用于流体的连续喷射的微流体设备及相关的制造过程制造技术

本公开的各实施例涉及用于流体的连续喷射的微流体设备及相关的制造过程。一种用于流体的连续喷射的微流体设备，包括：横向界定腔室的半导体主体；形成膜的中间结构，每个膜在顶部界定对应腔室；以及覆盖中间结构的喷嘴主体。对于每个腔室，该设备包括：对应的压电致动器；穿过中间结构并且与腔室连通的供应通道；以及穿过喷嘴主体并且与供应通道连通的喷嘴。每个致动器可以被控制，以便：i)在静止状况下操作，以使对应腔室内的流体的压力等于如下值：以便流体穿过供应通道并且以连续流的形式从喷嘴中喷射；ii)在活动状况下操作，在活动状况中，它引起对应膜的变形，并且引起流体的压力的随之而来的变化，从而引起连续流的暂时中断。

【技术实现步骤摘要】
用于流体的连续喷射的微流体设备及相关的制造过程
本公开涉及一种用于进行流体的喷射(诸如用于油墨打印)的微流体设备，并且涉及相关的制造过程。
技术介绍
众所周知，对于喷涂油墨、香料等，已经提出使用小尺寸的微流体设备，其可以使用低成本的MEMS(微电极机械系统)制造技术来获得。通常，微流体设备包括多个单元，多个单元中的每个单元包括适于包含液体的腔室，并且包括喷嘴，在要打印的介质的方向上，液体可以通过喷嘴以液滴的形式从微流体设备离开。更详细地，按需滴落(DoD)类型的微流体设备是已知的，其中单元具有通常是热或压电类型的致动器，该致动器可以被电子地控制以便强制单个液滴通过喷嘴的喷射；在没有致动器的作用的情况下，腔室中的液体没有足够的压力来使液滴能够通过喷嘴。因此，根据期望的打印来驱动单元的致动器。因此，可能发生的是，喷嘴针对较长的时间段未被油墨穿过，在这种情况下，可能在喷嘴中形成不期望的结垢。同样已知的是具有连续喷射的油墨的类型的微流体设备，其使得能够通过每个喷嘴进行稳定的油墨流的喷射。此外，每个单元具有可用的相应的热致动器，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于流体的连续喷射的微流体设备，包括：/n半导体主体；/n主腔室，在所述半导体主体中，所述主腔室被配置为耦合到液压系统，所述液压系统被配置为利用流体填充所述主腔室；/n中间结构，所述中间结构包括界定所述主腔室的顶部的主膜；/n喷嘴主体，所述喷嘴主体覆盖所述中间结构；/n主压电致动器，布置在所述主膜上，所述主压电致动器被配置为被电控制，以使所述主膜经受变形并且使存在于所述主腔室中的所述流体的压力变化；/n主供应通道，所述主供应通道穿过所述中间结构，所述主供应通道在横向上与所述主膜相邻地被定位，并且与所述主腔室流体连通；以及/n主喷嘴，延伸穿过所述喷嘴主体并且与所述主供应通道流体连通，其中...

【技术特征摘要】
20190524 IT 1020190000071961.一种用于流体的连续喷射的微流体设备，包括：
半导体主体；
主腔室，在所述半导体主体中，所述主腔室被配置为耦合到液压系统，所述液压系统被配置为利用流体填充所述主腔室；
中间结构，所述中间结构包括界定所述主腔室的顶部的主膜；
喷嘴主体，所述喷嘴主体覆盖所述中间结构；
主压电致动器，布置在所述主膜上，所述主压电致动器被配置为被电控制，以使所述主膜经受变形并且使存在于所述主腔室中的所述流体的压力变化；
主供应通道，所述主供应通道穿过所述中间结构，所述主供应通道在横向上与所述主膜相邻地被定位，并且与所述主腔室流体连通；以及
主喷嘴，延伸穿过所述喷嘴主体并且与所述主供应通道流体连通，其中：
所述主压电致动器被配置为被电控制以便在静止状况下操作，以使所述主腔室内的所述流体的所述压力等于基准值，以使所述流体穿过所述主供应通道并且以连续流的形式从所述主喷嘴喷射；并且
所述主压电致动器被配置为被电控制以便在活动状况下操作，在所述活动状况中，所述主压电致动器引起所述主膜的变形，并且引起所述主腔室内的所述流体的所述压力相对于所述基准压力的随之而来的压力变化，所述压力变化引起所述连续流的暂时中断。


2.根据权利要求1所述的微流体设备，其中所述主压电致动器被配置为被电控制，以引起所述主膜朝向所述主腔室的弯曲并且引起所述主膜的随后的弹性返回，随着所述主膜朝向所述喷嘴主体的随之而来的弯曲，使得所述主腔室内的所述流体的所述压力首先超过所述基准压力，并且随后下降到所述基准压力之下，以便引起流体的第一连续部分通过所述主喷嘴的喷射，所述第一连续部分包括扩大的端部，并且引起流体的随后的第二连续部分通过所述主喷嘴的喷射，流体的所述第二连续部分与流体的所述第一连续部分分离。


3.根据权利要求1所述的微流体设备，包括第一腔体，所述第一腔体在所述喷嘴主体中延伸，面对所述中间结构，与所述主喷嘴横向地间隔开并且覆盖所述主压电致动器；其中所述喷嘴主体被固定到所述中间结构的横向界定所述主供应通道的部分。


4.根据权利要求1所述的微流体设备，其中所述主腔室在与所述主喷嘴相反的方向上开口。


5.根据权利要求1所述的微流体设备，还包括：
一对次级腔室，形成在所述半导体主体中，并且被配置为耦合到所述液压系统，以便利用流体填充所述第二次级腔室；
一对次级膜，形成在所述中间结构中，每个次级膜界定所述一对次级腔室中的对应的次级腔室的顶部；
一对次级压电致动器，分别布置在所述一对次级膜中的对应的次级膜上，每个次级压电致动器被配置为被电控制，以便使所述对应的次级膜经受变形，并且使存在于所述对应的次级腔室中的所述流体的压力变化；
一对次级供应通道，所述一对次级供应通道分别穿过所述中间结构，每个次级供应通道在横向上与所述一对次级膜中的对应的次级膜相邻，并且与所述对应的次级腔室流体连通；以及
一对次级喷嘴，延伸穿过所述喷嘴主体，并且分别与所述次级供应通道流体连通；其中所述主腔室具有对称轴，并且所述一对次级腔室关于所述对称轴对称。


6.根据权利要求5所述的微流体设备，还包括第二腔体，所述第二腔体在所述喷嘴主体中延伸，面对所述中间结构，相对于所述第一腔体横向地间隔开，并且覆盖所述次级压电致动器；其中所述主喷嘴和所述次级喷嘴介于所述第一腔体和所述第二腔体之间。


7.根据权利要求5所述的微流体设备，其中所述主腔室的至少一部分在所述一对次级腔室之间延伸。


8.一种系统，包括：
微流体设备，所述微流体设备包括：
半导体主体；
多个主腔室，在所述半导体主体中，所述主腔室包括流体；
中间结构，所述中间结构包括多个主膜，所述多个主膜中的每个主膜界定所述多个主腔室中的对应的主腔室的顶部；以及
喷嘴主体，所述喷嘴主体覆盖所述中间结构；
多个主压电致动器，分别布置在所述多个主膜中的对应的主膜上，每个主压电致动器被配置为被电控制，以便使所述对应的主膜经受变形，并且使存在于所述对应的主腔室中的所述流体的压力变化；
多个主供应通道，所述多个主供应通道分别穿过所述中间结构，每个主供应通道在横向上与所述多个主膜中的对应的主膜相邻地被定位，并且与所述对应的主腔室流体连通；以及
多个主喷嘴，延伸穿过所述喷嘴主体并且分别与所述主供应通道流体连通；以及
液压系统，被配置为利用所述流体填充所述主腔室，其中：
每个主压电致动器被配置为被电控制以便在静止状况下操作，以使所述对应的主腔室内的所述流体的所述压力等于基准值，以使所述流体穿过所述对应的主供应通道并且以连续流的形式从所述对应的主喷嘴喷射；并且
每个主压电致动器被配置为被电控制以便在活动状况下操作，在所述活动状况中，所述主压电致动器引起所述对应的主膜的变形，并且引起所述对应的主腔室内的所述流体的所述压力相对于所述基准压力的随之而来的压力变化，所述压力变化引起所述连续流的暂时中断。


9.根据权利要求8所述的系统，其中每个主压电致动器被配置为被电控制，以引起所述对应的主膜朝向所述对应的主腔室的弯曲并且引起所述对应的主膜的随后的弹性返回，随着所述对应的主膜朝向所述喷嘴主体的随之而来的弯曲，使得所述对应的主腔室内的所述流体的所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·朱斯蒂，A·N·科莱基亚，G·桑托鲁沃，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT