[發明專利]具有限制通道的流體噴射設備及其制造方法

有效

• 申請號: 201610490850.3
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN106807568B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: D·朱斯蒂;L·科羅姆伯;C·L·佩瑞里尼;M·卡塔內奧
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: B05B13/00
• 分類號: B05B13/00;B05B12/00
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華;董典紅<國際申請>=<國際公布>

本申請涉及具有限制通道的流體噴射設備及其制造方法。提供一種流體噴射設備(1)包括：第一半導體本體(2)，包括操作性地耦合至用于包含流體的室(6)并被配置為引起流體的噴射的致動器(3)以及在第一方向(Z)上延伸并具有第一尺寸(A1)的截面的用于流體的入口通道(11a)；以及第二半導體本體(8)，耦合至第一半導體本體(2)并具有被配置為排出流體的噴射噴嘴(13)。第二半導體本體(8)還包括第一限制通道(16)，第一限制通道流體地耦合至入口通道(11a)、在與第一方向(Z)垂直的第二方向(X)上延伸并具有小于第一尺寸(A₁)的第二尺寸(A₃)的相應截面，以在入口通道(11a)與室(6)之間形成限制。

技術領域

本發明涉及具有限制通道的流體噴射設備及用于制造流體噴射設備的方法。

背景技術

在現有技術中，已知多種類型的流體噴射設備，尤其是用于打印應用的噴墨頭。具有適當修改的類似頭可進一步用于除墨水之外的流體的噴射，例如用于生物或生物醫學領域的應用，用于在制造用于生物分析的傳感器期間生物材料(例如，DNA)的局部應用。

已知制造方法設想經由大量的預處理晶圓的膠合或接合來進行耦合。該方法成本較高并且要求高精度。組裝期間晶圓之間的任何可能的未對齊都會引起完成的設備的結構弱化和非最佳操作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有限制通道的流體噴射設備以及用于制造流體噴射設備的方法，其將不具有現有技術的缺陷。

根據本發明，如所附權利要求所限定的，提供了具有限制通道的流體噴射設備以及用于制造流體噴射設備的方法。

附圖說明

為了更好地理解本發明，現在僅參照附圖通過非限制性實例來描述優選實施例，其中：

圖1A是根據本公開一個實施例的流體噴射設備的橫向截面圖；

圖1B是圖1A的流體噴射設備的一部分的立體圖；

圖2至圖20示出了用于制造圖1A和圖1B的流體噴射設備的步驟；以及

圖21是根據本公開又一實施例的流體噴射設備的橫向截面圖。

具體實施方式

基于壓電技術的流體噴射設備可以通過將預先采用通常用于制作MEMS(微機電系統)器件的微加工技術處理的多個晶圓接合或膠合到一起來制造。具體地，圖1A示出了根據本公開一個方面的流體噴射設備1。流體噴射設備1在笛卡爾軸X、Y、Z的三軸系統中定向。參照圖1A，位于與平面XY平行的平面中的第一晶圓2具有一個或多個壓電致動器3，壓電致動器3被設計為被驅動來生成薄膜7的偏轉，其中薄膜7部分地懸置在室10上方延伸，室10被設計為限定用于包含在使用中將被排出的流體6。

以圖1A中未詳細示出但如下描述的方式，壓電致動器3包括：導電材料的第一電極，其在薄膜7上方延伸；壓電元件，在在第一電極上方延伸并且電耦合至第一電極；以及導電材料的第二電極，在壓電元件上方延伸并且電耦合至壓電元件。在使用中，驅動第一電極和第二電極以致動壓電元件，由此生成薄膜7的偏轉。

用于流體6進入室10的中間通道11a以及用于流體6從室10中流出的中間通道11b延伸穿過晶圓2的整個厚度。

在使用中，當壓電致動器3被驅動時，通過設置在不同于第一晶圓2的又一晶圓中的噴嘴13來排出流體6的液滴。中間入口通道11a和中間出口通道11b都具有圓形或多邊形形狀，其直徑d₁(沿方向X測量)包括在20μm和200μm之間(例如，100μm)，并且截面的尺寸A₁包括在20μm和200μm之間(例如，80μm)。根據一個實施例，中間入口通道11a和中間出口通道11b的截面在其沿著Z的整個延伸中是均勻的。