[发明专利]微流体喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流体喷射装置，特别涉及一种高密度的微流体喷射装置。

背景技术

随着半导体制造技术的进步，常规微流体喷射装置已可通过微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)工艺来达到微型化的目的，由于微机电系统(MEMS)主要系采用单片结构制作，故可省去传统对准(Alignment)以及接合(Bonding)等步骤以提升结构上的精度，进而可广泛地应用在喷墨打印机等个人计算机接口设备当中。

首先请参阅图1，常规微流体喷射装置例如为一设置于喷墨打印机内的喷墨芯片，其主要包括硅衬底S、歧管10、多个流道20、多个流体腔30、多个喷孔40以及喷孔层(未图示)。前述歧管10、流道20以及流体腔30以蚀刻方式形成于硅衬底S上，前述喷孔层则覆盖于硅衬底S上方，其中流体腔30位于硅衬底S与喷孔层之间，前述喷孔40则形成于喷孔层上并且分别与各流体腔30相通。如图1所示，前述歧管10朝Y轴方向延伸，流道20则朝X轴方向延伸，用以分别连接歧管10以及每一流体腔30，如此一来流体可依序经过歧管10、流道20以及流体腔30(如箭头方向所示)，进而由流体腔30上方的喷孔40喷出。

一般而言，传统的流体腔30结构大致呈矩形，且流体腔30的侧边平行于X轴或Y轴方向。特别地是，在图1所示的相邻流体腔30间隔安全距离d，用以提供足够的结构强度来支撑硅衬底S上方的喷孔层，其中每一流体腔30在Y轴方向上分别具有长度h，使得相邻喷孔40之间相隔距离D，其中D＝d+h。

此外，已知美国专利第6693045号另揭露了一种利用MEMS制作喷墨芯片的方法，其主要通过多阶段的蚀刻工艺，藉以提升硅衬底上单位面积的喷墨芯片数。然而，上述采用多阶段蚀刻工艺的方式具有制造过程复杂以及成本较高等缺点，因此如何能提供一种工艺简单且成本低廉的微流体喷射装置始成为一重要课题。

发明内容

本发明提供一种微流体喷射装置，主要包括硅衬底、歧管、流道以及流体腔。前述歧管、流道以及流体腔形成于衬底上，其中流道连接歧管与流体腔。其中，前述流体腔具有第一侧边，上述第一侧边相对于流道方向倾斜一特定角度。

在一优选实施例中，前述流体腔大致呈矩形。

在一优选实施例中，前述硅衬底为一[100]硅衬底，且第一侧边相对于流道倾斜约45°。

在一优选实施例中，前述硅衬底为一[100]硅衬底，且第一侧边相对于硅衬底的[110]晶面倾斜约45°。

在一优选实施例中，前述流体腔大致呈平行四边形。

在一优选实施例中，前述硅衬底为一[110]硅衬底，且第一侧边相对于流道倾斜约70.52°。

在一优选实施例中，前述硅衬底为一[110]硅衬底，且第一侧边相对于硅衬底的[111]晶面倾斜约70.52°。

在一优选实施例中，前述流体腔还具有第二侧边，其中第二侧边邻接第一侧边，且第一、第二侧边的夹角约70.52°。

在一优选实施例中，前述微流体喷射装置还包括喷孔层以及喷孔，喷孔层连接硅衬底，流体腔形成于硅衬底与喷孔层之间，前述喷孔形成于喷孔层上并且与流体腔相通。

在一优选实施例中，前述微流体喷射装置还包括流体喷射致动器，上述流体喷射致动器邻近于前述喷孔，用以驱动流体腔内的流体由喷孔喷出。

在一优选实施例中，前述流体腔以各向异性蚀刻方式形成于硅衬底上。

本发明还提供一种微流体喷射装置，包括硅衬底、歧管、多个流道以及多个流体腔。上述硅衬底、歧管、流道以及流体腔皆形成于硅衬底上，其中每一流道分别连接前述歧管以及各流体腔。前述每一流体腔分别具有第一侧边，上述第一侧边相对于流道方向倾斜一特定角度，其中相邻流体腔在前述歧管方向上的投影至少部份重叠。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举详尽实施例并配合附图做详细说明。

附图说明

图1为表示常规微流体喷射装置的示意图；

图2为表示本发明的微流体喷射装置的示意图；以及

图3为表示本发明中另一实施例的示意图。

主要组件符号说明

10～歧管

20～流道

30～流体腔

301～第一侧边

302～第二侧边

40～喷孔

D、D’～距离

d～安全距离

h～长度

P～流体喷射致动器

S～硅衬底

θ1～第一角度

θ2～第二角度