致动传感模块制造技术

本案提供一种致动传感模块，由致动装置、第一基板、阀片层、第二基板依序堆叠构成。第一基板包含进气通道、排气通道、进气口及排气口，第二基板开设一贯穿槽。阀片层设置于第一基板及第二基板之间，使其进气阀及排气阀分别封闭隔绝进气通道及排气通道。致动装置封闭设置于第二基板的贯穿槽，以在阀片层及贯穿槽之间形成一压缩腔室。进气口、进气通道、压缩腔室、排气通道及排气口相互连通形成一气流回路，且传感器设置于气流回路中。透过致动装置驱动外界的一气体于气流回路中循环流通，可供传感器对循环的该气体进行监测。

Actuation sensing module

【技术实现步骤摘要】
致动传感模块
本案是关于一种致动传感模块，尤指一种透过气体循环的方式感测气体的致动传感模块。
技术介绍
目前人类在生活上对环境的监测要求愈来愈重视，例如一氧化碳、二氧化碳、挥发性有机物(VolatileOrganicCompound，VOC)、PM2.5等等环境的监测，环境中这些气体暴露会对人体造成不良的健康影响，严重的甚至危害到生命，因此，环境气体监测纷纷引起各国重视，并渐渐成为生活中不可忽略的课题。然而，现有的技术中，环境气体检测仪器体积过大，例如：空气滤净机，且不便于使用者随身携带，因此，使用者欲即使取得周遭环境的气体信息仍具有一定的难度，且使用者仍很有可能因此暴露在具有危害人体的气体的环境之中。是以，如何随时随地取得周遭环境的气体信息实为当前极需解决的问题。除此之外，已知的环境气体检测仪器中并没有防水、防尘的功能，若于气体流通的过程中有水气或液体流入仪器之中，易使输出的气体含水气，进而导致用以感测气体的电子元件遭致受潮、生锈，甚至是损坏的风险。此外，已知的环境气体检测仪器亦没有防尘功能，若于气体流通的过程中有粉尘进入环境气体检测仪器之中，亦有可能导致元件受损、气体传输效率下降等等的问题。是以，如何使环境气体检测仪器达到防水、防尘的目的同样为当前极需解决的课题。因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失，可使环境气体检测的仪器或设备达到体积小、微型化且静音的目的，并兼具防水及防尘的功能，实为目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本案的主要目的在于提供一种致动传感模块，借由压电膜高频作动产生的气体波动，于设计后的流道中产生压力梯度，而使气体高速流动，且透过流道进出方向的阻抗差异，将气体由吸入端传输至排出端，俾解决已知技术的采用气体传输装置的仪器或设备所具备的体积大、难以薄型化、无法达成可携式的目的，以及噪音大等缺失。本案的另一主要目的在于提供一种同时兼具防水、防尘功能的致动传感模块，借由防护膜的设置以过滤水气及粉尘，俾解决已知的气体传输装置于气体输送的过程中，有水气或粉尘进入气体传输装置，进而导致元件受损、气体传输效率下降等等的问题。为达上述目的，本案的一较广义实施样态为提供一种致动传感模块，包含：第一基板，包含进气通道、排气通道、进气口与排气口，进气通道与排气通道分别透过进气口与排气口连通至第一基板之外部；第二基板，开设贯穿槽；阀片层，包含进气阀与排气阀，阀片层设置于第一基板及第二基板之间，且进气阀及排气阀分别封闭隔绝进气通道及排气通道；致动装置，设置于第二基板并封闭贯穿槽，以在阀片层与第二基板的贯穿槽之间形成压缩腔室，其中进气口、进气通道、压缩腔室、排气通道及排气口相互连通而形成气流回路；以及传感器，设置于气流回路中的任一位置；透过驱动致动装置，使阀片层的进气阀向上振动开启，以将外界的一气体经由进气口导入进气通道内，并使气体流经阀片层进入压缩腔室，再透过致动装置压缩压缩腔室，使阀片层的排气阀向下振动开启，使气体由压缩腔室流经阀片层进入排气通道，并由排气口排出，以供设置于气流回路中的传感器对循环流通的气体进行监测。【附图说明】图1A为本案的一较佳实施例的致动传感模块的结构示意图。图1B为本案的一较佳实施例的致动传感模块的进气作动结构示意图。图1C为本案的一较佳实施例的致动传感模块的排气作动结构示意图。图2A为本案的另一较佳实施例的致动传感模块的结构示意图。图2B为本案的另一较佳实施例的致动传感模块的进气作动结构示意图。图2C为本案的另一较佳实施例的致动传感模块的排气作动结构示意图。【具体实施方式】体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。本案的致动传感模块可用于感测周遭环境的空气品质，并同时兼具防水、防尘及静音的效果，可应用于手机、平板电脑、穿戴式装置或任何建构以包含微处理器、RAM等零件的类似行动式电子设备。请参阅图1A，其为本案的一较佳实施例的致动传感模块的结构示意图。如图所示，致动传感模块1包含第一基板10、第二基板11、致动装置12、阀片层13及传感器14。其中，第一基板10穿设一进气通道101及一排气通道102，且进气通道101及排气通道102分别在第一基板10的一外表面上形成一进气口1011及一排气口1021。第二基板11开设一贯穿槽110，在本实施例中，贯穿槽110由一凹槽1101以及穿设该凹槽1101的第二进气通道1102与第二排气通道1103所构成。当第一基板10与第二基板11叠合组装之后，第二基板11的第二进气通道1102与第二排气通道1103，可分别对应连通第一基板10的进气通道101与排气通道102。在本案的较佳实施例中，第一基板10与第二基板11皆可为但不限于特殊应用芯片(ASIC)或系统单芯片(SOC)，第一基板10透过半导体制程成型出其进气通道101及排气通道102，且第二基板11亦透过半导体制程成型出其贯穿槽110的结构。第一基板10与第二基板11是以封装方式结合。在本案的较佳实施例中，第一基板10更透过半导体制程制出一第一控制电路151，且第二基板11亦透过半导体制程制出一第二控制电路152。第一控制电路151与第二控制电路152为集成电路，其中，第一控制电路151电性连接传感器14，以接收传感器14所产生的感测数据并加以运算处理。第二控制电路152电性连接致动装置12，以提供致动装置12驱动电源。在本案的另一些实施例中，仅第一基板10与第二基板11中的一者透过半导体制程制出一控制电路，并借由该单一控制电路，提供致动装置12驱动电源与计算处理自传感器14所接收的感测数据。请继续参阅图1A，致动装置122是用以驱动气体，其封闭设置于第二基板11的贯穿槽110，借以在贯穿槽110与阀片层13之间定义形成一压缩腔室A。在本案的较佳实施例中，致动装置12为一微机电系统气体泵(MicroelectromechanicalSystems,MEMS)，透过干、湿蚀刻的方式进行材料表面的微加工，以制成一体成型的微型气体泵，其主要包含致动膜121及压电膜122，其中致动膜121是为透过面型微加工技术(Surfacemicromachining)所制成的平面结构，且致动膜121由一金属材料薄膜或一多晶硅薄膜所构成，但不以此为限，可依据实际情形任施变化。压电膜122可为但不限于以溶胶凝胶法(Sol-gelmethod)制成的一金属氧化物薄膜，并贴附于致动膜121的表面上。当压电膜122驱动致动膜121向上振动时，使压缩腔室A产生压力梯度，则使气体由进气通道101透过第二进气通道1102流入压缩腔室A中(即如图1B所示)；反之，当压电膜122驱动致动膜121向下振动时，压缩腔室A受到压缩，则使气体由压缩腔室A透过第二排气通道1103流出至排气通道102中(即如图1C所示)。借由压电膜122沿垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致动传感模块，其特征在于，包含：/n一第一基板，包含一进气通道、一排气通道、一进气口与一排气口，该进气通道与该排气通道分别透过该进气口与该排气口连通至该第一基板之外部；/n一第二基板，开设一贯穿槽；/n一阀片层，包含一进气阀与一排气阀，该阀片层设置于该第一基板及该第二基板之间，且该进气阀及该排气阀分别封闭隔绝该进气通道及该排气通道；/n一致动装置，设置于该第二基板并封闭该贯穿槽，以在该阀片层与该第二基板的该贯穿槽之间形成一压缩腔室，其中该进气口、该进气通道、该压缩腔室、该排气通道及该排气口相互连通而形成一气流回路；以及/n一传感器，设置于该气流回路中的任一位置；/n透过驱动该致动装置，使该阀片层的该进气阀向上振动开启，以将外界的一气体经由该进气口导入该进气通道内，并使该气体流经该阀片层进入该压缩腔室，再透过该致动装置压缩该压缩腔室，使该阀片层的该排气阀向下振动开启，使该气体由该压缩腔室流经该阀片层进入该排气通道，并由该排气口排出，以供设置于该气流回路中的该传感器对循环流通的该气体进行监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种致动传感模块，其特征在于，包含：
一第一基板，包含一进气通道、一排气通道、一进气口与一排气口，该进气通道与该排气通道分别透过该进气口与该排气口连通至该第一基板之外部；
一第二基板，开设一贯穿槽；
一阀片层，包含一进气阀与一排气阀，该阀片层设置于该第一基板及该第二基板之间，且该进气阀及该排气阀分别封闭隔绝该进气通道及该排气通道；
一致动装置，设置于该第二基板并封闭该贯穿槽，以在该阀片层与该第二基板的该贯穿槽之间形成一压缩腔室，其中该进气口、该进气通道、该压缩腔室、该排气通道及该排气口相互连通而形成一气流回路；以及
一传感器，设置于该气流回路中的任一位置；
透过驱动该致动装置，使该阀片层的该进气阀向上振动开启，以将外界的一气体经由该进气口导入该进气通道内，并使该气体流经该阀片层进入该压缩腔室，再透过该致动装置压缩该压缩腔室，使该阀片层的该排气阀向下振动开启，使该气体由该压缩腔室流经该阀片层进入该排气通道，并由该排气口排出，以供设置于该气流回路中的该传感器对循环流通的该气体进行监测。


2.如权利要求1所述的致动传感模块，其特征在于，该传感器对应该进气口设置于该进气通道中。


3.如权利要求1所述的致动传感模块，其特征在于，该传感器对应该排气口设置于该排气通道中。


4.如权利要求1所述的致动传感模块，其特征在于，该传感器透过半导体制程设置于该第一基板与该第二基板中的一者。


5.如权利要求1所述的致动传感模块，其特征在于，该第一基板透过半导体制程成型出该进气通道与该排气通道，且该第二基板透过半导体制程成型出该贯穿槽。


6.如权利要求1所述的致动传感模块，其特征在于，该第一基板透过半导体制程制出一第一控制电路，该第二基板透过半导体制程制出一第二控制电路，该第一控制电路电性连接该传感器以接收该传感器所产生的感测数据并加以运算处理，而该第二控制电路则电性连接该致动装置以提供该致动装置驱动电源。


7.如权利要求1所述的致动传感模块，其特征在于，该进气阀及该排气阀分别为一可启闭式阀门开关结构。


8.如权利要求1所述的致动传感模块，其特征在于，该阀片层为一弹性膜状阀。


9.如权利要求8所述的致动传感模块，其特征在于，该阀片层更包含多个空隙，该多个空隙设置于该进气阀及该排...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫皓然，陈世昌，廖家淯，陈寿宏，廖鸿信，李秋霖，陈美燕，黄启峰，韩永隆，
申请(专利权)人：研能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71