微型流体泵的制作方法

    专利2026-07-18  19


    【】本案是关于一种微型流体泵,尤指一种通过半导体制程来制作的微型流体泵。

    背景技术

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    背景技术:

    1、随着科技的日新月异,流体输送装置的应用上亦愈来愈多元化,举凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热等等,甚至近来热门的穿戴式装置皆可见它的踨影,可见传统的泵已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势,而微机电泵能够将流体输送装置的尺寸大幅度地缩小,故微机电泵明显为当下微型化的流体输送装置的主要发展方向。

    2、请参考图1所示,图1为先前技术微型流体泵90,包含第一基板901、第一接着层902、第二基板903及压电组件904。第一基板901为硅基材,具有多个第一流体通道9011,该多个第一流体通道9011呈锥形;第一接着层902为氧化硅,定义出第二流体通道9021,并叠设于第一基板901上;第二基板903叠设第一接着层902上,包含由下而上依序堆栈的硅结构层9031、第二接着层9035及硅薄化层9037;硅结构层9031具有一个穿孔9032、振动部9033及固定部9034;第二接着层9035为氧化硅,具有共振腔室9036;硅薄化层9037具有一个致动部9038、外周部9039、连接部903a以及第三流体通道903b,其中致动部9038的外环之外周部9039与连接部903a连接,并具有第三流体通道903b;压电组件904叠设于硅薄化层9037的致动部9038上,包含依序堆栈于致动部9038上方的下电极层9041、压电层9042、绝缘层9043及上电极层9044。

    3、先前技术在第一流体通道9011制程上,由于晶圆的晶向造成锥状的湿蚀刻角度太大,且改用干蚀刻也有深宽比太高的问题,其制程难度高,且流阻又大;再者,第一接着层902所定义出的第二流体通道9021要够厚,然而要生成较厚的氧化硅并不容易,且会有明显的应力问题,造成与第二基板903接合时较易发生剥离(peeling)。


    技术实现思路

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    技术实现要素:

    1、本案的主要目的在于提供一种微机电泵,是以半导体制程所制造的微米等级的微机电泵,俾改善先前技术中微机电泵结构上造成的流阻与剥离的问题。

    2、为达上述目的,本案的较广义实施态样为提供一种微型流体泵,包含:一第一基板,设有一流体通槽,以及至少一第一流体通道,其中该流体通槽为深槽状;一第一接着层;一第二基板,其中该第一基板、该第一接着层、该第二基板依序由下而上叠设,并定义出一第二流体通道,该第二流体通道顶端设有一穿孔;一第二接着层;一第三基板,其中该第二基板、该第二接着层、该第三基板依序由下而上叠设,并定义出一共振腔室,该第三基板更包含至少一第三流体通道、一致动部、一连接部与一外周部,其中该外周部环设于该致动部的外围,该外周部并通过该连接部耦接该致动部,该第三流体通道则贯通该第三基板,使该第三流体通道、该共振腔室得通过该穿孔依序连通该第二流体通道、该第一流体通道、该流体通槽;以及一压电组件,叠设于该致动部之上。



    技术特征:

    1.一种微型流体泵,其特征在于,包含:

    2.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第一基板为硅基材。

    3.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第二接着层覆盖于作为硅芯片的该第二基板上,使该第二接着层、该第二基板成为绝缘层上覆硅的芯片结构(soi wafer)。

    4.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第二基板更包含:

    5.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该压电组件更包含:

    6.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第一接着层为氧化硅,且厚度等于该第二接着层的厚度。

    7.如权利要求6所述的微型流体泵,其特征在于,该第一接着层为氧化硅,且厚度范围为0.5~2μm。

    8.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第二接着层是为氧化硅-多晶硅-氧化硅的复合结构,其厚度范围为0.5~10μm。

    9.如权利要求6所述的微型流体泵,其特征在于,该第二接着层是为氧化硅,且厚度范围为0.5~2μm。

    10.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第三基板的厚度为3~15μm。

    11.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第一基板的厚度为270~430μm。

    12.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该第二基板的厚度为2~5μm。

    13.如权利要求5所述的微型流体泵,其特征在于,该压电层为圆形且设置于该第三基板的该致动部上方,该致动部亦呈圆形。

    14.如权利要求13所述的微型流体泵,其特征在于,该致动部的直径为400~550μm。

    15.如权利要求13所述的微型流体泵,其特征在于,该压电层的直径为140~500μm。

    16.如权利要求13所述的微型流体泵,其特征在于,该压电层与该致动部的直径比例范围为1:1.3~1:3.6。

    17.如权利要求1所述的微型流体泵,其特征在于,该微型流体泵的工作电压为2~12v。

    18.如权利要求17所述的微型流体泵,其特征在于,该致动部的作动频率为0.1~1.5mhz。

    19.如权利要求4所述的微型流体泵,其特征在于,该振动部的作动频率为0.1~1.5mhz。


    技术总结
    一种微型流体泵,包含:第一基板,设有流体通槽,以及至少一第一流体通道;第一接着层;第二基板,其中第一基板、第一接着层、第二基板依序由下而上叠设,并定义出第二流体通道,第二基板更包含至少一穿孔;第二接着层;第三基板,其中第二基板、第二接着层、第三基板依序由下而上叠设,并定义出共振腔室,第三基板更包含至少一第三流体通道、致动部、连接部与外周部,第三流体通道则贯通第三基板,使第三流体通道、共振腔室得通过穿孔依序连通第二流体通道、第一流体通道、流体通槽;以及压电组件,叠设于致动部之上。

    技术研发人员:莫皓然,张正明,戴贤忠,黄翊展,韩永隆,林宗义
    受保护的技术使用者:研能科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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