一標記裝置。閥主體102可為一標記裝置之一組件。在一例示性實施例中，在包括一加壓墨水供應器之一工業標記裝置中使用閥主體102。在其他實施例中，可在氣動應用中使用閥主體102或本文中所描述之微型閥之任一者，其中流體包括氣體(例如，空氣、氮氣、氧氣等)。
如本文中所描述，閥主體102包括附連至複數個微型閥之一輸入流體歧管。該等微型閥及該輸入流體歧管形成一流體充填部或貯集
器，該流體充填部或貯集器經組態以保持自一外部流體供應器接收之流體。在其他實施例中，閥主體102可界定複數個流體充填部，各流體充填部對應於複數個微型閥之至少一部分。在此等實施例中，各流體充填部可填充有一不同色彩之墨水(例如，黑色、綠色、黃色、青色等)或一不同流體以便提供多色噴射總成或多流體沈積總成。在各項實施例中，微型閥包括一致動樑，該致動樑經組態以回應於電壓施加至其而移動(例如，彎曲、曲折、扭轉等)以暫時敞開一孔板中之孔處之流體出口。因此，液滴自流體出口發射至一目標上以在目標上產生一所要標記圖案。
如所展示，一電路板104經附接至載體108之一側表面。電路板104可包括複數個電路徑且在閥主體102與一電控制器之間提供一連接點(例如，經由一線束)。電控制器可經由電路徑供應控制信號以控制閥主體102中包括之多個微型閥之致動樑之致動。本文中更詳細描述此等微型閥之結構及功能。在一些實施例中，電路板104本身包括產生且提供控制信號以致動微型閥之一微控制器。
一識別標籤106經附接至噴射總成100。在一些實施例中，識別標籤106包括經組態以儲存關於噴射總成100之各種形式之資訊(例如，製造資訊、序號、閥校準資訊、設定等)之一內部記憶體。例如，在一項實施例中，識別標籤106係一射頻識別(RFID)標籤，其經組態以回應於自一外部裝置接收一預定識別符而以一可接收方式傳輸所儲存資訊。以此方式，可快速且有效地擷取關於噴射總成100之資訊。
現參考圖2，展示根據一實例性實施例之噴射總成100之一分解視圖。載體108包括一前側表面110、一後側表面112及一側表面124。在各項實施例中，閥主體102經由一黏著劑附接至前側表面110。後
側表面112在其上安置有一蓋116。蓋116包括孔隙120，孔隙120提供用於流體(例如，墨水)經由閥主體102沈積至一目標上之供應埠。例如，在一些實施例中，流體(例如，墨水)經由孔隙120之一第一者(例如，經由一輸入供應管線或軟管)供應至閥主體102，循環通過閥主體102，且經由孔隙120之一第二者自閥主體102輸出。換言之，流體經再循環通過流體充填部。一隔膜可定位於孔隙120之各者中且經組態以允許一流體輸送或流體返回針插入其中以便允許流體傳遞至流體充填部中，同時維持噴射總成100之流體式密封。在特定實施例中，隔膜可包括在孔隙之第一者及第二者之各者下方延伸之單個隔膜片。雖然未展示，但在一些實施例中，一加熱元件(例如，一電阻絲)可定位成靠近閥主體102或載體108(例如，圍繞或耦合至其側壁)。加熱元件可用來選擇性地加熱流體充填部內所裝納之流體(例如，墨水)以便將流體維持於一所要溫度。此外，一溫度感測器(未展示)(例如，一熱感測電阻器)亦可設置於載體108中，例如以判定流動通過噴射總成100之流體之一溫度。
前側表面110包括適於接納閥主體102使得閥主體102牢固地安裝至前側表面110(例如，經由一黏著劑)之一腔。電路板104經由側表面124附接至載體108。如所展示，側表面124包括安裝栓126。在各項實施例中，電路板104包括以對應於安裝栓126之配置之一方式配置且適於接納安裝栓126以將電路板104對準於載體108之孔隙。
如所展示，電路板104具有附接至其之一撓曲電路114。撓曲電路114以一角度自電路板104延伸且靠近前側表面110附接至載體108。閥主體102及電路板104彼此垂直地配置，因為撓曲電路114圍繞前側表面110之一角隅邊界延伸。電路板104亦包括一控制器介面122，控制
器介面122包括經組態以自一標記系統控制器接收控制信號之電連接構件(例如，接針)。
如本文中所描述，在各項實施例中，撓曲電路114可安置於一流體歧管與載體108之間或一中介層經安置於載體108與閥主體102之間，以促進在撓曲電路114與閥主體102中包括之複數個微型閥之電極之間形成電連接。在一些實施例中，撓曲電路114經由一安裝構件148附接至前側表面110。撓曲電路114中之一開口與載體108中之隔膜對準以為經由閥主體102形成之一流體充填部提供一流體入口。
現參考圖3，展示根據一實例性實施例之噴射總成100之各種組件之一示意性描繪。圖3可描繪噴射總成100在圖1中所展示之線I-I處之一橫截面視圖。如所展示，閥主體102經由一中介層170自載體108之前側表面110延伸。中介層170提供結構支撐以確保閥主體102中之各種組件之最大效能。儘管未展示，但在一些實施例中，一順應層(例如，聚矽氧或橡膠層)亦可安置於中介層170上方或下方或堆疊中之任何其他位置以便提供應力釋放。
閥主體102包括一輸入流體歧管162及附接至輸入流體歧管162之複數個微型閥164。微型閥164及輸入流體歧管162形成用於自一加壓流體供應器(例如，經由附接至後側表面112之一蓋116中之孔隙120)接收之流體(例如，墨水及補給流體之一組合)之一流體充填部或貯集器166。在各項實施例中，流體供應器包括一流體貯集器及一泵，該泵經組態以經由耦合至載體108之一供應管線將加壓流體提供至噴射總成100。在各項實施例中，當微型閥164之一或多者敞開時，流體供應器供應在7 PSI與15 PSI之間加壓之流體。例如，在一項實施例中，流體具有近似10
PSI之一壓力。載體108可包括一內部腔，該內部腔經組態以接收加壓流體且將流體輸送至流體充填部166。在各項實施例中，可在流體充填部與流體供應器之間維持一壓力差以便驅使流體離開閥主體102。
輸入流體歧管162可包括一玻璃結構，該玻璃結構包括形成流體充填部之一通道。通常，微型閥164包括與前側表面110處之一孔板上之孔保持間隔關係之致動樑。致動樑可包括至少一個壓電材料層，其經組態以回應於接收控制信號(例如，經由電路板104上之控制器介面122提供之電壓波形)而偏轉。如本文中所描述，施加此等電信號引起微型閥164敞開，此引起液滴在孔板處釋放。液滴推進一投射距離192至一基板190上以在基板190上產生一所要圖案。在一些實施例中，由一微型閥164或本文中所描述之任何其他微型閥施配之單個流體液滴之一重量可在200奈克至300奈克之一範圍內。在一些實施例中，單個施配液滴之一體積可在200皮升至300皮升之一範圍內。本文中更詳細描述微型閥164之各種組件之結構及功能。在其他實施例中，致動樑可包括一不銹鋼致動樑(例如，具有近似1mm之一長度)。在又其他實施例中，致動樑可包括雙壓電晶片(bi-morph)樑，該雙壓電晶片樑具有安置於一基底層(例如，一基底矽或不鏽鋼層)之任一側上之兩個壓電材料層。可將一電信號(例如，一電壓)施加至壓電層之任一者以便促使致動樑朝向對應壓電層彎曲。兩個壓電層可包括相同壓電材料或不同壓電材料。在特定實施例中，可將一不同電信號施加至壓電層之各者以便使致動樑朝向或遠離孔彎曲或曲折一預定距離。
雖然本文中所描述之實施例通常將致動樑描述為包括一壓電材料，但在其他實施例中，可使用任何其他致動機構。例如，在一些實
施例中，致動樑可包括用於移動致動樑之一電容耦合件。在其他實施例中，致動樑可包括一靜電耦合件。在又其他實施例中，致動樑可包括用於移動該樑之一磁性耦合件(例如，由一電磁體啟動之一電磁結構)。在又其他實施例中，致動樑可包含經組態以回應於溫度變化而移動之一溫度敏感雙金屬條帶。
中介層170通常增加閥主體102之各個部分之剛度。例如，中介層170可經建構為比閥主體102之組件(例如，孔板、致動樑等)更具剛性以抵消因將此等組件彼此附接而引發之應力。例如，中介層170可附接至閥主體102以抵消由用來將載體108附接至閥主體102之一黏著劑引發之應力。另外，中介層170可抵消輸入流體歧管162與微型閥164之間的介面處之應力。
現參考圖4A，展示根據一實例性實施例之噴射總成100之一平面視圖。圖4A展示閥主體102在圖2中所展示之線II-II處之一平面視圖。因而，圖4A展示輸入流體歧管162與孔板之間的一介面處之一橫截面視圖。輸入流體歧管162包括一第一開口172及一第二開口174。第一開口172暴露複數個微型閥164以形成流體充填部166，流體充填部166經組態以保持自一流體供應器接收之流體。
在所展示實例中，複數個微型閥164包括以單個列對準之複數個致動樑176。複數個致動樑176之各者具有安置於其端部處之一密封構件178。在一些實施例中，密封構件178與安置於孔板中之孔處之閥座對準且接觸，以防止流體充填部166中所裝納之流體在不存在任何電信號之情況下自流體充填部166逸出。噴射總成100被展示為包括形成52個微型閥164之52個致動樑176。
在各項實施例中，複數個致動樑176之各者可包括經由第二開口174暴露之一電連接部分。電接觸墊180經安置於電連接部分之各者處。線接合經由電接觸墊180將電連接部分之各者電連接至控制器介面122。因而，可由致動樑176之各者經由電接觸墊180接收電信號。在一些實施例中，可使用捲帶式自動接合(TAB)來將電連接部分之各者電連接至控制器介面。
第一開口172與第二開口174之間的邊界使電接觸墊180與由第一開口172形成之一貯集器中所裝納之流體隔離。亦有利地，電接觸墊180經安置於輸入流體歧管162下方。此意謂致動樑176之間的電連接經安置於載體108內部且經保護而免遭劣化及外部污染。
為使電接觸墊180與流體充填部166中所裝納之流體隔離，一黏著劑結構182經安置於輸入流體歧管162上。黏著劑結構182將輸入流體歧管162耦合至孔板。如圖4A中所展示，黏著劑結構182圍繞第一開口172及第二開口174之各者形成「跑道」。跑道為在輸入流體歧管162與孔板之間滲漏之流體提供障壁，且防止顆粒進入該輸入流體歧管。跑道黏著劑結構182可存在於輸入流體歧管162側或孔板側之一者或兩者上。例如，跑道可由圍繞第一開口172及第二開口174之各者之一黏著劑材料(例如，一負性光阻劑，諸如以商品名SU-8銷售之雙酚-酚醛縮水甘油醚基光阻劑或聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基矽氧烷、聚矽氧橡膠等)之若干同心矩形環圈構成。黏著劑材料之段可跨多個矩形環圈切割以形成用於接收滲漏流體之隔室。此一黏著劑結構182促進微型閥164與電接觸墊180之間的流體隔離。在其他實施例中，黏著劑結構182可由矽形成且用來經由熔合接合、雷射接合、黏著劑、共晶接合、玻璃料、黏滯力等將輸入流體歧管
162接合至孔板。黏著劑結構182可安置於輸入流體歧管162及耦合至輸入流體歧管162之閥主體102上，安置於閥主體102及耦合至閥主體102之輸入流體歧管162上，或在耦合輸入流體歧管162及閥主體102之前安置於輸入流體歧管162及閥主體102之各者上。
在一些實施例中，可排出黏著劑結構182。例如，圖4B展示一黏著劑結構182b之一示意性圖解。黏著劑結構182b可由SU-8、矽或任何其他合適材料形成且包括複數個環圈189b，使得該黏著劑結構具有一跑道形狀。黏著劑結構182b之複數個環圈189b中環繞輸入流體歧管162之一最內環圈形成一閉合環圈。相比之下，定位於最內環圈之徑向外側之複數個環圈189b之剩餘部分包括通氣孔183b，例如其中界定之狹槽或開口。通氣孔183b可藉由允許可能截留於黏著劑結構182b之複數個環圈189b之間的空氣經由通氣孔183b逸出而促進輸入流體歧管162接合至孔板。雖然圖4B展示通氣孔183b彼此徑向對準且定位於各環圈之角隅處，但在其他實施例中，一個環圈之一或多個通氣孔183b可徑向偏離界定於一相鄰環圈中之一通氣孔。
如圖4B中所展示，黏著劑結構182b之各環圈之角隅可為圓形的。此外，輸入流體歧管162、中介層170、撓曲電路114、或噴射總成100中包括之任何其他層或組件之角隅可為圓形的，例如以減小可在角隅處發生之應力集中。
現參考圖5A，展示根據一實例性實施例之包括一微型閥230之一噴射總成200之一橫截面視圖。在一些實施例中，噴射總成200係關於圖1、圖2、圖3及圖4A至圖4B所描述之噴射總成100之一實例性實施例。如所展示，噴射總成200包括經由一結構層222附接至一閥主體298之
一載體202。在一些實施例中，載體202可包括結構層222。
載體202包括一上部分204及自上部分204之一邊緣延伸之一外殼部分206。上部分204包括藉由其提供一加壓墨水之一隔膜208。外殼部分206界定閥主體298安置至其中之一腔。閥主體298包括一輸入流體歧管210及微型閥230。如所展示，輸入流體歧管210及微型閥230界定一貯集器300，貯集器300經組態以保持經由隔膜208自一外部流體供應器接收之一定體積之加壓流體。在各項實施例中，保持於貯集器300內之加壓流體係一墨水及額外液態流體之一組合。
載體202可由塑膠、陶瓷或任何其他合適材料形成。載體202藉由向閥主體298提供結構支撐來促進噴射總成200之操作。例如，在一些實施例中，閥主體298之周邊邊緣經由安置於外殼部分206之內表面處之黏著劑層302附接至外殼部分206。此黏著劑促進在微型閥230與輸入流體歧管210之間維持一所要相對定位。
在各項實施例中，輸入流體歧管210係在其附接至噴射總成200之額外組件之前預先形成。輸入流體歧管210由具有任何合適厚度(例如，500微米)之一主體310(例如，由玻璃、矽、二氧化矽等形成)形成。如所展示，輸入流體歧管210經預先形成以包括一第一臂330、一第二臂332及一第三臂334。如本文中所使用，術語「臂」在用來描述輸入流體歧管210時係用來描述分離輸入流體歧管210中含有之開口之一結構。因而，臂330、332及334可具有任何合適形狀。例如，在一些實施例中，臂330、332及334係實質上矩形，具有實質上平面之側表面。在其他實施例中，側表面可成角度使得臂330、332及334係實質上梯形。臂330、332及334可藉由使用任何合適方法(例如，濕式蝕刻或乾式蝕刻，
諸如深反應性離子蝕刻)在一結構(例如，矽或玻璃結構)中產生開口來形成。
如所展示，一第一通道212使臂332及334彼此分離且一第二通道214使臂330及332彼此分離。在所展示實施例中，第一通道212及第二通道214係實質上線性的且彼此平行，但輸入流體歧管210可根據需要配置以用於其上安置之微型閥之配置。第一通道212經形成以具有例如在約500微米至1,000微米之一範圍內之一寬度304，寬度304與微型閥230之一致動樑240之一懸臂部分308之一長度312具有一預定關係。例如，第一通道212可經形成以具有比懸臂部分308之一所要長度312大一臨限量之一寬度304。第二通道214提供經由在致動樑240與撓曲電路216之間延伸之線接合220形成在致動樑240與撓曲電路216之間之一電連接之一途徑。有利地，使用此一配置內部化致動樑240與撓曲電路216之間的電連接。換言之，此等組件之間的電連接不在載體202外部且因此不易降級。在各項實施例中，第一通道212及/或第二通道214可具有傾斜側壁。
如所展示，第二通道214實質上填充有一囊封劑218。囊封劑218可包括環氧型或任何其他合適材料。囊封劑218包封形成在線接合220、撓曲電路216與致動樑240之間之電連接，且經組態以保護線接合220免受實體損壞、潮濕及腐蝕。因此，囊封劑218確保在撓曲電路216與致動樑240之間維持一適當電連接以促進將電控制信號提供至致動樑240，以引起其移動以敞開及閉合微型閥230。
第二臂332用作防止貯集器300中所裝納之流體到達電連接之一障壁。分離第一通道212及第二通道214之輸入流體歧管210之部分314用作防止貯集器300中所裝納之流體到達電連接之一障壁。因而，輸
入流體歧管210用作用於自一外部流體供應器接收之加壓流體之貯集器300之部分及加壓流體與噴射總成200內所含有之任何電連接之間的一絕緣障壁兩者。第一通道212及第二通道214可使用任何合適程序(例如，經由噴砂、物理或化學蝕刻、鑽孔)形成。在一些實施例中，輸入流體歧管210由矽、二氧化矽、陶瓷或任何其他合適材料構成而非由玻璃構成。在一些實施例中，輸入流體歧管210可經由玻璃料、焊料或任何其他合適黏著劑接合至微型閥230。
繼續參考圖5A，微型閥230包括附接至致動樑240之一孔板250。孔板250可由任何合適材料形成，例如玻璃、不銹鋼、鎳、具有另一電鍍金屬(例如，不銹鋼)層之鎳、聚醯亞胺(例如，kapton)或負性光阻劑(例如，SU-8、聚甲基丙烯酸甲酯等)。在一些實施例中，孔板250可為實質上平坦的，例如，在孔板250之至少15mm之一長度及寬度上具有小於3微米之一方差係數之一平坦度，使得孔板250實質上無彎折或扭曲。此外，孔板250可具有任何合適厚度。在一些實施例中，孔板250可具有30微米至60微米之一範圍內之一厚度(30、40、50或60微米)。在其他實施例中，孔板250可具有100微米至400微米之一範圍內之一厚度(例如，100、150、200、250、300、350或400微米)。較厚孔板250可促進實現一較平坦孔板。
孔板250係實質上平面的且包括在其表面之間延伸之一孔260。在各項實施例中，孔260係實質上圓柱形的且具有垂直於或實質上垂直於孔板250之表面之一中心軸線。一閥座270靠近孔260安置於孔板250之一內表面316上。在各項實施例中，閥座270包括環繞或實質上環繞孔260之一順應材料。在一些實施例中，閥座270由環氧基黏著劑(諸如
SU-8光阻劑)構成。在其他實施例中，閥座270可由一可模製聚合物形成，例如聚二甲基矽氧烷或聚矽氧橡膠。在又其他實施例中，閥座270可由一非順應材料形成，諸如矽。在一些實施例中，一順應層(例如，一金層)可安置於閥座270與致動樑240接觸之一表面上。閥座270界定與孔260實質上對準之一內部開口318以產生貯集器300中所裝納之加壓流體之一出口。在特定實施例中，可排除閥座270。
如所展示，致動樑240包括一基座部分306及一懸臂部分308。基座部分306在輸入流體歧管210分離第一通道212及第二通道214之部分314下方延伸。如所展示，基座部分306包括與第二通道214重疊之一區域中之一電連接部分294(如圖5A所展示)。電連接部分294包括一電極，透過該電極經由線接合220與撓曲電路216形成一電連接。懸臂部分308自輸入流體歧管210之部分314延伸至貯集器300中。如所展示，懸臂部分308經安置於一間隔構件280上，且因此，在空間上與孔板250分離。因此，在懸臂部分308之任一側上存在空間，使得致動樑240可由於經由電連接部分294將電信號施加至其而朝向及/或遠離孔板250彎曲。間隔構件280經組態以防止致動樑之擠壓膜阻尼。
懸臂部分308具有一長度312使得該懸臂部分自貯集器300之一邊界延伸達一預定距離。在各項實施例中，特定地選擇預定距離使得懸臂部分308之一部分292與閥座270及孔260重疊。一密封構件290自致動樑240與孔260重疊之部分292延伸。在一些實施例中，密封構件290經建構以具有實質上對應於孔260之一形狀之一形狀。例如，在一項實施例中，孔260及密封構件290兩者係實質上圓柱形的，其中密封構件290具有一較大外徑。此一組態促進密封構件290覆蓋整個孔260以使一密封件能
夠形成在密封構件290與閥座270之間。在其他實施例中，孔260可具有任何其他形狀，例如星形、正方形、矩形、多邊形、橢圓形或一非對稱形狀。在特定實施例中，閥座270可界定一凹部大小且經塑形以接納密封構件290。在各項實施例中，孔板250及因此孔260可由一非潤濕(例如，疏水)材料形成，諸如矽或Teflon。在其他實施例中，一非潤濕(例如，疏水)塗層可安置於孔260之一內壁或表面或由閥座270及孔260形成之流體出口上。此等塗層可包括例如Teflon、奈米顆粒、一親油塗層或任何其他合適塗層。
在各項實施例中，間隔構件280及密封構件290由相同材料構成且具有相等或實質上相等之厚度320及322(例如，矽、SU-8、矽橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯等)。在此等實施例中，當致動樑240平行於孔板250延伸時，間隔構件280及密封構件290之下表面彼此對準。當致動樑240經放置至一閉合位置中(如本文中所描述)時，密封構件290之一表面接觸閥座270以閉合形成於孔260處之流體出口(例如，密封構件290之一密封構件表面可經組態以在閥座270不存在之情況下在間隔構件280之一下表面下方延伸近似2微米)。閥座270及密封構件290可經定尺寸使得當致動樑240經放置於閉合位置時(例如，當經由線接合220自致動樑240移除一電信號或將一電信號施加至致動樑240時)密封構件290之足夠表面區域接觸閥座270以防止流體自貯集器300行進至孔260。例如，密封構件290可具有大於閥座270之直徑或其他橫截面。在其他實施例中，密封構件290可具有小於閥座270之一直徑或橫截面。在一些實施例中，一順應材料(例如，一金層)可安置於密封構件290之經組態以接觸閥座270之一表面上。
噴射總成200之各個態樣經設計以確保在閥座270與密封構
件290之間形成一充足密封。例如，安置於輸入流體歧管210之結構層222防止孔板250起因於經由將微型閥230之組件彼此耦合且將微型閥230耦合至外殼部分206之黏著劑在其上引發之應力而彎折。在各項實施例中，結構層222經建構以具有大於孔板250之一剛度以執行此功能。結構層222可由矽或任何其他合適材料構成。如所展示，結構層222包括自其主要部分延伸之突出部分224。突出部分224經附接至輸入流體歧管210之一上表面(例如，在第一通道212及第二通道214之邊界處)。在某些實施例中，省略突出部分224。在突出部分224處經由例如安置於結構層222與撓曲電路216之間的一黏著劑形成密封。突出部分224在輸入流體歧管210上方提供間隙。此間隙促進處理完全覆蓋線接合220與撓曲電路216之間的所有接觸點之囊封劑218。在一些實施例中，載體202可包括結構層222使得由載體202提供勁度。
在另一態樣中，致動樑240經建構使得當處於閉合位置時在閥座270與密封構件290之間的介面處形成一緊密密封。致動樑240可包括至少一個壓電材料層。壓電材料層可包括鋯鈦酸鉛(PZT)或任何合適材料。壓電材料層具有電連接至其之電極。在各項實施例中，線接合220經附接至該等電極使得來自撓曲電路216之電信號經由該等電極提供至壓電材料層。電信號引起致動樑240相對於其預設位置移動(例如，彎曲、轉動等)。在其他實施例中，致動樑240可包括一不銹鋼致動樑(例如，具有近似1mm之一長度)。在又其他實施例中，致動樑240可包括雙壓電晶片樑，該雙壓電晶片樑具有安置於一基底層(例如，一基底矽層)之任一側上之兩個壓電材料層。可將一電信號(例如，一電壓)施加至壓電層之任一者以便促使致動樑朝向對應壓電層彎曲。兩個壓電層可包括相同壓電材料或
不同壓電材料。在特定實施例中，可將一不同電信號施加至壓電層之各者以便使致動樑彎曲或曲折一預定距離。
如所展示，線接合220在其電連接部分294處附接至致動樑240。電連接部分294包括導電地連接至致動樑240內之至少一個電極之一線接合墊(例如，由金、鉑、銣等構成)。有利地，電連接部分294與致動樑240之懸臂部分分離。換言之，電連接部294經由形成於輸入流體歧管210與致動樑240之間的連接點處之密封件與噴射總成200中所裝納之流體分離。在一些實施例中，線接合220及/或囊封劑218可透過設置於孔板250中之一開口引出。
在各項實施例中，致動樑240經建構使得閉合位置係其預設位置。換言之，致動樑240中之各個層經建構使得致動樑因經由貯集器中所裝納之加壓流體供應之力而朝向孔260曲折。致動樑240內之一調諧層可經建構為處於一壓縮應力狀態，以引起致動樑朝向孔之一曲率。由於此曲率，密封構件290例如在不存在施加至致動樑240之任何電信號之情況下接觸閥座270以閉合流體出口。可特定地選擇曲率度以在密封構件290與閥座270之間的介面處形成一緊密密封，其中致動樑240處於預設位置。有利地，此一預設密封防止噴射總成200中所裝納之流體蒸發，從而防止堵塞及其他缺陷。
如圖5A所展示，致動樑240遠離孔板250彎曲。此一彎曲之實現起因於經由撓曲電路216將一電信號施加至致動樑240。例如，撓曲電路216可電連接至供應中繼至致動樑240之電信號之一外部控制器。
如由圖5A所繪示，電信號之施加引起致動樑240暫時脫離其預設位置。例如，在各項實施例中，致動樑240向上移動遠離孔260，
使得密封構件290之一密封構件表面之一部分與閥座270之一上表面相距至少10微米。在一項實施例中，密封構件表面之一中心部分在其振盪型樣之一峰值處與閥座270相距近似15微米。因此，在閥座270與密封構件290之間暫時形成一開口。該開口提供用於一定體積之流體進入孔260以在孔板250之一外表面處形成一液滴之一路徑。液滴經沈積於一基板上以形成經由供應至噴射總成200之微型閥230之各者之致動樑240之各者之控制信號判定之一圖案。將明白，致動樑240脫離其預設位置至諸如圖5中所展示之位置之一位置之頻率可取決於實施方案而變動。例如，在一項實施例中，致動樑240以近似12kHz之一頻率振盪。然而，在其他實施方案中，致動樑240可以一更小(例如，10kHz)或更大頻率(例如，20kHz)振盪。
現參考圖5B，展示根據一實例性實施例之包括一微型閥230b之一噴射總成200b之一橫截面視圖。在一些實施例中，噴射總成200b係關於圖1、圖2、圖3、及圖4A至圖4B所描述之噴射總成100之一實例性實施例。如所展示，噴射總成200b包括經由一中介層222b附接至一閥主體298b之一載體202b。
載體202b包括一上部分204b及自上部分204b之一邊緣延伸之一外殼部分206b。一流體通道211b經設置於上部分204b中。一隔膜208b(例如，一橡膠或泡沫隔膜)經定位於流體通道211b之一入口處，且一過濾器213b經定位於流體通道211b之一出口處。蓋203b(例如，一塑膠或玻璃蓋)經定位於載體202b上使得隔膜208b經定位於載體202b與蓋203b之間，且固定於載體202b與蓋203b之間。一開口209b可經界定於蓋203b中且對應於流體通道211b之入口。一流體連接器10b經耦合至蓋203b或流體通道211b之入口。流體連接器10b包括一插入針12b，插入針12b經組態
以刺穿隔膜208b且穿過其安置於流體通道211b中。流體連接器10b經組態以經由插入針12b將加壓流體(例如，墨水)泵浦至噴射總成200b之一輸入流體歧管210b中。此外，過濾器213b經組態以在流體傳遞至一貯集器300b之前自流體過濾顆粒。在一些實施例中，插入針12b可由非潤濕材料(例如，疏水材料，諸如Teflon)形成或用非潤濕材料塗佈。在其他實施例中，插入針12b可包括加熱元件，或可將一電流提供至插入針12b以便加熱插入針12b且由此加熱流動通過其至貯集器300b中之流體。在又其他實施例中，金屬針或任何其他加熱元件可設置於輸入流體歧管210b中以用於加熱其中所裝納之流體。雖然被展示為僅包括流體通道211b，但在一些實施例中，載體202b亦可界定一第二流體通道以允許流體自載體202b抽出，即，引起流體循環通過載體202b。
外殼部分206b界定其上安置閥主體298b之一腔或一邊界。閥主體298包括輸入流體歧管210b及微型閥230b。如所展示，輸入流體歧管210b及微型閥230b界定貯集器300b，貯集器300b經組態以經由隔膜208b保持自一外部流體供應器接收之一定體積之加壓流體。在各項實施例中，保持於貯集器300b內之加壓流體係一墨水及額外液態流體之一組合。
在各項實施例中，輸入流體歧管210b係在其附接至噴射總成200b之額外組件之前預先形成。流體歧管210b可由具有任何合適厚度(例如，500微米)之一玻璃主體310b形成。如所展示，輸入流體歧管210b經預先形成以包括一第一通道212b及一第二通道214b。第一通道212b經形成以具有一寬度304b，寬度304b與微型閥230b之一致動樑240b之一懸臂部分308b之一長度312b具有一預定關係。第二通道214b提供經由在致
動樑240b與撓曲電路216b之間延伸之線接合220b在致動樑240b與撓曲電路216b之間形成一電連接之一途徑。
如所展示，第二通道214b實質上填充有一囊封劑218b。囊封劑218b確保在撓曲電路216b與致動樑240b之間維持一恰當電連接以促進將電控制信號提供至致動樑240b，以引起其移動以敞開及閉合微型閥230b，且保護一線接合220b免受實體損壞或潮濕，如前文中所描述。
輸入流體歧管210b分離第一通道212b及第二通道214b之部分314b用作防止貯集器300b中所裝納之流體到達電連接之一障壁。因而，輸入流體歧管210b用作以下兩者：用於自一外部流體供應器接收之加壓流體之貯集器300b之部分；及加壓流體與噴射總成200b內所含有之任何電連接之間的一絕緣障壁。
微型閥230b包括附接至致動樑240b之一孔板250b。孔板250b係實質上平面的且包括在其表面之間延伸之一孔260b。一閥座270b靠近孔260b安置於孔板250b之一內表面316b上。閥座270b界定與孔260b實質上對準之一內部開口318b以產生貯集器300b中所裝納之加壓流體之一出口。在特定實施例中，可排除閥座270b。在一些實施例中，孔板250b或本文中所描述之任何其他孔板亦可接地。例如，一電接地連接器295b(例如，一接合墊，諸如金接合墊)可設置於孔板250b上且經組態以允許孔板250b電接地(例如，經由至一系統接地之電耦合)。
致動樑240b包括一基座部分306b及一懸臂部分308b。基座部分306b在輸入流體歧管210b分離第一通道212b及第二通道214b之部分314b下方延伸。如所展示，基座部分306b包括在與第二通道214b重疊之一區域中之一電連接部分294b(如圖5B所展示)。電連接部分294b包括一電極，透過該
電極經由線接合220b與撓曲電路216b形成一電連接。懸臂部分308b自輸入流體歧管210b之部分314b延伸至貯集器300b中。如所展示，懸臂部分308b經安置於一間隔構件280b上，且因此在空間上與孔板250b分離。
懸臂部分308B具有一長度312b，使得該懸臂部分自貯集器300b之一邊界延伸達一預定距離。在各項實施例中，特定地選擇預定距離，使得懸臂部分308b之一部分292b與閥座270b及孔260b重疊。一密封構件290b自致動樑240b中與孔260b重疊之部分292b延伸。在一些實施例中，密封構件290b經建構以具有實質上對應於孔260b之一形狀之一形狀。
撓曲電路216b定位於玻璃主體310b及輸入流體歧管210b之部分314b上，且經由一第一黏著劑層221b(例如，SU-8、聚矽氧橡膠、膠水、環氧樹脂等)耦合至玻璃主體310b及輸入流體歧管210b之部分314b。一中介層222b經定位於載體202b之上部分204b與輸入流體歧管210b之間，以便經由第一黏著劑層221b在上部分204b與輸入流體歧管210b之間產生間隙。此為安置囊封劑218留出足夠空間且增加輸入流體歧管210b之一體積。如圖5B中所展示，中介層222b定位於撓曲電路216b之一部分上且經由一第二黏著劑層223b(例如，SU-8、聚矽氧或任何其他黏著劑)耦合至撓曲電路216b之一部分。此外，中介層222b經由一第三黏著劑層225b(例如，SU-8、聚矽氧或任何其他黏著劑)靠近微型閥230b耦合至載體202b之上部分204b之一側壁。
中介層222b可由一強力且剛性之材料形成(例如，塑膠、矽、玻璃、陶瓷等)且安置於輸入流體歧管210b上以便防止孔板250b起因於經由將微型閥230b之組件彼此耦合且將微型閥230b耦合至外殼部分
206b之黏著劑在其上引發之應力而彎折。在各項實施例中，中介層222b經建構以具有大於孔板250b之一剛度以執行此功能。
在另一態樣中，致動樑240b經建構使得當處於閉合位置時在閥座270b與密封構件290b之間的介面處形成一緊密密封。致動樑240b可包括至少一個壓電材料層(例如，鋯鈦酸鉛(PZT)或任何合適材料)。壓電材料層具有電連接至其之電極且線接合220b經附接至該等電極使得來自撓曲電路216b之電信號經由該等電極提供至壓電材料層。該等電信號引起致動樑240b相對於其預設位置移動(例如，彎曲、轉動等)。
如所展示，實質上類似於關於圖5A之噴射總成200所描述之線接合220，線接合220b在致動樑240b之電連接部分294b處附接至致動樑240b。在各項實施例中，致動樑240b經建構使得閉合位置係其預設位置，如關於圖5A之致動樑240詳細描述。
如圖5B中所展示，致動樑240b遠離孔板250b彎曲。此一彎曲之實現起因於經由撓曲電路216b將一電信號施加至致動樑240b。例如，撓曲電路216b可電連接至一電路板215b(例如，一印刷電路板)，電路板215b沿載體202b之一側壁垂直於致動樑240b之一縱向軸線延伸。一識別標籤217b(例如，識別標籤106)可定位於電路板215b與載體202b之側壁之間。一電連接器219b電耦合至電路板215b且經組態以將撓曲電路216b電連接至一外部控制器，該外部控制器供應經由電路板215b中繼至致動樑240b之電信號。
如由圖5B所繪示，電信號之施加引起致動樑240b暫時脫離其預設位置。例如，在各項實施例中，致動樑240b向上移動遠離孔260b，使得密封構件290b之一密封構件表面之一部分與閥座270b之一上
表面相距至少10微米，如關於圖5A之致動樑240詳細描述。
現參考圖6，展示示出根據一例示性實施例之關於圖5A所描述之噴射總成200之各種組件之一更詳細視圖。如所展示，致動樑240包括一致動部分242、一調諧層244及一非作用層246。非作用層246用作調諧層244及致動部分242之一基座。關於圖7更詳細描述致動部分242及調諧層244之結構。在一些實施例中，非作用層246由矽或其他合適材料構成。在一些實施例中，非作用層246、間隔構件280及密封構件290皆由相同材料構成(例如，由矽晶圓單片形成)。在一實例性實施例中，非作用層246、間隔構件280及密封構件290由雙絕緣體上覆矽(SOI)晶圓形成。
間隔構件280被展示為包括插置於兩個周邊層之間的一中間層。在一實例性實施例中，中間層及非作用層246包括雙SOI晶圓之兩個矽層，其中周邊層安置於包括氧化矽層之中間層之任一側上。在此實例中，密封構件290及間隔構件280透過蝕刻雙SOI晶圓之與致動部分242相對之表面而形成。例如，一旦在分離間隔構件280及密封構件290之一區域中移除形成間隔構件280之整個中間層，氧化物層用來控制或停止蝕刻程序。此一程序提供對間隔構件280及密封構件290之寬度及厚度兩者之精確控制。
如將明白，密封構件290之大小可促成致動樑240之諧振頻率。安置於致動樑240之一端處或附近之較大量材料通常導致致動樑之一較低諧振頻率。另外，此較大量材料將影響由接觸致動樑240之加壓流體引發之致動樑240之預設曲率。因此，密封構件290之所要大小影響致動樑240之各種其他設計選擇。關於圖7A更詳細描述此等設計選擇。在一些實施例中，密封構件290基於孔260之尺寸而定大小。在一些實施例中，
密封構件290係實質上圓柱形的且具有孔260之直徑的近似1.5倍之一直徑。例如，在一項實施例中，當孔260具有近似60微米之一直徑時，密封構件290具有近似90微米之一直徑。此一組態促進密封構件290與孔260之間的對準使得密封構件290在接觸閥座270時完全覆蓋孔260。在另一實施例中，密封構件290經定大小使得其具有孔260之直徑的近似兩倍之一表面積(例如，間隔構件280可具有近似150微米之一直徑，其中孔260之直徑為近似75微米)。此一實施例為對準密封構件290及孔260提供更大容限以促進在閥座270與密封構件290之間產生密封。在其他實施例中，密封構件290之直徑可為孔260之直徑之2倍、2.5倍、3倍、3.5倍或4倍。在各項實施例中，孔260之一長度與直徑之一比可在1：1至15：1之範圍內。該比可影響透過孔射出之一流體液滴之形狀、大小及/或體積且可基於一特定應用而變動。
有利地，間隔構件280與密封構件290之間的間隙324在致動樑240與孔板250之間產生一分離體積326。該分離體積326防止致動樑240之振盪之擠壓膜阻尼。換言之，當致動樑240敞開及閉合孔260時，孔板250與致動樑240之間的不充足間距將導致起因於流體必須進入及/或離開該分離體積326之阻力。具有經由間隔構件280產生之更大分離體積減小此阻力且因此促進致動樑240以更快頻率振盪。
繼續參考圖6，孔板250包括一基底層252及中間層254。例如，在一項實施例中，基底層252包括矽層且中間層254包括氧化矽層。在所展示實施例中，移除中間層254靠近孔260之一部分，且閥座270之一第一部分直接安置於基底層252上且閥座270之一第二部分經安置於中間層254上。應理解，在替代實施例中，中間層254延伸直至孔260之邊界且
閥座270經安置於中間層254上。在又其他實施例中，中間層254之移除部分可具有等於或大於閥座270之一橫截面之一橫截面，使得閥座270完全安置於基底層252上。
歸因於間隔構件280與閥座270之間的空間關係之關鍵性，可以允許精確地控制致動樑240與孔板250之間的所得距離之一方式執行間隔構件280至孔板250之附接。如所展示，使用一黏著劑層256來將間隔構件280附接至孔板250。在各項實施例中，在將間隔構件280及致動樑240之組合放置於中間層254上之前將精確量之環氧基黏著劑(例如，SU-8、聚甲基丙烯酸甲酯、聚矽氧等)施加至中間層254。接著將黏著劑固化以形成具有一精確控制厚度之一黏著劑層256。例如，在一些實施例中，間隔構件280之一最下表面實質上與閥座270之一上表面對準。可獲得此等表面之間的任何所要關係以在密封構件290與閥座270之間產生一關係以當致動樑240處於預設位置時產生一充足密封。在各項實施例中，黏著劑層256及閥座270可在單個光微影程序中由相同材料(例如，SU-8)形成。
在各項實施例中，一旦致動樑240及孔板250經由黏著劑層256彼此附接(例如，以形成微型閥230)，便將一額外黏著劑層248施加至致動樑240之周邊。額外黏著劑層248用來將輸入流體歧管210附接至致動樑240。結構層222(或中介層222b)可定位於輸入流體歧管210上且經由一第二黏著劑層225耦合至輸入流體歧管210。在一些實施例中，額外黏著劑層248及第二黏著劑層225可包括相同於黏著劑層256之材料。
在關於圖6所展示之實例中，微型閥230包括一密封結構500，密封結構500包括各種組件，透過該密封結構形成一密封以使孔260
與靠近致動樑240之一體積502分離。在所展示實例中，密封結構500包括密封構件290及閥座270。如本文中所描述，致動樑240經組態使得密封構件290之一面向孔表面504接觸閥座270之一上表面以在閥座270與密封構件290之間的介面處形成一密封。該密封使孔260與體積502隔離，使得當電信號未施加至致動樑240時最少流體逸出噴射總成200。本文中更詳細地描述密封結構500之若干替代物。在其他實施例中，可排除閥座270使得密封結構500之面向孔表面接觸孔板250以便流體式密封孔260。
現參考圖7A，展示根據一實例性實施例且未按比例繪製之致動樑240之一更詳細視圖。如所展示，致動樑240包括非作用層246、調諧層244、一障壁層400、一第一電極部分402、致動部分242、一第二電極部分404及一鈍化結構406。如將明白，在各項替代實施例中，致動樑240可包括更多或更少層。
在一些實施例中，調諧層244直接安置於非作用層246上。調諧層244通常用作用於促進沈積本文中所描述之額外層之一黏著層。另外，如本文中所描述，調諧層244之一厚度可在判定致動樑240處於其預設位置時之一總體曲率中起關鍵作用。一般而言，調諧層244經組態以具有一預定調諧應力使得在閉合位置中，致動樑240之密封構件290接觸閥座270且對閥座270施加一力以便流體式密封孔260。在一些實施例中，在不存在一電信號之情況下，預定調諧應力經組態以引起致動樑240朝向孔260彎曲使得在不存在閥座270之情況下，密封構件290之密封構件表面將定位於間隔構件280之一下表面下方之一預定距離(例如，2微米)。例如，由於本文中所描述之額外層之沈積，調諧層244可置於一壓縮應力狀態。因而，調諧層244愈厚，致動樑240在處於其預設位置時朝向孔260之曲率
愈大。在一項實例性實施例中，調諧層244由二氧化矽構成。
障壁層400充當抵抗壓電層414中所含有之材料擴散至調諧層244之一障壁。若不加以控制，則此遷移將導致層中之構成材料之間的有害混合效應，從而不利地影響效能。在各項實施例中，障壁層400由例如二氧化鋯構成。如所展示，第一電極部分402包括一黏著層408及一第一電極410。黏著層408促進第一電極410沈積於障壁層400上且防止第一電極410中之物質擴散至其他層。在各項實施例中，黏著層408由二氧化鈦構成。第一電極410可由鉑、金、銣或任何其他合適材料構成以為提供至致動部分242之電信號提供一導電路徑。在一些實施例中，第一電極部分402僅包括於致動樑240之選定部分中。例如，第一電極部分402可僅包括於電連接部分294附近及/或內。
致動部分242可由任何合適壓電材料之單個或多個層形成。在所展示實例中，作用部分包括一生長模板層412及一壓電層414。生長模板層412用作促進具有一所要紋理(例如，{001}晶體結構及對應紋理)之壓電層414生長以確保最大壓電回應之一晶種層。在一些實施例中，生長模板層412由鈦酸鉛構成。壓電層414可由任何合適材料構成，諸如鋯鈦酸鉛(PZT)。
壓電層414可使用任何方法沈積，諸如利用真空沈積或溶膠-凝膠沈積技術。在一些實施例中，壓電層414具有近似1微米至6微米之一範圍內之一厚度(例如，(含)1、2、3、4、5或6微米)且經調適以在將一電信號施加至其時在致動樑240之一端處產生近似10微米之一偏轉。10微米之一偏轉(例如，使得密封構件290之一表面脫離閥座270達稍微小於該量)可足以在孔260處產生具有一所要大小之液滴。在一些實施例中，壓電
層414具有近似140pm/V至160pm/V之一壓電橫向係數(d31值)量值。此值可使致動樑240之充分偏轉能夠經由供應至第一電極部分402及第二電極部分404之電信號產生。
如所展示，第二電極部分404經安置於致動部分242上。在各項實施例中，第二電極部分404類似於本文中所描述之第一電極部分402而結構化。將一電壓施加至第一電極部分402及/或第二電極部分404因此在壓電層414中引發一應變，從而引起整個致動樑240遠離孔板250彎曲。透過將週期性控制信號施加至第一電極及第二電極，致動樑240之週期性循環以一所要頻率產生自孔260輸出之液滴。雖然圖7A展示彼此重疊之第一電極部分402及第二電極部分404，但在其他位置中，第一電極部分402及第二電極部分404可不重疊。此可限制或防止第一電極部分402與第二電極部分404之間的電子洩漏，該電子洩漏可損壞壓電層414或引起電短路。
在各項實施例中，第一電極部分402及第二電極部分404中所含有之電極以一非退火狀態沈積。因此，電極以一實質上壓縮狀態沈積，從而在致動樑240處於一預設位置時影響致動樑240之總曲率。壓電層414之沈積模式可影響電極之壓縮狀態。例如，在一些境況下，其中壓電層414經沈積(例如，經由一氣相沈積技術)且隨後在一預定溫度(例如，近似700℃)下固化，固化可使電極410退火且變為自壓縮狀態移除。此一移除影響致動樑240中之應力之整體平衡，從而改變其預設曲率。因此，對壓電層414使用一低溫沈積程序(例如，一低溫溶膠-凝膠沈積程序或電漿增強型化學氣相沈積程序)以防止電極中之應力反轉可係有利的。在各項實施例中，第二電極部分404可在高於第一電極部分402之一溫度下退
火，例如以在調諧層244中產生一預定調諧應力。
圖7A中所展示之材料可實質上完全延伸穿過致動樑240之長度。因而，在電極部分402及404與經由微型閥230形成之貯集器之間存在一重疊。在各項實施例中，貯集器中所裝納之流體係導電的且/或可腐蝕形成第一電極部分402及第二電極部分404之材料。因此，較佳的是，使電極部分402及404與貯集器隔離以防止貯集器中所裝納之流體接觸電極部分402及404。
就此而言，鈍化結構406經組態以執行此隔離。在所展示實例中，鈍化結構406包括一介電質層416、一絕緣體層418及一障壁層420。障壁層420可由氮化矽構成，其充當抵抗流體中所含有之水分子及離子之一擴散障壁以防止電極部分402及404腐蝕。在一些實施例中，絕緣體層418包括具有一壓縮應力之二氧化矽層，該壓縮應力大致抵消障壁層420中之拉伸應力。介電質層416可由氧化鋁構成以防止致動樑240中所含有之額外層氧化。在一些實施例中，一額外金屬層經安置於障壁層420上。例如，金屬層可由氧化鉭或任何其他合適耐化學金屬構成以進一步增強鈍化結構406之保護性質。在特定實施例中，障壁層420可由Teflon或聚對二甲苯形成。在其他實施例中，致動樑240之至少一部分(即，由圖7A中所展示之層形成之結構)可由Teflon或聚對二甲苯層覆蓋或外塗。此一外塗層可防止在致動樑240之層中形成微裂紋。在又其他實施例中，外塗層可包括一金屬層，例如鉭或鈀層。
鈍化結構406之添加可能顯著影響致動樑240之預設定位。此係因為鈍化結構406偏離致動樑240之壓縮之一中性軸線422。如所展示，中性軸線422係在非作用層246內，此意謂電極部分404及鈍化結構
406在致動樑240中最遠離中性軸線422。鑑於此，此等層中引發之拉伸或壓縮應力將極大地影響致動樑240之預設曲率。因而，基於鈍化結構406之各個構成層之結構選擇調諧層244之厚度。
圖7B係根據一實例性實施例且未按比例繪製之致動樑240之前視橫截面視圖，其展示致動樑240中所包括之層之各者之一配置。如所展示，致動樑240包括如關於圖7A所描述之非作用層246、調諧層244及一障壁層400。第一電極部分402包括定位於障壁層400上之黏著層408(例如，二氧化鈦)及定位於黏著層408上之一導電層或電極410(例如，鉑、金、銣)。第一電極部分402經組態為具有小於障壁層400之一寬度之一寬度，使得電極部分402在垂直於致動樑240之一縱向軸線之一方向上之端部定位於障壁層400在相同方向上之端部內側。
包括晶種層412及壓電層414之致動部分242保形地安置於第一電極部分402上，以便延伸超出第一電極部分402之橫向端部且接觸障壁層400。以此方式，壓電層完全環繞或囊封第一電極部分402之與第二電極部分404重疊或靠近之至少部分。第二電極部分404包括一黏著層403(例如，鈦)及一導電層405(例如，鉑、金、銣等)。在一些實施例中，第二電極部分404可僅包括直接安置於壓電層414上之導電層405(即，省略黏著層403)。由於致動部分242與第一電極部分402之端部重疊且延伸超出第一電極部分402之端部，該致動部分使第一電極部分402與第二電極部分404有效地電隔離，以便防止電子洩漏及電流遷移(其可對致動樑240之效能有害)。
鈍化結構406保形地塗佈其他層246、244、400、402、242及404之各者之暴露部分。然而，非作用層246之一底表面可不塗佈有
鈍化結構406。鈍化結構406可包括一介電質層416、一絕緣體層418、一障壁層420及一頂部鈍化層424。障壁層420可由氮化矽構成，其充當抵抗流體中所含有之水分子及離子之一擴散障壁以防止電極部分402及404之腐蝕。然而，一旦沈積於剩餘層上，氮化矽通常處於一拉伸應力狀態。絕緣體層418經組態以抵消此拉伸應力。例如，在一些實施例中，絕緣體層418包括具有一壓縮應力之二氧化矽層，該壓縮應力大致抵消障壁層420中之拉伸應力。在各項實施例中，障壁層420可定位於絕緣體層418下方。介電質層416可由氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯或氧化鋅構成以防止致動樑240中所含有之額外層氧化。因此，鈍化結構406用來防止腐蝕及氧化兩者，由在致動樑240中存在流體引起之兩個主要缺陷源且因此確保微型閥230之長期效能。此外，頂部鈍化層424經安置於障壁層420上且可包括Teflon或聚對二甲苯層。此一外塗層可防止在致動樑240之層中形成微裂紋，且亦可防止下伏層電漿放電(例如，在後續製造操作中埋藏層可暴露於其)。在特定實施例中，頂部鈍化層424可包括一金屬層，例如鉭或鈀層。在一些實施例中，一額外金屬層經安置於障壁層420上。例如，金屬層可由氧化鉭或任何其他合適耐化學金屬構成以進一步增強鈍化結構406之保護性質。
關於圖8至圖12所描述之噴射總成、微型閥及相關組件可根據先前所描述之實施例之任一者來實施。現參考圖8，展示根據一實例性實施例之一微型閥之一密封結構800之一橫截面視圖。例如，密封結構800可為關於圖6所描述之密封結構500之一實例。如所展示，一致動樑802包括一懸臂部分804。懸臂部分804可自安置於一間隔構件上之一基座部分延伸。間隔構件可安置於包括一孔814之一孔板812上。懸臂部分804
自基座部分朝向孔814延伸使得其重疊部分806與孔814重疊。
密封結構800包括安置於重疊部分806處之一密封構件808及安置於孔板812上之一閥座810。密封構件808朝向孔814延伸使得一面向孔表面816接觸閥座810之一上表面822。閥座810環繞孔814且界定一開口818。在所展示實例中，開口818與孔814對準。換言之，開口818及孔814界定具有一實質上光滑限定表面之一流體出口。在各項實施例中，閥座810由一順應材料(諸如SU-8)形成。在其他實施例中，閥座810可由矽形成。如本文中所描述，致動樑802可經建構使得其在一預設位置中具有朝向孔814之一輕微曲率或偏置，使得面向孔表面816壓入閥座810中以形成使孔814與安置成靠近致動樑802之一體積820隔離之一密封。
在所展示實例中，孔814係圓柱形的。在其他實施例中，孔814可具有任何其他合適形狀(例如，星形、正方形、矩形、多邊形、橢圓形等)。閥座810係實質上環形的且具有相等或實質上相等於孔814之直徑之一內徑。閥座810具有大於內徑之一外徑。密封構件808經形成為具有介於閥座810之內徑與外徑之間的一直徑之一實質上圓柱形柱子或柱。在所展示實例中，密封構件808之直徑更接近於閥座810之內徑而非外徑。密封構件808之大小促成致動樑802之諧振頻率(例如，藉由影響其整體重量及因此致動樑802之整體壓電回應)。因此，在一些實施方案中，當使閥座810之大小保持固定時，密封構件808之直徑更接近於內徑以產生一所要諧振頻率。然而，應明白，在各項替代實施例中，閥座810之厚度(即，閥座810之內徑與外徑之間的一差)可在一徑向方向上改變，使得密封構件808之一外邊緣相對於閥座810之整體定位可改變。
現參考圖9，展示根據一實例性實施例之一密封結構900之
一橫截面視圖。密封結構900與關於圖8所描述之密封結構800共用特徵。因而，圖9併入共同元件符號以指示包括此等類似組件。
如所展示，在密封結構900中，一塗層902經安置於閥座810之上表面822上。在各項實施例中，塗層902係一疏水彈性材料，諸如CYTOP®、Teflon、聚二甲基矽氧烷(PDMS)或任何其他合適疏水或親油材料。塗層902之疏水性促進水滴在閥座810上之分散以防止上表面822上之顆粒物質汞齊化。因而，塗層902促進密封結構900之長期耐久性。另外，塗層902可增加閥座810之彈性或順應性以促進在面向孔表面816與上表面822之間的介面處形成密封。在一些實施例中，塗層902可由一順應材料形成，例如金。
現參考圖10，展示根據一實例性實施例之一密封結構1000之一橫截面視圖。密封結構1000與關於圖8所描述之密封結構800共用特徵。因而，圖10併入共同元件符號以指示包括此等類似組件。如圖10中所展示，在密封結構1000中，一塗層1002經安置於由孔814及開口818界定之流體出口之內表面周圍。在一些實施例中，塗層1002可由一疏水材料構成，諸如CYTOP®、Teflon、PDMS或任何其他合適疏水或親油材料。塗層1002之疏水性促進在致動致動樑802時(例如，由於施加至其之一電信號)液滴在孔814內形成及行進。
在一些實施例中，一密封結構可包括關於圖9及圖10所描述之塗層902及1002之一組合。換言之，一密封結構可包括加襯裡於流體出口之內表面之一塗層以及上表面822之一塗層。有利地，此一實施方案在流體出口及上表面822兩者內提供疏水性。
現參考圖11及圖12，展示根據實例性實施例之密封結構
1100及1200之橫截面視圖。密封結構1100及1200與關於圖8所描述之密封結構800共用組件，且包括類似元件符號以指示併入此等類似組件。
如圖11中所展示，密封結構1100與密封結構800不同之處在於其包括一密封構件1102，密封構件1102具有大於關於圖8所描述之密封構件808之一直徑。因而，密封構件1102之一側表面1104更靠近閥座810之外徑而非內徑。此一配置提供用於接觸閥座810之上表面822以形成本文中所描述之隔離密封之更大表面積。然而，如將明白，較大大小之密封構件1102可促成致動樑802之諧振頻率及任何併入噴射總成之其他操作態樣(例如，液滴大小、操作頻率等)。
如圖12中所展示，密封結構1200與密封結構1100不同之處在於其包括一密封構件1202，密封構件1202具有仍大於密封構件1102之一直徑。密封結構1200之一外表面1204與閥座810之外徑實質上對準。換言之，密封構件1202之直徑實質上相等於閥座810之外徑(例如，在外徑之±10%內)。此一配置提供用於形成隔離密封之更大表面積，其中應理解，此一修改可以其他方式影響任何併入噴射總成之效能之態樣(例如，操作頻率)。在又其他實施例中，密封構件1202之直徑可大於閥座810之外徑。在一些實施例中，矽黑可形成於密封構件1102或1202之一面向孔表面上，此可增強密封構件對閥座810之流體式密封。
現參考圖13，展示根據一實例性實施例之用於一微型閥之一密封結構1300之一橫截面視圖。如所展示，一致動樑1302之一懸臂部分1304朝向一孔板1316中之一孔1318延伸。懸臂部分1304之一重疊部分1306與孔1318重疊。密封結構1300包括安置於重疊部分1306處且朝向孔1318延伸之一密封構件1308。在各項實施例中，密封構件1308以對應於
孔1318之一方式塑形。例如，在各項實施例中，密封構件1308及孔1318兩者係實質上圓柱形的，且孔1318具有小於密封構件1308之直徑之一直徑。
密封結構1300進一步包括安置於密封構件1308之一面向孔表面1322上之一止動件1310。止動件1310可一順應材料構成，諸如SU-8、PDMS或任何其他合適材料。如所展示，止動件1310包括附接至面向孔表面1322之一窄部分1312及自窄部分1312延伸之一寬部分1314。窄部分1312及寬部分1314可為實質上圓柱形的使得止動件1310形成一實質上頂帽形結構。在各項實施例中，寬部分1314具有大於窄部分1312之橫截面積之一橫截面積。
止動件1310之一面向孔表面1324包括以對應於孔1318之一方式塑形之一突出部1326。突出部1326與孔對準1318使得其配裝至孔1318中以確保在面向孔表面1324接觸孔板1316時形成一密封。在圖13中，止動件1310被展示為包括安置於面向孔表面1322上之一部分1320及安置於孔板1316上之一剩餘部分1328。止動件1310在其建構之一中間階段包括部分1320及剩餘部分1328。在各項實施例中，在完成止動件1310之建構之後，止動件1310係在面向孔表面1322與1324之間連續地延伸之一單體。
類似於關於圖5A至圖5B所描述之致動樑240，致動樑1302可經建構以具有一預設曲率或偏置，使得面向孔表面1324接觸孔板1316且突出部1326配裝至孔1318中以在止動件1310與孔板1316之間的介面處形成一密封。換言之，致動樑1302可施加一向下力以由於止動件1310與孔板1316之間的直接接觸而產生一緊密密封。突出部1326確保介面處之
最小間隙形成一緊密密封。
現參考圖14，展示根據一實例性實施例之用於一微型閥之一密封結構1500之一橫截面視圖。如所展示，一致動樑1502之一懸臂部分1504朝向一孔板1514之一孔1516延伸。懸臂部分1504之一重疊部分1506與孔1516重疊。密封結構1500包括安置於重疊部分1506處且朝向孔1516延伸之一密封構件1508。在各項實施例中，密封構件1508以對應於孔1516之一方式塑形。例如，在各項實施例中，密封構件1508及孔1516兩者係實質上圓柱形的，且孔1516具有小於密封構件1508之直徑之一直徑。
密封結構1500亦包括一閥座1512。閥座1512環繞孔1516且界定與孔1516對準以界定一流體出口之一開口。在各項實施例中，閥座810由一順應材料形成，諸如SU-8。在其他實施例中，閥座810由一非順應材料形成，例如玻璃或矽。如所展示，一密封葉片或突出部1510自密封構件1508之一面向孔表面1518延伸。密封葉片1510可以對應於密封構件1508之一周邊之一方式塑形。在一些實施例中，密封葉片1510係實質上環形的且具有落於閥座1512之內徑與外徑之間的內徑及外徑。密封葉片1510朝向閥座1512之一上表面1520延伸且當致動樑1502被放置於一預設位置時接觸閥座1512。密封葉片1510為由致動樑1502供應之向下力提供一焦點，使得在密封葉片1510之一尖端與閥座1512之間的介面處形成一緊密密封。如圖14中所展示，密封葉片1510可具有一刀刃尖端，該刀刃尖端具有一合適尖端半徑(例如，在0.1微米至1.0微米之一範圍內)。在其他實施例中，密封葉片1510或本文中所定義之任何其他密封葉片可具有一平坦或圓形尖端。
現參考圖15，展示根據一實例性實施例之一密封結構1600之一橫截面視圖。密封結構1600包括類似於關於圖14所描述之密封結構1500之組件且包括類似元件符號以指示併入此等類似組件。密封結構1600與關於圖14所描述之密封結構1500不同之處在於密封結構1600包括一額外密封葉片1602。額外密封葉片1602可與密封葉片1510同心且環繞密封葉片1510，使得密封葉片1510及1602形成接觸上表面1520之同心環。在其他實施例中，密封葉片1510及1602可與孔不同心或具有非圓形橫截面(例如，卵形、橢圓形、多邊形、非對稱等)。
額外密封葉片1602增加密封構件1508與閥座1512之間的接觸面積。增加接觸面積不僅改良形成於閥座1512與密封葉片1510及1602之間的介面處之密封之品質，而且使密封結構1600更有效地處理可能滯留於密封構件1508與閥座1512之間的顆粒物質。另外，額外密封葉片1602改良密封結構1600之堅固性，因為額外密封葉片1602用作與閥座1512接觸之一備用點。換言之，若密封葉片1510在一特定圓周點處損毀，則額外密封葉片1602仍在該點處形成一密封以使密封結構1600可操作。
圖16係根據一實例性實施例之包括一密封結構1650之一致動樑(例如，本文中所定義之致動樑之任一者)之一密封構件1614之一仰視圖。密封構件1614具有如圖16中所展示之一實質上圓柱形之橫截面。在其他實施例中，密封構件1614可具有任何其他合適橫截面，例如正方形、長方形、星形、橢圓形等。密封結構1650包括第一組密封葉片1610a，第一組密封葉片1610a自密封構件1614之一面向孔表面1618軸向延伸且同心地定位於該面向孔表面上。一第一間隙1612a可設置於第一組
密封葉片1610a之各相鄰第一密封葉片1611a之間，使得第一組密封葉片1610a之各者類似於一第一圓之一段(例如，一弧段)。第二組密封葉片1610b可同心地定位於第一組密封葉片1610a內側，其中一第二間隙1612b經設置於第二組密封葉片1610b之各相鄰第二密封葉片1611b之間，如關於第一組密封葉片1610a所描述。類似地，第三組密封葉片1610c可同心地定位於第二組密封葉片1610b內側，其中一第三間隙1612c經設置於第三組密封葉片1610c之各相鄰第三密封葉片1611c之間，如關於第一組及第二組密封葉片1610a/1610b所描述。在其他實施例中，更多組密封葉片可同心地定位於孔-密封構件表面1618上。該組密封葉片1610a/1610b/1610c之間隙1612a/1612b/1612c可相對於彼此交錯，即，不同心地重疊。此一配置可提供更佳密封且捕獲該組密封葉片組1610a/1610b/1610c之間的任何顆粒(例如，污染物、光阻劑顆粒)等。
現參考圖17，展示根據一實例性實施例之建構用於一微型閥之一密封結構之一方法1700之一流程圖。可執行方法1700以建構關於圖14、圖15及圖16所描述之密封結構1500及1600。方法1700可取決於實施方案而包括更少或額外操作。
在一操作1702中，提供包括一孔之一孔板。例如，在一些實施例中，一孔板由一SOI晶圓形成(例如，可移除晶圓之一部分以形成孔)。在一些實施例中，在形成孔之後，將一閥座安置於孔處。閥座可環繞孔且界定與孔對準以形成一流體出口之一開口。在一操作1704中，提供包括具有一面向孔表面之一密封構件之一致動樑。例如，如本文中所描述，可藉由蝕刻雙SOI晶圓之一部分使得在單個製造步驟中形成一間隔構件及一密封構件來形成一致動樑。密封構件之一表面可形成面向孔表面。
在一操作1706中，在面向孔表面上沈積一抗蝕刻材料。抗蝕刻材料(例如，二氧化矽或氮化矽)在化學組合物方面不同於致動樑之密封構件，使得抗蝕刻材料減慢移除密封構件之部分之一化學程序(例如，蝕刻)。在一操作1708中，蝕刻抗蝕刻材料之部分使得面向孔表面上之抗蝕刻材料之一剩餘部分對應於一密封葉片(例如，一或多個密封葉片)之一位置及形狀。例如，抗蝕刻材料之剩餘部分僅覆蓋密封構件表面之一部分。在一些實施例中，抗蝕刻材料可為實質上環形以產生一環形密封葉片。在各項實施例中，抗蝕刻材料包含二氧化矽。因而，可經由化學氣相沈積或任何其他合適方法沈積抗蝕刻材料層。接著可使用任何合適方法(例如，使用一蝕刻遮罩、光微影方法等)圖案化抗蝕刻材料層。在一些實施例中，形成抗蝕刻材料之多個區段以促進多個密封葉片之形成。在其他實施例中，可在面向孔表面上沈積一釋放層(例如，光阻劑)且光微影地圖案化該釋放層以在其中產生對應於密封葉片之大小及位置之形狀。可在釋放層上沈積抗蝕刻材料使得抗蝕刻材料在圖案化部分處接觸孔-密封構件表面，但在所有其他位置處安置於釋放層上。接著可移除釋放層使得安置於釋放層上之抗蝕刻材料之任何部分與其一起移除，從而留下對應於安置於面向孔表面上之密封葉片之位置及形狀之圖案化抗蝕刻材料。
在一操作1710中，各向同性地蝕刻密封構件達一第一預定時間。各向同性蝕刻(例如，濕式蝕刻)可經組態以蝕刻抗蝕刻材料下方之密封構件之一部分，例如以界定密封葉片之一尖端。在一操作1712中，各向異性地蝕刻密封構件(例如，一深反應離子蝕刻程序，諸如Bosch程序)達一第二預定時間以移除密封構件之部分，使得一剩餘未蝕刻部分在將致動樑附接至孔板之前形成密封葉片。可改變第二預定時間以界定密封
葉片之一高度。例如，抗蝕刻材料可妨礙或完全防止由抗蝕刻材料之區段覆蓋之密封構件之部分之蝕刻。因而，將以快於由抗蝕刻材料之區段覆蓋之部分之一速率移除密封構件之未覆蓋部分。因此，在抗蝕刻材料下方形成突出部以建構(若干)密封葉片。蝕刻可發生達基於密封葉片之一所要長度選擇之一時間長度。例如，可基於所得密封葉片之一所估計耐久性選擇所要長度。所估計耐久性可至少部分取決於密封葉片之其他尺寸(例如，徑向厚度)。在替代實施例中，可使用替代手段形成(若干)密封葉片，而非提供抗蝕刻材料且將蝕刻劑施加至密封構件表面。例如，可使用任何合適塑形方法形成(若干)密封葉片。
在一操作1714中，在一些實施方案中可移除抗蝕刻材料。例如，可經由一濕式蝕刻(例如，緩衝氫氟酸蝕刻)或乾式蝕刻程序移除抗蝕刻材料(例如，二氧化矽)。在一些實施例中，方法1700亦可包括各向異性地蝕刻致動樑之一部分以形成密封構件，從而自一基板釋放致動樑以便形成致動樑之一懸臂部分。在一操作1716中，在密封構件表面處形成密封葉片之後，將致動樑附接至孔板使得密封構件表面與安置於孔板上之一閥座對準。例如，附接至致動樑之間隔構件可經定位且附接至孔板使得密封構件表面與孔對準。密封構件表面與孔對準使得密封葉片經定位以在致動樑被放置於一預設位置時接觸閥座之一上表面。
現參考圖18，展示根據一實例性實施例之用於一微型閥之一密封結構1800之一橫截面視圖。如所展示，一致動樑1802之一懸臂部分1804朝向一孔板1814之一孔1816延伸。懸臂部分1804之一重疊部分1806與孔1816重疊。密封結構1800包括安置於重疊部分處且朝向孔1816延伸之一密封構件1808。在各項實施例中，密封構件1808以對應於孔
1816之一方式塑形。例如，在各項實施例中，密封構件1808及孔1816兩者係實質上圓柱形的，且孔1816具有小於密封構件1808之直徑之一直徑。
如所展示，密封構件1808包括一面向孔表面1818及一側表面1822。在面向孔表面1818與側表面1822之間的角隅處移除密封構件1808之部分。在各項實施例中，密封構件1808之移除部分圍繞整個密封構件1808圓周地延伸。因而，密封構件在其端部處包括一窄部分1824。窄部分可具有近似等於孔1816之直徑之一直徑。一密封翼片1810在面向孔表面1818處自窄部分1824徑向向外延伸。如所展示，密封翼片1810在致動樑1802處於一預設位置時接觸閥座1812之一上表面1820以在密封構件1808與閥座1812之間的介面處形成一密封。密封翼片1810提供可透過其形成一緊密密封之一可壓縮介質。在其他實施例中，一密封翼片可設置於閥座1812之一內輪緣上。在此等實施例中，密封構件1808之窄部分1824可經組態以至少部分地進入界定於閥座1812中之一開口且接合定位於閥座1812之內輪緣上之密封翼片以便形成流體緊密密封。
現參考圖19，展示根據一實例性實施例之建構用於一微型閥之一密封結構之一方法1900之一流程圖。可執行方法1900以建構關於圖18所描述之密封結構1800。方法1900可取決於實施方案而包括更少或額外操作。
在一操作1902中，提供包括一孔之一孔板。例如，在一些實施例中，一孔板由一SOI晶圓形成(例如，可移除晶圓之一部分以形成孔)。在一些實施例中，在形成孔之後，在孔處安置一閥座。閥座可環繞孔且界定與孔對準以形成一流體出口之一開口。在一操作1904中，提供
包括具有一面向孔表面及側表面之一密封構件之一致動樑。例如，如本文中所描述，可藉由蝕刻雙SOI晶圓之一部分使得在單個製造步驟中形成一間隔構件及一密封構件來形成一致動樑。密封構件可為實質上圓柱形。面向孔表面可包括密封構件之一端表面且側表面可包括密封構件之一圓形表面。
在一操作1906中，將一抗蝕刻材料沈積至整個面向孔表面。抗蝕刻材料(例如，二氧化矽或氮化矽)在化學組合物方面不同於致動樑之密封構件，使得抗蝕刻材料減慢移除密封構件之一化學程序(例如，蝕刻)。在各項實施例中，抗蝕刻材料包括二氧化矽。因而，可經由化學氣相沈積或任何其他合適方法沈積抗蝕刻材料層。
在一操作1908中，選擇性地蝕刻密封構件(例如，一蝕刻劑，諸如TMAH或KOH)以便移除抗蝕刻材料下方之密封構件之側表面處之密封構件之部分，使得抗蝕刻材料在密封構件之移除部分上方延伸以形成一密封翼片。例如，可將一蝕刻劑施加至密封構件靠近密封構件表面之一端部，使得選擇性地蝕刻及移除未由抗蝕刻材料覆蓋之密封構件之部分(例如，在使密封構件表面與側表面分離之角隅處)。接著，抗蝕刻材料之剩餘部分可形成密封翼片。因而，密封翼片在其任一側上可安置有很少材料且形成一順應層，該順應層可被迫抵靠各種表面以形成一密封。在其他實施例中，可在操作1908之後移除抗蝕刻材料且可將由一順應材料(例如，PDMS)形成之一單獨製造密封翼片定位於面向孔表面上。
在一操作1910中，將致動樑附接至孔板使得密封翼片之一部分在孔上方延伸。例如，附接至致動樑之間隔構件可經定位且附接至孔板使得密封構件表面與孔對準。在一些實施例中，密封構件相對於孔實質
上居中。因此，密封翼片可徑向延伸超過閥座之一內徑，使得當致動樑被放置於一預設位置時可在閥座與密封翼片之間形成一密封。
現參考圖20，展示根據一實例性實施例之建構一微型閥之一方法2000之一流程圖。可執行方法2000以建構本文中所描述之微型閥之任一者。方法2000可取決於實施方案而包括更少或額外操作。
在一操作2002中，提供包括一孔之一孔板。例如，在一些實施例中，一孔板由一SOI晶圓形成(例如，可移除晶圓之一部分以形成孔)。在一些實施例中，在形成孔之後，在孔處安置一閥座。閥座可環繞孔且界定與孔對準以形成一流體出口之一開口。在一操作2004中，提供包括具有一面向孔表面及一側表面之一密封構件之一致動樑。例如，如本文中所描述，可藉由蝕刻雙SOI晶圓之一部分使得在單個製造步驟中形成一間隔構件及一密封構件來形成一致動樑。密封構件可為實質上圓柱形的。面向孔表面可包括密封構件之一端表面。
在一操作2006中，在密封構件及孔板之至少一者上形成一密封結構之一部分。例如，在一些實施例中，密封結構構件之部分包括在孔板之一表面上形成一閥座。閥座可環繞孔板且界定與孔對準以形成一流體出口之一開口。閥座可由一順應材料(諸如SU-8)構成且可使用任何合適方法(例如，旋塗或噴塗)來沈積。
在一些實施例中，在密封構件之面向孔表面處形成密封結構之部分。此可能涉及關於圖14、圖17及圖18所描述之建構一止動件、至少一個密封葉片或一密封翼片之操作。將明白，可在建構密封構件之部分中使用此等結構之任何組合。在特定實施方案中，可形成一密封結構之多個部分。例如，除在密封構件之一密封構件表面或閥座處形成一組件
(例如，一順應結構、一密封葉片及/或一密封翼片)之外，亦可在孔板上形成一閥座。在特定實施例中，可在密封結構之一側表面(例如，諸如關於圖18所描述之側表面1822)上形成密封結構之部分。例如，在一項實施例中，密封構件適於配裝於由閥座及孔板構成之流體出口內，且密封結構之一組件自側表面徑向向外延伸。該組件可接觸閥座之一上表面以形成使孔與靠近致動樑之體積隔離之一密封。
在一操作2008中，將致動樑附接至孔板使得密封構件與孔重疊且密封結構形成使孔與靠近致動樑之一體積分離之一密封。例如，附接至致動樑之間隔構件可經定位且附接至孔板使得面向孔表面與孔對準。在一些實施例中，密封構件相對於孔實質上居中。因此，在操作2006形成之密封構件之部分可在致動樑被放置於一預設位置時接觸孔板或其上之一閥座。
現參考圖21，展示根據一例示性實施例之一微型閥之一密封構件2100之一橫截面視圖。密封構件2100可為關於圖8所描述之密封結構800或本文中所描述之密封結構之任一者中所含有之密封構件808之一實例性實施例。如所展示，密封構件2100係實質上圓柱形的且具有一直徑2102。可基於一孔板中之一孔之一大小選擇直徑2102。例如，在一些實施例中，直徑2102係孔之一直徑之近似150%(例如，孔可具有一60微米直徑且直徑2102可為90微米)。
現參考圖22，展示根據一例示性實施例之一微型閥之一閥座2200之一橫截面視圖。閥座2200可為關於圖8所描述之密封結構800或本文中所描述之密封結構之任一者中所含有之閥座810之一實例性實施例。如所展示，閥座2200係環形的且包括一內徑2202及一外徑2204。內
徑2202及外徑2204可界定裝納一密封構件之一直徑之一範圍。例如，在其中關於圖21所描述之密封構件2100結合閥座2200使用之一實施例中，直徑2102可經選擇使得大於內徑2202。在一些實施例中，直徑2102在內徑2202與外徑2204之間。在一些實施例中，直徑2102等於外徑2204，且微型閥經建構使得密封構件2100與閥座2200實質上對準，使得密封構件之一外表面與閥座2200實質上齊平。在一些實施例中，直徑2102大於外徑2204使得密封構件2100之一外邊緣懸置於經組裝微型閥中之閥座上。
現參考圖23，展示根據一實例性實施例之用於一微型閥之一密封結構2300之一橫截面視圖。如所展示，一致動樑2302之一懸臂部分2304朝向一孔板2314之一孔2316延伸。懸臂部分2304之一重疊部分2306與孔2316重疊。密封結構2300包括安置於重疊部分2306處且朝向孔2316延伸之一密封構件2308。在各項實施例中，密封構件2308以對應於孔2316之一方式塑形。例如，在各項實施例中，密封構件2308及孔2316兩者係實質上圓柱形的，且孔2316具有小於密封構件2308之直徑之一直徑。
密封結構2300亦包括一閥座2312。閥座2312環繞孔2316且界定與孔2316對準以界定一流體出口之一開口。在各項實施例中，閥座2312由一順應材料形成，諸如一負性光阻劑(例如，SU-8)。如所展示，複數個密封葉片或突出部2310自密封構件2308之一面向孔表面2318延伸。密封葉片或突出部2310可以對應於密封構件2308之一周邊之一方式塑形(例如，同心地安置於面向孔表面2318上)。在一些實施例中，密封葉片或突出部2310係實質上環形的且具有落於閥座2312之內徑與外徑之間的內徑及外徑。
如圖23中所展示，一密封層2320可安置於閥座2312上。密
封層2320可包括例如一金屬(例如，金或鉑)層或任何其他合適層。在各項實施例中，可在密封層2320上形成複數個凹痕2322。複數個凹痕2322可例如經由一蝕刻程序形成且經定位對應於複數個密封葉片或突出部2310之一位置。在特定實施例中，藉由在密封層2320上重複地撞擊複數個密封葉片或突出部2310(例如，週期性地施加電信號至致動樑2302)，憑藉冷鍛來形成複數個凹痕2322。密封葉片或突出部2310朝向密封層2320延伸且在致動樑2302被放置於一預設位置時接觸對應凹痕2322之一基座。相鄰密封葉片或突出部2310之間的一間隔及面向孔表面2318與孔板2314之間的一距離可經組態以將小顆粒P(例如，灰塵、光阻劑碎屑等)推離形成於密封葉片或突出部2310與閥座2312之間之密封，例如朝向孔2316且在孔2316外部。此外，複數個密封葉片或突出部2310與對應凹痕2322之配合可促進在密封構件2308與閥座2312之間形成一更佳流體式密封。在特定實施例中，一過濾器(例如，5、10、15或20微米)可定位於一噴射總成(其包括包含密封結構2300之微型閥)中提供之一隔膜上游之一流體歧管中，以便自流體過濾灰塵或其他顆粒物質。
在特定實施例中，安置於一孔板上之一閥座可由矽形成且密封層可由氧化矽或氮化矽形成。例如，圖24繪示可用來在一閥座2412上提供一密封層2420之一程序2400。在操作1，在具有界定於其中之一孔2416之一孔板2414上提供矽閥座2412。孔板2414可包括本文中所定義之孔板之任一者。閥座2412由矽形成且可經由(例如)矽磊晶生長程序接著進行光微影圖案化及蝕刻而沈積於其上，或包含定位於孔2416周圍之一矽塊(例如，矽環)。在閥座2412上安置一密封層2420(例如，氧化矽或氮化矽密封層)。密封層2420可使用一物理沈積程序(例如，化學氣相沈積或電漿增強型氣相沈積程序)來沈積。
在操作2，在氧化矽密封層2420中之預定位置處界定複數個開口2422使得密封層2420形成複數個氧化矽或氮化矽環2421。可經由一光微影及一蝕刻程序(例如，使用緩衝氫氟酸或乾式電漿蝕刻程序)形成複數個開口2422以便在預定位置處暴露矽閥座2412之表面。在操作3，可在複數個開口2422處使用選擇性地蝕刻矽(例如，使用氫氧化鉀或四甲基氧化銨蝕刻劑、乾式電漿蝕刻程序)之一蝕刻劑選擇性地蝕刻矽閥座2412以便在矽閥座2412中形成複數個凹痕2424。在一些實施例中，複數個凹痕2424可對應於定位於一致動樑(例如，致動樑2302)之一面向孔表面上之複數個密封葉片或突出部(例如，密封葉片或突出部2310)。在其他實施例中，複數個環2421可用作密封葉片使得可自致動樑排除複數個密封葉片。應理解，雖然程序2400描述其上定位有氧化矽或氮化矽密封層2420之矽閥座2412，但在其他實施例中，閥座2412及/或密封層2420可由任何其他合適材料(舉例而言諸如一負性光阻劑(例如，SU-8、聚甲基丙烯酸甲酯等)、PDMS、矽橡膠等)形成，且可使用一光微影及蝕刻程序(例如，本文中所描述之任何程序之一組合)形成或機械地定位於其上。此外，在其他實施例中，程序2400之操作可用來形成在一致動樑之一尖端上具有複數個環之一密封構件。
現參考圖25，展示根據一實例性實施例之一噴射總成(例如，噴射總成100、200、200b)中可包括之一微型閥2530之一橫截面視圖。一輸入流體歧管2510經耦合至微型閥2530。如所展示，輸入流體歧管2510及微型閥2530可界定一貯集器3000，貯集器3000經組態以保持自一外部流體供應器(例如，經由載體202、202b)接收之一定體積之加壓流體。在各項實施例中，保持於貯集器3000內之加壓流體係一墨水及額外液態流體之一組合。
在各項實施例中，輸入流體歧管2510可在其附接至微型閥之前預先形成。在一些實施例中，輸入流體歧管2510可由具有任何合適厚度(例如，約500微米)之一玻璃主體形成。在其他實施例中，輸入流體歧管2510可由矽形成。在一些實施例中，輸入流體歧管2510經由一第一黏著劑結構2548在一致動樑2540之一基座部分2542(其定位於一間隔構件2580上且係固定的)處耦合至致動樑2540之頂表面(例如，前文中所描述之致動樑240、240b之任一者)。第一黏著劑結構2548可包括類似於參考圖4A或圖4B所描述之黏著劑環之複數個黏著劑環。黏著劑可包括SU-8或任何其他合適黏著劑且可經施加至輸入流體歧管2510之一底表面及/或致動樑2540之頂表面。在其他實施例中，第一黏著劑結構2548可由矽或玻璃形成且經由玻璃料、焊料、黏著劑、熔融接合、共晶接合或黏滯力耦合至致動樑2540。一電極2504經安置於界定在致動樑2540之基座部分中之一通孔中且電耦合至界定於致動樑2540中之一壓電層。通孔可對應於界定在輸入流體歧管2510中之一通道或開口2512，且可填充有一囊封劑，如前文中所描述。
微型閥2530亦包括經由間隔構件2580附接至致動樑2540之一孔板2550。如圖25中所展示，一第二黏著劑結構2556可類似於第一黏著劑結構2548且包括一黏著劑材料(例如，SU-8)之複數個環或環圈。在一些實施例中，複數個狹槽或鍵2582可經界定於間隔構件2580面向孔板2550之一底表面中。黏著劑結構2556中包括之黏著劑可穿透狹槽2582以便相對於其中未界定狹槽2582之實施例提供與間隔構件2580之一實質上更高之接合強度。
在一些實施例中，一支撐樑2558可自孔板2550朝向間隔構
件2580延伸且經結構化以界定孔板2550與間隔構件2580及由此致動樑2540之間的一分離距離，且亦可用作一防護環以防止一溶劑溶液(例如，包括於微型閥2530中所使用之流體中)在微型閥2530之使用期間穿透間隔構件2580下方。在特定實施例中，一支撐樑順應層2559可安置於支撐樑2558靠近間隔構件2580之一尖端上。支撐樑順應層2559可包括金層或任何其他合適順應層。在一些實施例中，第二黏著劑結構2556亦可由矽或玻璃形成且經由玻璃料、焊料、黏著劑、熔融接合、共晶接合或黏滯力耦合至致動樑間隔構件。
孔板2550係實質上平面的且包括在其表面之間延伸之一孔2560。一閥座2570可圍繞孔2560之一緣安置於孔板2550中面向致動樑2540之一表面上。閥座2570界定一內部開口2571，內部開口2571與孔2560實質上對準以產生用於提供至微型閥2530之加壓流體之一出口。在一些實施例中，閥座順應層2572(例如，金層)可安置於閥座2570面向致動樑2540之一表面上。
在一些實施例中，孔板2550可為實質上平坦的，例如，在至少15mm之孔板2550之一長度及寬度上具有小於3微米之一方差係數之一平坦度，使得孔板2550實質上無彎折或扭曲。此外，孔板2550可具有任何合適厚度。在一些實施例中，孔板2550可具有30微米至90微米之一範圍內之一厚度(30、40、50、60、70、80、90或100微米)。在其他實施例中，孔板2550可具有100微米至900微米之一範圍內之一厚度(例如，100、150、200、250、300、350、400、500、600、700、800或900微米)。較厚孔板2550可促進一較平坦孔板之實現。
致動樑2540包括安置於間隔構件2580上之基座部分2542及
自該基座部分朝向孔2560延伸之一懸臂部分2544。致動樑2540實質上類似於致動樑240、240b，除下文所描述之差異之外。一密封構件2590自致動樑2540與孔2560重疊之一部分延伸。在一些實施例中，密封構件2590經建構以具有實質上對應於孔2560之一形狀之一形狀(例如，一圓柱形形狀)。
一密封葉片2592自密封構件2590之一面向孔表面朝向閥座2570延伸。密封葉片2592可以對應於密封構件2590之一周邊之一方式塑形。在一些實施例中，密封葉片2592係實質上環形且具有落於閥座2570之內徑與外徑之間的內徑及外徑。密封葉片2592朝向閥座2570之一上表面延伸且在致動樑2540被放置於一閉合位置時接觸閥座2570。密封葉片2592為由致動樑2540供應之向下力提供一焦點使得在密封葉片2592之一尖端與閥座2570之間的介面處形成一緊密密封。
進一步擴展而言，圖26係由圖25中箭頭A所示之微型閥2530之一部分之一放大視圖。如圖25中所展示，密封葉片2592之一尖端係實質上平坦的且在一些實施例中，可塗覆有一密封葉片順應層(例如，金層)。圖26展示塗覆有一光阻2591之密封葉片之尖端，光阻2591用作一蝕刻遮罩以允許選擇性地蝕刻密封構件2590以形成密封葉片2592且隨後移除光阻2591。在一些實施例中，光阻2591之一光阻寬度X2在1微米至15微米之一範圍內(例如，(含)1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15微米)，使得密封葉片2592之一密封葉片寬度X1在8微米至12微米之一範圍內(例如，(含)8、9、10、11或12微米)。一光阻內橫截面尺寸Y1(例如，內徑)可在20微米至100微米之一範圍內(例如，(含)20、30、40、50、60、70、80、85、90、95或100微米)，且一光阻
外橫截面尺寸Y2(例如，外徑)可在30微米至120微米之一範圍內(例如，(含)30、40、50、60、70、80、90、100、105、110、115或120微米)。密封構件2590之一密封構件外橫截面尺寸Y3(例如，外徑)可在80微米至140微米之一範圍內(例如，(含)80、90、100、110、120、125、130、135或140微米)。
閥座2570之一內橫截面尺寸Z1(例如，界定於閥座2570中之開口2571之一直徑)可在20微米至80微米之一範圍內(例如，(含)20、30、40、50、55、60、65、70、75或80微米)，且閥座2570之外橫截面尺寸Z4(例如，外徑)可在100微米至160微米之一範圍內(例如，(含)100、110、120、130、140、145、150、155或160微米)。自界定於閥座2570中之開口2571之一輪緣至閥座順應層2572之一邊緣之一第一徑向距離Z2可在1微米至4微米之一範圍內(例如，(含)1、2、3或4微米)。自密封葉片2592之一內徑向邊緣至界定於閥座2570中之開口2571之輪緣之一第二徑向距離Z3可在7微米至15微米之一範圍內(例如，(含)7、8、9、10、11、12、13、14或15微米)。
密封葉片2592之一橫截面大於內橫截面尺寸Z1允許開口2571與密封葉片2592之內徑向邊緣之間的軸向未對準，同時仍實現界定於閥座2570中之開口2571之密封。例如，圖27展示沿圖26中之線B-B截取之密封葉片2592之一橫截面視圖。如圖27中所展示，密封葉片2592與開口2571軸向未對準，但仍能夠環繞且流體式密封閥座2570上環繞開口2571之一區域，由此防止流體在致動樑2540處於其閉合位置(例如，預設位置)時透過開口2571洩漏。
在一些實施例中，用來將致動樑之一間隔構件接合至孔板
之黏著劑結構之一部分可延伸超出間隔構件之一徑向內邊緣。例如，圖28A係根據一實施例之一微型閥2630之一部分之側視橫截面視圖。微型閥2630包括一孔板2650。一致動樑2640經安置於孔板2650上。致動樑2640之一基座部分2642經安置於一間隔構件2680上，間隔構件2680經由一支撐樑(例如，支撐樑2558)及一第二黏著劑結構2656(例如，SU-8結構)耦合至孔板2650。第二黏著劑結構2656可具有2微米至20微米之一範圍內之一厚度(例如，(含)2、3、4、5、10、12、14、16、18或20微米)。複數個狹槽或鍵2682可經界定於間隔構件2680面向孔板2650之一表面中。第二黏著劑結構2656穿透複數個狹槽2682以與間隔構件2680形成一強接合，如前文中所描述。在各項實施例中，複數個狹槽2682可具有約(含)5微米至(含)10微米之一橫截面尺寸(例如，寬度)，且以(含)5微米至(含)10微米之一節距間隔開。在其他實施例中，可排除複數個狹槽2682。
一輸入流體歧管2610經由一第一黏著劑結構2661在致動樑2640之基座部分2642上如前文中所描述般接合至致動樑2640。第一黏著劑結構2661可包括一黏著劑(例如，SU-8)或一結構材料(諸如玻璃或矽)之複數個環。例如，第一黏著劑結構2661之至少一個環經定位與第二黏著劑結構2656相對，例如以平衡由致動樑2640之一懸臂部分2644遠離孔板2650運動施加之一扭轉應力。在一些實施例中，第一黏著劑結構2661及第二黏著劑結構2656可由相同材料(例如，SU-8、矽、玻璃等)形成。在一些實施例中，複數個狹槽亦可經界定於間隔構件2680之表面(第一黏著劑結構2661在該表面上以促進黏著)上，或界定於其上安置一黏著劑之任何其他表面上。
第二黏著劑結構2656亦可在一徑向方向上延伸超出間隔構
件2680之一徑向內邊緣，使得第二黏著劑結構2656之一部分具有定位於致動樑2640之懸臂部分2644下方之一預定長度X(例如，在(含)5微米至(含)10微米之一範圍內)。第二黏著劑結構2656之延伸部分可與懸臂部分2644面向孔板2650之一底表面軸向分離達一軸向距離Y，該軸向距離Y可等於間隔構件2680之一厚度。
在一些實施例中，搭配微型閥2630或本文中所描述之任何其他微型閥使用之流體可包括能夠溶解或溶脹用來形成第一黏著劑結構2661及第二黏著劑結構2656之黏著劑之一溶劑。在一些實施例中，第一黏著劑結構2661及/或第二黏著劑結構2656可使用不與溶劑反應之一無機材料形成，例如矽或玻璃。在其他實施例中，耐溶劑之一有機、無機或一混合/無機材料之一薄塗層可安置於微型閥2630之暴露表面上以保護第一黏著劑結構2661及第二黏著劑結構2656。
例如，圖28B展示由圖28中之箭頭B所指示之微型閥2630之一部分之一放大視圖。具有例如在5nm至100nm之一範圍內之一厚度((含)5、10、20、30、40、50或100nm)之一塗層2686可經塗佈於微型閥2630上。在一些實施例中，可使用一原子層沈積(ALD)程序沈積塗層。塗層2686可由任何合適材料形成，例如氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅或任何其他合適材料或其等組合。
在一些實施例中，本文中所描述之微型閥之任一者亦可包括一緩衝器以防止微型閥中包括之致動樑過衝。例如，圖29係根據另一實施例之一微型閥2730之一側視橫截面視圖。微型閥2730包括類似於關於微型閥2530所描述之組件。微型閥2730包括實質上類似於致動樑2540之一致動樑2740，而且包括自致動樑2740之一懸臂部分2744朝向孔板2550
延伸之一緩衝器2791。在其他實施例中，緩衝器2791可安置於孔板2550上且自孔板2550朝向致動樑2740之懸臂部分2744延伸。緩衝器2791可定位於任何合適位置處，例如，間隔構件2580與中間構件2580之間。緩衝器2791可由相同於孔板2550或致動樑2740之材料(例如，矽)形成。緩衝器2791可經組態以藉由限制致動樑2740之一運動來防止致動樑2740之懸臂部分過衝。
在一些實施例中，一微型閥可包括用於藉由將一致動樑推回至預設位置中來限制一致動樑之運動之特徵。例如，圖30係根據另一實施例之一微型閥3520之一側視橫截面視圖。微型閥3520包括在其中界定一孔3560之一孔板3510。一致動樑3540定位於孔板3510上且經由一間隔件3580與孔板3510間隔開。一密封構件3524定位於致動樑3540之一重疊部分3549處且經組態以接觸圍繞孔3560或與孔3560重疊而定位於孔板3510上之一閥座3522且經組態以在致動樑3540之一預設位置中密封孔3560。重疊部分3549定位於致動樑3540之一尖端處且與孔3560重疊。一指狀物3517可定位於安置於孔板3510上之一柱3515上，且朝向致動樑3540延伸以便至少與致動樑3540之重疊部分3549重疊。指狀物3517可經組態以將致動樑3540之重疊部分3549推向閥座3522以便確保在致動樑3540之預設位置中在密封構件3524與閥座3522之間形成一流體緊密密封。
指狀物3517可經組態以具有一勁度以便回應於施加至致動樑3540之一電荷而克服致動樑3540之懸臂部分遠離孔3560彎曲或曲折。一旦移除電荷，指狀物3517便可將懸臂部分推回至孔3560。在其他實施例中，一偏置構件3519(例如，一螺旋彈簧、一貝氏彈簧、一鈹銅彈簧、
一順應構件等)可操作地耦合至指狀物3517且經組態以當一電荷經施加至致動樑3540時偏置。一旦移除電荷，偏置構件3519便可將重疊部分3549推回至孔3560。在特定實施例中，偏置構件3519可操作地耦合至重疊部分3549使得可排除指狀物3517。
雖然先前描述之實施例指代懸臂致動樑，但在其他實施例中，一微型閥可包括一簡單支撐致動樑。例如，圖31係根據另一實施例之一微型閥3620之一側視橫截面視圖。微型閥3620包括在其中界定一孔3660之一孔板3610。一致動樑3640定位於孔板3610上，使得致動樑3640之一第一軸向端3646a定位於孔板3610上且經由一第一間隔構件3680a與孔板3610間隔開，且致動樑3640之一第二軸向端3646b定位於孔板3610上且經由一第二間隔構件3680b與孔板3610間隔開。間隔構件3680a/b經由對應黏著劑層3656a/b耦合至孔板3610。致動樑3640包括經組態以朝向或遠離孔板3610彎曲之一彎曲部分3648。彎曲部分3648包括與孔3660重疊之一重疊部分3649(例如，定位於軸向端3646a/3646b之間)。一密封構件3624定位於致動樑3640之重疊部分3649處且經組態以接觸圍繞孔3660或與孔3660重疊而定位於孔板上之一閥座3672以便在致動樑3640之一預設位置中密封孔3660。在各項實施例中，閥座3672可由相同於黏著劑層3656a/3656b之材料形成(例如，以相同製造操作形成)。由於重疊部分3649可定位於致動樑3640之中心處，彎曲部分3648繞軸向端3646a/3646b彎曲可引起密封構件3624朝向及遠離閥座3672移動而未賦予其任何角度(即，密封構件3624之一密封表面可保持實質上平行於閥座3672)。此外，孔板3610之任何彎折亦將引起致動樑3640對應地彎折，使得密封構件3624可相對於閥座3672保持於相同位置及定向。此可允許在密封構件
3624之一密封表面與閥座3672之間形成一更佳密封，而無關於孔板3610之任何彎折或曲率。
在一些實施例中，一種微型閥包含：一孔板，其包括一第一表面及一第二表面，該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔；一致動樑，其經安置與該孔板呈間隔關係，該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分，該基座部分與該孔板分離達一預定距離，該懸臂部分自該基座部分朝向該孔延伸使得其重疊部分與該孔重疊，其中該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動；及一密封結構，其包含安置於該懸臂部分之該重疊部分處之一密封構件；且其中當該致動樑處於該閉合位置時，該懸臂部分經定位使得該密封結構密封該孔以便閉合該微型閥。
在一些實施例中，該致動樑包含一壓電材料之一層，該致動樑可回應於施加至該壓電材料之一電信號而在該閉合位置與該敞開位置之間移動。在一些實施例中，當未施加電信號至該壓電材料時，該微型閥處於該閉合位置。在一些實施例中，當一反向極性電信號經施加至該壓電材料時，該微型閥移動更靠近該閉合位置或增加使該微型閥保持於該閉合位置之力。
在一些實施例中，該密封結構包含安置於該密封構件之一表面上之一止動件，該止動件包括附接至該密封構件之一表面之一第一部分及靠近該孔板安置於該第一部分上之一第二部分，其中該第二部分具有大於該第一部分之一橫截面積。在一些實施例中，在不存在該電信號之情況下，該止動件直接接觸該孔板。在一些實施例中，該止動件由雙酚-A酚醛基縮水甘油醚基光阻劑構成。在一些實施例中，該密封構件、該第一部分及該第二部分之各者係實質上圓柱形的。
在一些實施例中，該密封結構進一步包含環繞該孔之一閥座，該閥座界定與該孔重疊以界定一流體出口之一開口。在一些實施例中，該密封構件包含：一密封構件表面，其面向該孔，該密封構件表面實質上平行於該孔板之一上表面，其中當該致動樑處於該閉合位置時，該密封構件表面自該閥座移位達一距離；及一第一密封葉片，其自該密封構件表面朝向該孔板延伸該距離，其中該第一密封葉片環繞該孔之整個周邊。
在一些實施例中，該密封構件及該孔板係實質上圓柱形的，其中該孔具有一第一直徑且該密封構件具有大於該第一直徑之一第二直徑。在一些實施例中，該第一密封葉片係環形的且包括大於該第一直徑且小於該第二直徑之一第一外徑。在一些實施例中，該第一外徑更靠近該第一直徑而非該第二直徑。
在一些實施例中，該密封構件進一步包含環繞該第一密封葉片之一第二密封葉片，該第二密封葉片具有大於該第一外徑但小於該第二直徑之一第二外徑使得在該第一密封葉片與該第二密封葉片之間形成一環形間隙。在一些實施例中，該第一密封葉片及該第二密封葉片由相同於該密封構件之一剩餘部分之材料形成。
在一些實施例中，該孔及該密封構件係實質上圓柱形的，且該閥座係環形的且環繞該孔。在一些實施例中，該孔具有一第一直徑且該密封構件具有大於該第一直徑之一第二直徑。在一些實施例中，該閥座具有在該第一直徑與該第二直徑之間的一外徑。在一些實施例中，該閥座具有近似等於或大於該第二直徑之一外徑。
在一些實施例中，該密封構件進一步包含：一變窄部分，其安置於該密封構件之一端部處，該變窄部分界定面向該孔之一密封構件
表面；及一密封翼片，其自該窄部分向外延伸以當該致動樑處於該閉合位置時與該閥座之一上表面重疊。
在一些實施例中，該閥座及該孔之內表面實質上彼此對準以形成一流體出口，其中該微型閥進一步包含安置於該流體出口之一內表面上之一塗層。在一些實施例中，一塗層覆蓋該閥座面向該密封構件之一上表面或該密封構件面向該閥座之一密封構件表面之至少一者。在一些實施例中，該塗層包含聚二甲基矽氧烷。
在一些實施例中，一種建構一微機電系統(MEMS)微型閥之方法包含：提供包括一孔之一孔板；提供一致動樑，該致動樑具有一間隔構件及附接至該間隔構件之一密封構件；在該孔板或該密封構件上形成一密封結構之一部分；及在形成該密封結構之該部分之後，將該致動樑附接至該孔板使得該密封構件與該孔對準且該密封結構在該致動樑之一閉合位置中形成使該孔與靠近該致動樑之一體積分離之一密封。
在一些實施例中，形成該密封結構之該部分包括在該孔板上安置環繞該孔之一閥座，其中該方法進一步包含在該密封構件之一面向孔表面處形成該密封結構之一額外部分。
在一些實施例中，該密封結構之該額外部分包含一或多個密封葉片，其中形成該密封結構之該額外部分包含：在該面向孔表面上沈積一抗蝕刻材料；蝕刻該抗蝕刻材料之部分使得該面向孔表面上之該抗蝕刻材料之一剩餘部分對應於該一或多個密封葉片之位置及形狀；各向同性地蝕刻該密封構件達一第一預定時間，該各向同性蝕刻經組態以蝕刻該抗蝕刻材料下方之該密封構件之一部分以便形成該一或多個密封葉片；及自該面向孔表面移除該抗蝕刻材料之剩餘部分。
在一些實施例中，該方法亦包括：在移除該抗蝕刻材料之前，各向異性地蝕刻該密封構件達一第二預定時間以移除該密封構件之部分，使得一剩餘部分形成更高密封葉片；及接著移除該抗蝕刻材料。在一些實施例中，該抗蝕刻材料包含二氧化矽。
在一些實施例中，該密封結構之該額外部分包含實質上平行於該孔板自該面向孔表面向外延伸之一密封翼片，且其中形成該密封結構之該額外部分包含：在該面向孔表面上沈積抗蝕刻材料；及選擇性地蝕刻該密封構件以在該抗蝕刻材料下方之該密封構件之圓周表面處移除該密封構件之部分，使得該抗蝕刻材料在該密封構件之該等移除部分上方延伸以形成該密封翼片。
在一些實施例中，該方法進一步包含：各向異性地蝕刻該致動樑之一部分以形成該密封構件；及自一基板釋放該致動樑以便形成該致動樑之一懸臂部分。
在一些實施例中，一種噴射總成包含：一閥主體，其包含一孔板，該孔板包括延伸穿過其之複數個孔；複數個微型閥，其中該複數個微型閥之各者包含：一間隔構件，其安置於該孔板上且自一對應孔移位；一致動樑，該致動樑包括安置於該間隔構件上之一基座部分及自該基座部分朝向該對應孔延伸使得其重疊部分與該對應孔重疊之一懸臂部分，該致動樑經組態以在其中該懸臂部分朝向該孔彎曲之一閉合位置與其中該懸臂部分遠離該孔彎曲之一敞開位置之間移動；及一密封結構，其包含附接至該重疊部分且朝向該對應孔延伸之一密封構件；及一流體歧管，其耦合至該複數個微型閥之各者以針對各微型閥界定一流體貯集器。
在一些實施例中，該致動樑包含一壓電材料之一層，該致
動樑可回應於施加至該壓電材料之一電信號而在該閉合位置與該敞開位置之間移動，且其中該微型閥在未施加電信號至該壓電材料層時處於該閉合位置。
在一些實施例中，該密封結構包含安置於一密封構件表面上之一止動件，該止動件包括附接至該密封構件表面之一第一部分及更靠近該孔板安置於該第一部分上之一第二部分，其中該第二部分具有大於該第一部分之一橫截面積。
在一些實施例中，該密封結構進一步包含靠近該孔安置於該孔板上之一閥座，該閥座界定與該孔重疊以界定一流體出口之一開口。
在一些實施例中，該密封構件包含：一密封構件表面，其面向該孔，該密封構件表面實質上平行於該孔板之一上表面，其中該密封構件表面自該閥座移位達一距離；及一第一密封葉片，其自該密封構件表面朝向該孔板延伸該距離，其中該第一密封葉片環繞該孔之至少一部分使得該第一密封葉片之部分圍繞該孔之一周邊安置於距該孔之一距離處。在一些實施例中，該密封構件進一步包含環繞該第一密封葉片之一第二密封葉片。
在一些實施例中，該第一密封葉片、該第二密封葉片及該閥座係實質上環形的，其中該閥座包括一內徑及一外徑，其中該第一密封葉片及該第二密封葉片整體在該懸臂部分處於該閉合位置時安置於該閥座之一上表面該內徑與該外徑之間。
在一些實施例中，該密封構件進一步包含：一變窄部分，其安置於該該密封構件之一端部處，該變窄部分界定面向該孔之一密封構件表面；及一密封翼片，其在該密封構件表面處自該窄部分之一邊緣向外
延伸，其中該密封翼片實質上平行於該孔板延伸且與該閥座之一上表面重疊。
在一些實施例中，一種微型閥包含：一孔板，其包括一第一表面及一第二表面，該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔；一致動樑，其經安置與該孔板呈間隔關係，該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分，該基座部分自該基座部分朝向該孔延伸使得其重疊部分與該孔重疊，其中該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動；及一密封結構，其安置於該致動樑上，該密封結構包含：一密封構件，其安置於該懸臂部分之該重疊部分處；及一止動件，其安置於該密封構件之一表面上，該止動件包括附接至該密封構件之一表面之一第一部分及靠近該孔板安置於該第一部分上之一第二部分，其中該第二部分具有大於該第一部分之一橫截面積；且其中當該致動樑處於該閉合位置時，該懸臂部分經定位使得該止動件密封該孔以便閉合該微型閥。
在一些實施例中，一種微型閥包含：一孔板，其包括一第一表面及一第二表面，該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔；一致動樑，其經安置與該孔板呈間隔關係，該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分，該基座部分與該孔板分離達一預定距離，該懸臂部分自該基座部分朝向該孔延伸使得其重疊部分與該孔重疊，其中該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動；及一密封結構，其安置於該致動樑上，該密封結構包含：一閥座，其環繞該孔，該閥座界定環繞該孔以界定一流體出口之一開口；一密封構件，其安置於該懸臂部分之該重疊部分處；及一第一密封葉片，其自該密封構件之一密封構件表面朝向該孔板延伸一距離，該第一密封葉片環繞該孔之整個周邊，該密封葉片經組態以在該閉合
位置中接觸該閥座以便密封該孔且閉合該微型閥。在一些實施例中，該密封構件進一步包含環繞該第一密封葉片之一第二密封葉片，該第二密封葉片具有大於第一外徑但小於第二直徑之一第二外徑使得在該第一密封葉片與該第二密封葉片之間形成一環形間隙。
在一些實施例中，一種微型閥包含：一孔板，其包括一第一表面及一第二表面，該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔；一致動樑，其經安置與該孔板呈間隔關係，該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分，該基座部分與該孔板分離達一預定距離，該懸臂部分自該基座部分朝向該孔延伸使得其重疊部分與該孔重疊，其中該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動；及一密封結構，其安置於該致動樑上，該密封結構包含：一密封構件，其安置於該懸臂部分之該重疊部分處；一變窄部分，其安置於該密封構件之一端部處，該變窄部分界定面向該孔之一密封構件表面；及一密封翼片，其自該窄部分向外延伸且經組態以當該致動樑處於該閉合位置時密封該孔以便閉合該微型閥。
如本文中所使用，術語「約」及「近似」通常指代所述值加或減10%。例如，約0.5將包括0.45及0.55，約10將包括9至11，約1000將包括900至1100。
如本文中所使用，「耦合」、「連接」及類似者意謂兩個構建彼此直接或間接結合。此結合可為固定(例如，永久性的)或可移動(例如，可移除或可釋放)。此結合可利用兩個構件來達成或兩個構件及任何額外中間構件可彼此或與兩個構件一體地形成為單個整體，或兩個構件及任何額外中間構件可彼此附接。
本文對元件位置之引用(例如，「頂部」、「底部」、「上方」，
「下方」等)僅用來描述圖中各種元件之定向。應注意，根據其他實例性實施例，各種元件之定向可不同，且此等變動旨在由本發明所涵蓋。
如例示性實施例中所展示之元件之構造及配置僅係闡釋性的。儘管僅詳細描述本發明之少數實施例，但檢視本發明之熟習此項技術者將容易明白，諸多修改係可能的(例如，各種元件之大小、尺寸、結構、形狀及比例、參數值、安裝配置、材料使用、色彩、定向等之變動)，而不實質上脫離所述標的物之新穎教示及優點。例如，被展示為一體地形成之元件可由多個部件或元件構成，元件之位置可反轉或以其他方式變動，且可更改或改變離散元件或位置之本質或數目。
另外，字詞「例示性」用來意謂用作一實例、例項或圖解。本文中被描述為「例示性」或「實例」之任何實施例或設計不一定被解釋為優於其他實施例或設計(且此術語並非旨在意味著此等實施例必定係非凡或最高級實例)。實情係，使用字詞「例示性」旨在以一具體方式呈現概念。因此，所有此等修改旨在包括於本發明之範疇內。在不脫離隨附發明申請專利範圍之範疇之情況下，可在較佳及其他例示性實施例之設計、操作條件及配置方面進行其他替換、修改、改變及省略。
在不脫離本發明之範疇之情況下，亦可在各項例示性實施例之設計、操作條件及配置方面進行其他替換、修改、改變及省略。例如，一項實施例中所揭示之任何元件可與本文中所揭示之任何其他實施例結合或一起使用。再者，例如，可根據替代實施例改變或重新序列化任何程序或方法步驟之順序或序列。任何手段加功能語句旨在涵蓋本文中描述為執行所述功能之結構，且不僅涵蓋結構等效物而且涵蓋等效結構。在不脫離隨附發明申請專利範圍之範疇之情況下，可在較佳及其他例示性實施
例之設計、操作組態及配置方面進行其他替換、修改、改變及省略。
200:噴射總成
202:載體
204:上部分
206:外殼部分
208:隔膜
210:輸入流體歧管
212:第一通道
214:第二通道
216:撓曲電路
218:囊封劑
220:線接合
222:結構層
224:突出部分
230:微型閥
240:致動樑
250:孔板
260:孔
270:閥座
280:間隔構件
290:密封構件
292:部分
294:電連接部分
298:閥主體
300:貯集器
302:黏著劑層
304:寬度
306:基座部分
308:懸臂部分
310:主體
312:長度
314:部分
316:內表面
318:內部開口
320:厚度
322:厚度
330:第一臂
332:第二臂
334:第三臂
Claims (16)
- 一種微型閥，其包含：一孔板，其包括一第一表面及一第二表面，該孔板包含自該第一表面延伸至該第二表面之一孔；一致動樑，其經安置與該孔板呈間隔關係，該致動樑包括一基座部分及一懸臂部分，該基座部分與該孔板分離達一預定距離，該懸臂部分自該基座部分朝向該孔延伸使得其之一重疊部分與該孔重疊，其中該致動樑可在一閉合位置與一敞開位置之間移動；及一密封結構，其經安置該致動樑，該密封結構包含：一閥座，其界定環繞該孔之一開口，其中該孔形成一流體出口；一密封構件，其安置於該懸臂部分之該重疊部分處；且一第一密封葉片，其自該密封構件表面之一密封構件表面朝向該孔板延伸一距離，其中該第一密封葉片環繞該孔之整個周邊，該密封葉片經組態以在該閉合位置中接觸該閥座以便密封該孔且閉合該微型閥。
- 如請求項1之微型閥，其中該致動樑包含一壓電材料之一層，該致動樑可回應於施加至該壓電材料之一電信號而在該閉合位置與該敞開位置之間移動。
- 如請求項1之微型閥，其中該密封結構包含安置於該密封構件之一表面上之一止動件，該止動件包括附接至該密封構件之一表面之一第一部分及靠近該孔板安置於該第一部分上之一第二部分，其中該第二部分具有大 於該第一部分之一橫截面積。
- 如請求項3之微型閥，其中該止動件由雙酚-A酚醛基縮水甘油醚基光阻劑構成。
- 如請求項3之微型閥，其中該密封構件、該第一部分及該第二部分之各者係實質上圓柱形的。
- 如請求項1之微型閥，其中該密封構件包含：一密封構件表面，其面向該孔，該密封構件表面實質上平行於該孔板之一上表面，其中當該致動樑處於該閉合位置時，該密封構件表面自該閥座移位達一距離。
- 如請求項1之微型閥，其中該密封構件及該孔板係實質上圓柱形的，其中該孔具有一第一直徑且該密封構件具有大於該第一直徑之一第二直徑。
- 如請求項7之微型閥，其中該第一密封葉片係環形的且包括大於該第一直徑且小於該第二直徑之一第一外徑。
- 如請求項1之微型閥，其中該閥座及該孔之內表面彼此實質上對準以形成一流體出口，其中該微型閥進一步包含安置於該流體出口之一內表面上之一塗層。
- 如請求項1之微型閥，其進一步包含一順應層，該順應層覆蓋該閥座面向該密封構件之一上表面或該密封構件面向該閥座之一密封構件表面之至少一者。
- 如請求項10之微型閥，其中該順應層包含金。
- 如請求項1之微型閥，其中該密封構件進一步包含環繞該第一密封葉片之一第二密封葉片，該第二密封葉片具有大於第一外徑但小於第二直徑之一第二外徑使得在該第一密封葉片與該第二密封葉片之間形成一環形間隙。
- 一種噴射總成，其包含：一閥主體，其包含一孔板，該孔板包括延伸穿過其之複數個孔；複數個微型閥，其中該複數個微型閥之各者包含：一間隔構件，其安置於該孔板上且自一對應孔移位；一致動樑，該致動樑包括安置於該間隔構件上之一基座部分及自該基座部分朝向該對應孔延伸使得其之一重疊部分與該對應孔重疊之一懸臂部分，該致動樑經組態以在其中該懸臂部分朝向該孔彎曲之一閉合位置與其中該懸臂部分遠離該孔彎曲之一敞開位置之間移動；及一密封結構，其包含：一密封構件，其附接至該重疊部分且朝向該對應孔延伸，該密 封構件包含：一密封構件表面，其面向該孔，該密封構件表面實質上平行於該孔板之一上表面，其中該密封構件表面自該閥座移位達一距離；一第一密封葉片，其自該密封構件表面朝向該孔板延伸該距離，其中該第一密封葉片環繞該孔之至少一部分使得該第一密封葉片之部分圍繞該孔之一周邊安置於距該孔之一距離處；及一閥座，其靠近該孔安置於該孔板上，該閥座界定與該孔重疊以形成一流體出口之一開口；及一流體歧管，其耦合至該複數個微型閥之各者以針對該複數個微型閥之各者界定一流體貯集器。
- 如請求項13之噴射總成，其中該致動樑包含一壓電材料之一層，該致動樑可回應於施加至該壓電材料之一電信號而在該閉合位置與該敞開位置之間移動，且其中該微型閥在未施加電信號至該壓電材料層時處於該閉合位置。
- 如請求項13之噴射總成，其中該密封結構包含安置於一密封構件表面上之一止動件，該止動件包括附接至該密封構件表面之一第一部分及更靠近該孔板安置於該第一部分上之一第二部分，其中該第二部分具有大於該第一部分之一橫截面積。
- 如請求項13之噴射總成，其中該密封構件進一步包含環繞該第一密封葉片之一第二密封葉片。
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