具有改进的空气清除能力的微阀制造技术

本发明专利技术涉及具有改进的空气清除能力的微阀。一种微阀，包括基板，基板具有限定出致动器空腔的表面。排气沟槽从致动器空腔的具有终端区域的第一空腔部分向致动器空腔的具有可以从微阀中排出气体的结构的第二空腔部分延伸。盖板包括设置有致动器空腔的表面，致动器空腔包括具有终端区域的第一空腔部分和具有可以从微阀中排出气体的结构的第二空腔部分。中间板包括布置在致动器空腔中的可移位构件、可移位构件在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置，可移位构件防止经由微阀的流体连通，在打开位置，可移位构件不再防止经由微阀的流体连通。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的空气清除能力的微阀
本专利技术总体上涉及用于控制流体流过流体回路的微阀。具体地，本专利技术涉及这种微阀的改进结构，包括促进对空气的清除的通气结构，空气可能留存在微阀的一部分中，并因此可能对微阀的操作产生不期望的干扰。
技术介绍
总体来说，微机电系统是一种不仅包括电子和机械部件，而且体积较小的系统，通常包括尺寸在约10微米或更小的范围内的特征。术语“微机械加工”通常理解为涉及这种微机电系统装置的三维结构和移动部件的生产。过去，微机电系统使用改进的集成电路(例如，计算机芯片)制造技术(例如化学腐蚀)和材料(例如硅半导体材料)，所述材料被微机械加工以提供这些非常小的电子、机械部件。然而最近，可以使用其他的微机械加工技术和材料。 如本文所使用的，术语“微机械加工装置”是指一种包括尺寸通常在约10微米或更小范围内的特征的装置，由此，该装置至少部分地由微机械加工制成。另外，如本文所使用的，术语“微阀”是指尺寸通常位于约10微米或更小范围内的阀，由此其也至少部分地通过微机械加工形成。最后，如本文所使用的，术语“微阀装置”是指一种包括微阀，还包括其他部件的微机械加工装置。应当注意，如果微阀装置中包括除微阀之外的部件，那么这些其他部件可以是微机械加工部件或标准尺寸(即，较大的)部件。同样，微机械加工装置可既包括微机械加工部件又包括标准尺寸部件。 本领域中已知许多微阀结构用于控制流体流过流体回路。一种公知的微阀结构包括可移位构件，其支撑在设置于阀体的封闭内部空腔内，在闭合位置和打开位置之间枢转或其他运动。当布置在闭合位置时，可移位构件基本上阻塞第一流体端口(否则第一流体端口会与第二流体端口流体连通)，从而防止流体在第一和第二流体端口之间流动。当布置在打开状态下，可移位构件不再阻挡第一流体端口与第二流体端口的流体连通，从而允许流体在第一和第二流体端口之间流动。 在这种常规的微阀结构中，已经发现，在一些情况下，少量空气会留存在微阀中。如果这些空气没有从微阀中清除，可能对微阀的有效操作产生不期望的干扰。为了解决这种情况，已知当微阀初始打开时使微阀在打开和闭合位置之间快速地运转，以从微阀中清除留存在其内的所有空气。然而，微阀的这种初始运转也是效率低的。因此，期望提供一种微阀的改进结构，其促进清除微阀中留存的气体。
技术实现思路
本专利技术涉及一种微阀的改进结构，包括促进对空气的清除的结构，空气可能留存在微阀中内，并因此可能对微阀的操作产生不期望的干扰。微阀包括基板，基板具有限定出致动器空腔的表面。排气沟槽从致动器空腔的具有终端区域的第一空腔部分向致动器空腔的具有可以从微阀中排出空气的结构的第二空腔部分延伸。盖板包括设置有致动器空腔的表面，致动器空腔包括具有终端区域的第一空腔部分和具有可从微阀中排出空气的结构的第二空腔部分。中间板包括布置在致动器空腔内的可移位构件，可移位构件在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置，可移位构件防止经由微阀的流体连通，在打开位置，可移位构件不再防止经由微阀的流体连通。 当根据附图阅读本专利技术时，本领域技术人员从下面对优选实施例的详细说明中会更加清楚本专利技术的各方面。 【附图说明】 图1为微阀的基本结构的分解透视图，微阀包括盖板、中间板和基板。 图2为图1所示微阀的基本结构在组装后的透视图。 图3为现有技术微阀的常规盖板内表面的平面图。 图4为现有技术微阀的常规中间板的平面图。 图5为现有技术微阀的常规基板内表面的平面图。 图6为图3所示现有技术微阀的常规盖板内表面的一部分的透视图。 图7为图5所示现有技术微阀的常规基板内表面的一部分的透视图。 图8为根据本专利技术的改进的微阀的盖板内表面的平面图。 图9为本专利技术的微阀的基板内表面的平面图。 图10为图8所示盖板内表面的一部分的透视图。 图11为图9所示基板内表面的一部分的透视图。 图12为图8-11所示中间板和基板在组装后的一部分的平面图，可移位构件布置在第一操作位置。 图13为图12所示中间板和基板在组装后的一部分的平面图，可移位构件布置在第二操作位置。 【具体实施方式】 现参照附图，图1和2示出微阀I的基本结构，于所示的程度，其既表示微阀的常规结构又表示根据本专利技术的微阀的改进结构。所示微阀I包括盖板2、中间板3和基板4。盖板2具有外表面5和内表面6。盖板2还形成有一个或多个开口(在所不实施例中，不出两个这样的开口 2a、2b)，以本领域公知的方式，所述开口允许一条或多条导电线(未示出)穿过。中间板3具有第一表面7和第二表面8。基板4具有内表面9和外表面10。基板4还形成有一个或多个开口(在所示实施例中，示出三个这样的开口 4a、4b和4c)，以本领域公知的方式，所述开口允许流体流进和流出微阀I。 当微阀I如图2所示组装，盖板2的内表面6接合中间板3的第一表面7，基板4的内表面9接合中间板3的第二表面8。盖板2、中间板3和基板4可以任何期望方式保持为这种取向。例如，盖板2和/或基板4的一部分可以例如通过熔融结合、化学结合或者物理结合(比如，机械紧固件和/或粘合剂)结合到中间板3。盖板2、中间板3和基板4可由任何期望材料或材料组合构成。例如，盖板2、中间板3和基板4可由硅和/或类似材料构成。 图3和6详细示出现有技术微阀的常规盖板2的内表面6的结构。如图所示，常规盖板2包括设置在其内表面6上的致动器空腔，总体上由标号11表示。所示致动器空腔11包括上部致动器臂空腔部分11a、中央致动器臂空腔部分lib、下部致动器臂空腔部分11c、致动器肋空腔部分lid、致动器脊空腔部分lie和致动器铰链空腔部分Ilf。上部致动器臂空腔部分IIa设置有一对凹槽区域12a，12b。所示致动器空腔11还设置有一个或多个压力平衡凹陷13。 图4详细示出现有技术微阀的常规中间板3的结构。如图所示，常规中间板3包括总体上由标号30表示的可移位构件，其包括形成有一对开口 31a，31b的密封部分31。密封部分31经由纵长臂部分32连接至铰链部分33，铰链部分33与常规中间板3 —体形成。中间板3还包括致动器，致动器包括多个致动器肋34，致动器肋34经由中央脊35连接到位于密封部分31和铰链部分33中间位置的纵长臂部分32。 如图4所示，多个致动器肋34的第一部分的第一末端(当观看图4时，上部肋34)在其第一末端柔性地连接至中间板3的第一非移动部分。多个致动器肋34的第一部分的第二末端连接至中央脊35。中间板3的第一非移动部分电连接至设置在中间板3上的第一焊盘(未示出)。类似地，多个致动器肋34的第二部分的第一末端(当观看图4时，下部肋34)在其第一末端柔性地连接至中间板3的第二非移动部分。多个致动器肋34的第二部分的第二末端也连接至中央脊35。中间板3的第二非移动部分电连接至设置在中间板3上的第二焊盘(未示出)。除了经由多个致动器肋34，第二焊盘与第一焊盘电绝缘。 以本领域公知的方式，电流可从第一焊盘经由多个致动器肋34传输到第二焊盘。这种电流引起致动器肋34的热膨胀，这使中央脊35轴向移动。如上所述，中央脊35连接至纵长臂部分32。因此，中央脊35的轴向移动使可移位构件30的纵长臂部分32 (本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微阀，包括： 第一板，包括其内设置有致动器空腔的表面，所述致动器空腔包括具有终端区域的第一空腔部分、具有能够从微阀中排出空气的结构的第二空腔部分以及从所述第一空腔部分向所述第二空腔部分延伸的排气结构；以及 第二板，具有抵靠第一板的所述表面的表面，并包括可移位构件，所述可移位构件布置在所述致动器空腔内，在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置，所述可移位构件防止经由微阀的流体连通，在打开位置，所述可移位构件不再防止经由微阀的流体连通。

【技术特征摘要】
2013.06.24 US 61/838,4781.一种微阀，包括: 第一板，包括其内设置有致动器空腔的表面，所述致动器空腔包括具有终端区域的第一空腔部分、具有能够从微阀中排出空气的结构的第二空腔部分以及从所述第一空腔部分向所述第二空腔部分延伸的排气结构；以及 第二板，具有抵靠第一板的所述表面的表面，并包括可移位构件，所述可移位构件布置在所述致动器空腔内，在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置，所述可移位构件防止经由微阀的流体连通，在打开位置，所述可移位构件不再防止经由微阀的流体连通。2.如权利要求1所述的微阀，其中: 所述致动器空腔包括上部致动器臂空腔部分、中央致动器臂空腔部分、下部致动器臂空腔部分、致动器肋空腔部分、致动器脊空腔部分和铰链空腔部分；并且其中 所述可移位构件包括布置在上部致动器臂空腔部分中的密封部分、布置在中央致动器臂空腔部分中的纵长臂部分、布置在铰链空腔部分中的铰链部分、布置在致动器脊空腔部分中的多个致动器肋以及将多个致动器肋连接到纵长臂部分的中央脊。3.如权利要求1所述的微阀，其中所述排气结构为设置在所述第一板的所述表面上的沟槽。4.如权利要求1所述的微阀，还包括: 第三板，包括其内设置有致动器空腔的表面，所述致动器空腔包括具有终端区域的第一空腔部分以及具有能够从微阀中排出空气的结构的第二空腔部分；并且其中 所述可移位构件也布置在所述第三板的致动器空腔内，在闭合位置和打开位置之间移动。5.如权利要求4所述的微阀，其中所述第三板包括从所述第三板的第一空腔部分向所述第三板的第二空腔部分延伸的排气结构。6.如权利要求5所述的微阀，其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·N·福勒，P·阿鲁纳萨拉姆，C·杨，M·鲁克维克，J·奥杰达，
申请(专利权)人：浙江盾安禾田金属有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33