发明名称 表面声波驱动之流体喷射装置
摘要 本发明提供一种表面声波驱动之流体喷射装置,包括一压电基底。一通道,沿一第一方向设置于压电基底中,供流体容纳于通道中。通道中的流体具一表面与外界接触。一斜交指叉式换能器,设置于压电基底上流体通道的一侧。其中,斜交指叉式换能器具有一对斜指叉式电极,其一端的电极宽度与电极间距大于该对斜指叉式电极之另一端的电极宽度与电极间距,以提供不同频率之表面声波。
申请公布号 TWI265097 申请公布日期 2006.11.01
申请号 TW094143336 申请日期 2005.12.08
申请人 明基电通股份有限公司 发明人 周忠诚;林志明
分类号 B41J2/14(2006.01);B41J1/08(2006.01) 主分类号 B41J2/14(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种表面声波驱动之流体喷射装置,包括: 一基底; 一通道,沿一第一方向设于该基底中,供一流体于 该通道中,其中该流体具一表面与外界接触;以及 一第一斜交指叉式换能器,设置于该基底上且位于 该流体通道的一侧; 其中,该第一斜交指叉式换能器具有一对斜指叉式 电极,该对斜指叉式电极之一端的电极宽度与电极 间距大于该对斜指叉式电极之另一端的电极宽度 与电极间距,以提供不同频率之表面声波。 2.如申请专利范围第1项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,其中该表面声波驱动之流体喷射装置 包括一单石化结构。 3.如申请专利范围第1项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,其中该基底包括石英(Quartz)、氮化铝( AlN)、氧化锌(ZnO)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、 锆钛酸铅(PZT)或其他压电材料。 4.如申请专利范围第3项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器直接设 置于该基底上。 5.如申请专利范围第1项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,更包括一第二斜交指叉式换能器,设 置于该结构层上该流体通道的另一侧;其中,该第 二斜交指叉式换能器具有一对斜指叉式电极,该对 斜指叉式电极之一端的电极宽度与电极间距大于 该对斜指叉式电极之另一端的电极宽度与电极间 距,以提供不同频率之表面声波。 6.如申请专利范围第5项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器与该通 道的距离等于该第二斜交指叉式换能器与通道的 距离。 7.如申请专利范围第5项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器中之较 宽电极的一端与该第二斜交指叉式换能器中之较 宽电极的一端位于同侧。 8.如申请专利范围第5项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器中之较 宽电极的一端与该第二斜交指叉式换能器中之较 宽电极的一端位于相反侧。 9.如申请专利范围第8项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器中之较 宽电极的一端与该通道的距离等于该第二斜交指 叉式换能器中之较宽电极的一端与通道的距离。 10.如申请专利范围第1项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,更包括一压电薄膜材料层设置于该斜 交指叉式换能器与该基底之间,其中该压电薄膜材 料层包括氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、铌酸锂(LiNbO3) 、钽酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅(PZT)或其他压电薄膜材 料。 11.如申请专利范围第10项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,更包括一保护层覆盖该对指叉式电 极,其中该保护层包括二氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4 )或其他介电材料。 12.如申请专利范围第1项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,更包括一压电薄膜材料层设置于该基 底且覆盖该对指叉式电极。 13.如申请专利范围第12项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,更包括一保护层覆盖该压电薄膜材 料层。 14.如申请专利范围第1项所述之表面声波驱动之流 体喷射装置,包括一喷孔片设置于该通道上,其中 该喷孔片具有复数个喷孔与该通道连通。 15.一种表面声波驱动之流体喷射装置,包括: 一压电基底; 一通道,沿一第一方向设于该压电基底中,供一流 体于该通道中,其中该流体具一表面与外界接触; 一第一斜交指叉式换能器,设置于该压电基底上且 位于该流体通道的一侧;以及 一第二斜交指叉式换能器,设置于该结构层上该流 体通道的另一侧; 其中,该第一斜交指叉式换能器具有一对斜指叉式 电极,该对斜指叉式电极之一端的电极宽度与电极 间距大于该对斜指叉式电极之另一端的电极宽度 与电极间距,以提供不同频率之表面声波;以及 其中,该第二斜交指叉式换能器具有一对斜指叉式 电极,该对斜指叉式电极之一端的电极宽度与电极 间距大于该对斜指叉式电极之另一端的电极宽度 与电极间距,以提供不同频率之表面声波。 16.如申请专利范围第15项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器与该 通道的距离等于该第二斜交指叉式换能器与通道 的距离。 17.如申请专利范围第15项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器中之 较宽电极的一端与该第二斜交指叉式换能器中之 较宽电极的一端位于相反侧。 18.如申请专利范围第17项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,其中该第一斜交指叉式换能器中之 较宽电极的一端与该通道的距离等于该第二斜交 指叉式换能器中之较宽电极的一端与通道的距离 。 19.如申请专利范围第15项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,更包括一压电薄膜材料层设置于该 斜交指叉式换能器与该基底之间。 20.如申请专利范围第19项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,更包括一保护层覆盖该对指叉式电 极,其中该保护层包括二氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4 )或其他介电材料。 21.如申请专利范围第15项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,更包括一压电薄膜材料层设置于该 基底且覆盖该对指叉式电极。 22.如申请专利范围第21项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,更包括一保护层覆盖该压电薄膜材 料层。 23.如申请专利范围第15项所述之表面声波驱动之 流体喷射装置,包括一喷孔片设置于该通道上,其 中该喷孔片具有复数个喷孔与该通道连通。 图式简单说明: 第1图系显示习知以交指叉式换能器与开关作为表 面声波产生装置驱动流体喷射之示意图; 第2图系显示习知以交指叉式换能器与表面声波放 大器作为表面声波驱动之流体喷射装置的示意图; 第3A图系显示具单一频率之交指叉式换能器(IDT)的 平面图; 第3B图系显示具单一频率之交指叉式换能器(IDT)之 频率响应频谱图; 第4A图系显示斜交指叉式换能器(slanted fingers interdigital transducer,简称SFIT)的平面图; 第4B图系显示斜交指叉式换能器(SFIT)之频率响应 频谱图; 第5A图系显示本发明第一实施例之斜交指叉式换 能器(SFIT)驱动流体喷射装置的上视图; 第5B图系显示第5A图中沿I-I的剖面图; 第6A图系显示本发明第一实施例变化之两组斜交 指叉式换能器(SFIT)驱动流体喷射装置的上视图; 第6B图系显示第6A图中沿II-II的剖面图; 第7A图系为本发明第二实施例之两组斜交指叉式 换能器(SFIT)驱动流体喷射装置的上视图; 第7B-7D图系显示第7A图中沿III-III的剖面图; 第8A图系为本发明第三实施例之两组斜交指叉式 换能器(SFIT)驱动流体喷射装置的上视图; 第8B图系显示第8A图中沿IV-1V的剖面图; 第9图系显示两组斜交指叉式换能器(SFIT)设置于压 电层上之流体喷射装置的上视图; 第10图系显示斜交指叉式换能器所产生之表面声 波于基材之波速Vsolid,与液体中之速度Vliquid,以及 产生之液滴飞行角度的关系图;以及 第11图系显示斜交指叉式表面声波元件之频率响 应频谱图。
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