流体喷射装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种流体喷射装置及其制造方法。侧壁结构层位于基底上，其中侧壁结构层包括开口。具有喷孔的上盖结构层覆盖于侧壁结构层上，以在开口处形成流体腔，其中上盖结构层在对应于开口处为向下弯曲的圆弧形。流体通道位于基底内以与流体腔连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，且特别涉及一种微。
技术介绍
微流体喷射装置近来已广泛地运用于信息产业，例如喷墨印表机或类似设备中。随着微系统工程(micro system engineering)的逐步开发，此种流体喷射装置逐渐有其他众多领域的应用，例如燃料喷射系统(fuel injectionsystem)、细胞筛选(cell sorting)、药物释放系统(drug delivery system)、喷印光刻技术(print lithography)及微喷射推进系统(micro jet propulsion system)等。图1显示一种公知的流体喷射装置100，请参照图1，其以硅基底102作为本体，且在硅基底102上形成流体腔壁104。将喷孔盖106贴合于流体腔壁104，以形成流体腔(chamber)108，其中流体腔壁104和喷孔盖106的结合可统称为结构层，此外，其亦在结构层上形成喷孔(nozzle)110，以供流体112喷出，且在基底102的另一侧进行图形化步骤，以形成连接流体腔的流体通道(manifold)114。然而，公知技术流体喷射装置的剖面为矩形的流体腔108容易在流体腔108的边角产生扰流，造成流体112流动的不稳定，进而影响流体喷射装置100的运作。
技术实现思路
根据上述问题，本专利技术的目的为提供一种，其构成流体腔的上盖部分和侧壁结构层间具有较平滑接面，可减少流体在流体腔流动时在边角处产生的扰流，因此可增加流体在流体腔流动的稳定性，而改善流体喷射装置的可靠度和稳定性。本专利技术提供一种流体喷射装置，包括流体腔及流体通道，流体腔包括侧壁结构层及具有喷孔的上盖结构层，覆盖于侧壁结构层上，以形成流体腔，其中侧壁结构层与上盖结构层的夹角大于90°，另外，流体通道与流体腔连通，以供应流体于流体腔。此外，本专利技术所提供的流体喷射装置包括下列元件。侧壁结构层位于基底上，其中侧壁结构层包括开口。具有喷孔的上盖结构层覆盖于侧壁结构层上，以于开口处形成流体腔，其中其中该流体腔的上表面包括不同曲面的圆弧表面。流体通道位于基底内以与流体腔连通。本专利技术提供一种流体喷射装置的制造方法。首先，提供基底，在基底上形成包括开口的侧壁结构层，其后，在开口中形成图形化的牺牲层，加热图形化的牺牲层，以使图形化的牺牲层形成圆弧表面。后续，在牺牲层及侧壁结构层上形成上盖结构层，定义上盖结构层，以形成喷孔。接着，在相对于上盖结构层的基底的另一面，形成流体通道，并移除牺牲层，以形成流体腔。附图说明图1显示一种公知的单片化的流体喷射装置。图2A～图2I揭示本专利技术的实施例流体喷射装置的制造流程。图3为本专利技术的实施例流体喷射装置的立体图。图2H为沿图3I-I’剖面线的剖面图。图2I为沿图3II-II’剖面线的剖面图。图4为沿图3III-III’剖面线的剖面图。附图标记说明100～流体喷射装置；102～硅基底；104～流体腔壁；106～喷孔盖；108～流体腔； 110～喷孔；112～流体；114～流体通道；200～基底；202～致动元件；204～侧壁结构层； 206～开口；208～倾斜侧壁；210～牺牲层；210a～图案化牺牲层； 212～圆弧表面；214～隔绝层； 216～上盖结构层；218～喷孔；220～流体腔；222～流体腔上盖部分； 224～流体通道； 230～喷孔区； 232～中段区；234～流体入口区。具体实施例方式以下将以实施例详细说明做为本专利技术的参考，且范例伴随着图示说明。在图示或描述中，相似或相同的部分使用相同的图号。在图示中，实施例的形状或是厚度可扩大，以简化或是方便标示。图示中各元件的部分将以分别描述说明的，值得注意的是，图中未绘示或描述的元件，可以具有各种本领域的技术人员所知的形式，举例来说，本专利技术以下实施例并未特别说明本专利技术流体的驱动元件及驱动方式，本专利技术可应用本领域的技术人员所知的流体任何驱动元件及驱动方式，例如热驱动气泡(thermal driven bubble)。图2A～图2I揭示本专利技术的实施例流体喷射装置的制造流程。首先，请参照图2A，提供基底200，基底200可包括硅、玻璃和/或由其它材料组成，优选地，基底200为硅基底，其后，在基底200上形成致动元件202，此致动元件202用以驱动流体喷射装置的流体，本专利技术不限制于特定的致动元件，其可以为加热元件、压电元件(piezoelectric actuator)或是其它可用以驱动流体的元件。接下来，请参照图2B，形成侧壁结构层204(或称为流体腔壁)，定义出流体腔的预定位置。在本专利技术的实施例中，侧壁结构层204包括开口206，暴露出致动元件202，其中，此开口206用以定义出喷孔区230、流体入口区234及连通两者的中段区232的位置。侧壁结构层204可由例如光致抗蚀剂或是聚合物等高分子组成，在本专利技术的优选实施例中，侧壁结构层204由例如聚酰亚胺(Polyimide)的负光致抗蚀剂组成，更优选地，侧壁结构层204由疏水性材料组成，且优选的侧壁结构层204的厚度可介于10-40μm。侧壁结构层204可以例如进行旋转涂布或是沉积的方法，再进行光刻，蚀刻步骤形成。以由聚酰亚胺组成侧壁结构层204为例，可先在基底200和致动元件202上涂布聚酰亚胺，其后，进行曝光及显影步骤图形化侧壁结构层204，以形成可定义出流体腔位置的侧壁结构层204，此外，形成侧壁结构层204中的图形化步骤亦可采用压印或是激光蚀刻的方法。接下来，请参照图2C，可对侧壁结构层204进行加热步骤，以使侧壁结构层204产生熔融状态，而形成倾斜侧壁208，上述加热步骤的温度和时间可依照侧壁结构层204的材料和倾斜侧壁208的倾斜角度而决定，优选地，加热步骤的温度大体上大于侧壁结构层204的玻璃转换温度(Glass TransitionTemperature)。举例来说，以负光致抗蚀剂的侧壁结构层204为例，在喷孔区域的倾斜侧壁208的倾斜角度可介于50°～80°间，加热步骤的温度可介于80℃～140℃，而工艺时间可介于120秒～360秒之间。由于上述开口206在喷孔区域由具有倾斜侧壁208的侧壁结构层204形成，因此，开口206的顶部水平截面积较底部水平截面积大。接下来，请参照图2D，以例如旋转涂布法在侧壁结构层204上及侧壁结构层的开口206中形成牺牲层210，牺牲层210可由例如光致抗蚀剂或聚合物等高分子材料组成，在本专利技术的优选实施例中，牺牲层210为例如正光致抗蚀剂或是负光致抗蚀剂的感光性高分子，且优选地牺牲层210的厚度可介于5-25μm。需注意的是，牺牲层210和侧壁结构层204的蚀刻选择比优选大于10，以在后续步骤定义牺牲层210时，不致对侧壁结构层204造成太大损伤，优选地，侧壁结构层204由负光致抗蚀剂组成，而牺牲层210由正光致抗蚀剂组成。接着，请参照图2E，图形化牺牲层210，以使图案化后的牺牲层210a在后续加热步骤中在水平方向局限于上述开口206内，但在加热之前，牺牲层210的高度则可能高于或低于侧壁结构层204，另外，图案化后的牺牲层210a的水平截面积可依产品需要或是工艺条件决定，例如，图案化后的牺牲层210a的水平面积可介于上述开口的顶部截面积和底部截面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体喷射装置，包括：流体腔，至少由侧壁结构层及具有喷孔的上盖结构层形成，其中所述上盖结构层覆盖于所述侧壁结构层上，所述侧壁结构层与所述上盖结构层的夹角大于９０°；及流体通道，与所述流体腔连通，以供应流体到所述流体腔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪益智，沈光仁，陈苇霖，
申请(专利权)人：明基电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]