[發明專利]微流體致動器的制造方法

有效

• 申請號: 201811405745.0
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN111217317B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 莫皓然;余榮侯;張正明;戴賢忠;廖文雄;黃啟峰;韓永隆;李偉銘
• 申請（專利權）人: 研能科技股份有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81B1/00;B81C1/00;F04B43/04
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;鄭特強

一種微流體致動器的制造方法，包含步驟：1.提供一基板，并沉積一氧化材料于基板上，形成一腔體層；2.沉積一氮化材料于腔體層，以形成一振動層；3.沉積一金屬材料及一壓電材料于振動層上，并蝕刻形成一致動層；4.蝕刻基板，以形成多個流道；5.沉積氧化材料于基板，以形成一遮罩層，并蝕刻基板，以形成多個連接流道；6.蝕刻腔體層，以形成一儲流腔室；7.提供一孔板層，并蝕刻形成多個流道口；8.以滾壓干膜及光刻制程于孔板層制出一流道層及多個通道；以及9.以覆晶對位及熱壓接合基板與流道層，以構成微流體致動器整體結構。

技術領域

本案關于一種微流體致動器的制造方法，尤指一種使用微機電半導體制程的微流體致動器的制造方法。

背景技術

目前于各領域中無論是醫藥、電腦科技、打印、能源等工業，產品均朝精致化及微小化方向發展，其中微幫浦、噴霧器、噴墨頭、工業打印裝置等產品所包含的流體輸送結構為其關鍵技術。

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、電子散熱等等，甚至近來熱門的穿戴式裝置皆可見它的踨影，可見傳統的流體輸送結構已漸漸有朝向裝置微小化、流量極大化的趨勢。

于現有技術中，雖已有利用微機電制程制出一體成型的微型化流體輸送結構，但因存在著薄膜壓電層位移量過小的缺點，現有的微型化流體輸送結構常有作動流體壓縮比不足的問題，使得傳輸流量過小，是以，如何借創新微型化結構突破其技術瓶頸，為發展的重要內容。

發明內容

本案的主要目的是提供一種微流體致動器的制造方法，以標準化微機電半導體制程制造，微流體致動器使用半導體薄膜制作，用以傳輸流體。因此，將薄膜腔體的深度控制在非常淺的范圍時，仍可增加微流體致動器作動時的流體壓縮比。

本案的一廣義實施態樣為一種微流體致動器的制造方法，包含以下步驟：1.提供一基板沉積一腔體層，該基板具有一第一表面及一第二表面，是透過一氧化材料沉積于該基板的該第一表面上，以形成該腔體層；2.該腔體層沉積一振動層，是透過一氮化材料沉積于該腔體層上，以形成該振動層；3.該振動層沉積蝕刻一致動層，是先透過一第一金屬材料沉積于該振動層上，以形成一下電極層，透過一壓電材料沉積于該下電極層上，以形成一壓電致動層，以及再透過一第二金屬材料沉積于該壓電致動層上，以形成一上電極層，最后透過蝕刻定義出該致動層；4.該基板蝕刻多個流道，是透過蝕刻定義出該基板的一出口流道及一入口流道；5.該基板沉積一遮罩層蝕刻多個連接流道，是先透過該氧化材料沉積于該基板的該第二表面上以及該出口流道與該入口流道內，以形成該遮罩層，再透過穿孔露出該基板，而該基板經低溫深蝕刻定義出一出流連接流道、多個第一進流連接流道及一第二進流連接流道；6.該腔體層蝕刻一儲流腔室，是在該腔體層透過蝕刻定義出該儲流腔室，該儲流腔室與該出流連接流道、該多個第一進流連接流道及該第二進流連接流道相連通；7.提供一孔板層，并蝕刻多個流道口，該孔板層透過蝕刻定義出一出流道口以及一入流道口；8.該孔板層滾壓干膜及光刻制出一流道層的多個通道，該孔板層先透過一干膜材料滾壓于該孔板層上，以形成該流道層，再于該流道層透過光刻制程于該流道層中定義出與該出流道口相連通的一出流通道、與該入流道口相連通的一入流通道以及多個柱狀結構；以及9.覆晶對位及熱壓接合該流道層，該流道層是透過覆晶對位及熱壓接合該流道層于該基板的該第二表面，使該孔板層的該出流道口與該基板的該出口流道相連通，該流道層的該入流通道對應到該基板的該入口流道，以及該孔板層的該入流道口與該基板的該入口流道相連通，以構成該微流體致動器整體結構。

附圖說明

圖1為本案微流體致動器的剖面示意圖。

圖2為本案微流體致動器的制造方法的流程示意圖。

圖3A至圖3K為本案微流體致動器的制造步驟分解示意圖。

圖4為本案微流體致動器的俯視示意圖。

圖5為本案微流體致動器的仰視示意圖。