发明名称 积体化微型热阻式流量控制模组
摘要 一种积体化微型热阻式流量控制模组,流体进入该积体化模组后,经一流体通道及悬浮微结构进入热趋动微阀区,该微阀区利用热致动方式驱动具有平台之矽质微桥(silicon microbridge with mesa),来开启线性比例式流量的微阀。在流体通道中有一热阻式微流量感测单元供感测流量,该感测单元系与微阀及矽质微桥藉积体化制程同时构成,以减少制程步骤并使模组之体积微小化。
申请公布号 TW392810 申请公布日期 2000.06.01
申请号 TW087220466 申请日期 1997.10.16
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 蔡明杰;周敏杰
分类号 F16K31/66 主分类号 F16K31/66
代理机构 代理人
主权项 1.一种积体化微型热阻式流量控制模组,至少包括:一上层,有一第一端及第二端,该第一端有一压力室,且该第二端供连接于一流体入口,该第一端及第二端之间系形成有一微流通道;一中间层,密合于上述上层下缘,具有一第一端及第二端,该第一端之下半部具有一半封闭状之分压室,该分压室连通于上述压力室,且在该分压室之中具有一阀嘴,上述中间层的第一端,有一平台浮状物其位于上述阀嘴上方区域,该浮状物上有热致动元件,且其至少两侧各具有一微桥结构,该第二端系可连接于该上层第二端之流体入口处,该第二端旁侧对应于该上层之微流通道处系形成有一相对应之微流通道;以及一下层,密合于上述中间层之下缘,有一第一端及第二端,且其第一端具有一流体出口,该流体出口经上述阀嘴与上述分压室连通,该第二端具有一流体入口,其系可自外界导入流体,该第二端之流体入口系接于该中层之第二端处;其特征在于:上述该上层及该中层微流通道处,具有一悬浮状之微流量感测单元,该感测单元系与上述平台浮状物及上述微桥结构同时形成,且该感测单元系经热阻材料反应出电阻的变化而感测流量的大小;及藉由积体化制程之加工技术于同一制程中同时制成由前述上层、中间层、下层三层薄材结构彼此上下接合形成之具该微阀及该微流量感测单元之积体化微型热阻式流量控制模组。2.依据申请专利范围第1项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中上述阀嘴具有一向下凸起的阀座,由上述浮状物的底缘延伸,该阀座与上述下层密合,并使上述浮状物经常保持着朝上微拱的状态。3.依据申请专利范围第1项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中上述该下层的第二端之流体入口端系可设置于该上层之第二端处,使原来外来流体之导入方向由下层下方变成上层上方。4.依据申请专利范围第1项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中热致动元件是由该浮状物上缘敷设有一电加热薄膜形成,供上述中间层被供应电流时产生热挫曲变形。5.依据申请专利范围第1项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中感测单元系依序含有扩散的硼(P+)、二氧化矽、白金(Pt)及氮化矽等的沈积薄层。6.依据申请专利范围第1项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该感测单元含有一个感测器。7.依据申请专利范围第1项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该感测单元含有多数个感测器。8.依据申请专利范围第5项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该感测单元的硼(P+)层可由其他沈积层如氮化矽(Si3N4)、或氮化矽及二氧化矽构成的多层结构、或聚亚醯胺(Polymide)等结构层取代。9.依据申请专利范围第1项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该微阀区系依序含有扩散的硼(P+)、二氧化矽、白金(Pt)及氮化矽等的沈积薄层。10.依据申请专利范围第8项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该微阀区之硼(P+)层可由其他沈积层如氮化矽(Si3N4)、或氮化矽及二氧化矽构成的多层结构、或聚亚醯胺(Polymide)等结构层取代。11.依据申请专利范围第5项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该感测单元在二氧化矽层及白金层间可进一步沈积锑或铬或接合层。12.依据申请专利范围第10项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该微阀区在二氧化矽层及白金层间可进一步沈积锑或铬或接合层。13.依据申请专利范围第7项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该二感测器彼此间之距离为0.06mm~10mm。14.依据申请专利范围第7项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中各该感测器之本身宽度为0.03mm~0.2mm。15.依据申请专利范围第2项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该阀座系由沈积于上述阀嘴下缘之薄层构成。16.依据申请专利范围第7项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该阀座系由该阀嘴向下延伸形成。17.依据申请专利范围第5项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中感测单元之白金层可用多晶矽层取代。18.依据申请专利范围第3项所述之积体化微型热阻式流量控制模组,其中该压力室藉一微流管道连通至上述入口。图式简单说明:第一图是本案积体化微型热阻式流量控制模组较佳实施例的剖视图。第一图A类似于第一图,但显示上层之另一实施例。第二图是沿第一图之线2-2所截之剖视图。第二图A类似于第二图,但显示阀座成型之另一实施例。第三图是本案模组中间层实施例之俯视平面图。第四图类似第一图但显示第二种实施例。第五图是利用本案之多数个模组阵列组合之实施例平面图。第六图是第一图的局部放大图,显示流量感测单元的沈积薄层示意图。
地址 新竹县竹东镇中兴路四段一九五号