[实用新型]用于喷射流体的设备以及流体喷射设备

说明书

本公开的实施例涉及用于喷射流体的设备以及流体喷射设备。一种用于喷射流体的设备，包括：第一半导体本体，包括喷嘴和第一凹槽，第一凹槽限定腔室的第一部分，喷嘴被流体耦合到第一部分；以及第二半导体本体，具有膜和第二凹槽，第二凹槽限定腔室的第二部分，致动器操作性地被耦合到膜，其中第一半导体本体和第二半导体本体被耦合在一起，以便第一部分和第二部分共同形成被配置成容纳流体的腔室，以及其中第一部分限定腔室的总体积的第一体积，并且第二部分限定腔室的总体积的第二体积，第一体积大于第二体积。

技术领域

本公开涉及用于喷射流体的设备和流体喷射设备。

背景技术

现有技术中已知多种类型的流体喷射设备，特别是用于打印应用的喷墨头。具有适当修改的类似的头同样可以用于喷射除了油墨之外的流体，例如用于生物或生物医学领域中的应用、用于在制造用于生物分析的传感器中的生物材料(例如，DNA)的局部应用、用于织物或陶瓷的装饰、以及用于3D打印和添加剂生产的应用。

已知的制造方法设想经由胶合或键合来耦合大量预加工的部件；然而，所述方法昂贵并且需要高精度，并且所得到的设备具有大的厚度。

为了克服上述缺点，美国专利公开号2014/0313264公开了一种用于制造流体喷射设备的方法，利用通常用于制造半导体设备的技术将该流体喷射设备完全设置在硅衬底上，并且通过仅耦合三个晶片来获得该流体喷射设备。

美国专利公开号2017/182778公开了另一种用于制造改进型流体喷射设备的方法。特别地，在将对应的晶片耦合到其他晶片用于形成成品设备之前，在对应的晶片上执行用于制造喷嘴的步骤。另外，设想了以简单且廉价的方式在限定喷嘴的孔内形成具有高润湿性的层。最后，同样在该案例中，制造过程设想了仅耦合三个晶片，从而降低未对准的风险，并且限制制造成本。

晶片之间的耦合的步骤设想了它们具有大于最小厚度的某个厚度，以使得能够经由键合期间通常使用的工具对其进行处理。上述两种流体喷射设备都具有供给通道，该供给通道被布置在流体容纳腔室和用于喷射容纳在腔室中的流体的喷嘴之间。针对上面讨论的目的，该通道形成用于将流体从腔室通过结构层供给到喷嘴的路径，该结构层具有增加其中形成通道本身的对应的晶片的厚度的功能。

实用新型内容

本申请人已经发现，在给定的操作状况下，上述供给通道的存在可能导致打印头的谐振频率的恶化，并且同样可能影响从喷嘴喷射流体的速度，从而将速度减小。

为了解决上述问题，本公开提出了用于喷射流体的设备和流体喷射设备。

在第一方面，提供了一种用于喷射流体的设备，其包括：第一半导体本体，包括喷嘴和第一凹槽，第一凹槽限定腔室的第一部分，喷嘴被流体耦合到第一部分；以及第二半导体本体，具有膜和第二凹槽，第二凹槽限定腔室的第二部分，致动器操作性地被耦合到膜，其中第一半导体本体和第二半导体本体被耦合在一起，以便第一部分和第二部分共同形成被配置成容纳流体的腔室，以及其中第一部分限定腔室的总体积的第一体积，并且第二部分限定腔室的总体积的第二体积，第一体积大于第二体积。

根据一个实施例，致动器是操作性地被耦合到膜的压电致动结构。

根据一个实施例，第一半导体本体包括第一结构层，并且第二半导体本体包括第二结构层，第一凹槽在第一结构层中形成，并且第二凹槽在第二结构层中形成，第二结构层的厚度小于第一结构层的厚度。

根据一个实施例，由第一部分限定的腔室的第一体积在腔室的总体积的60％和90％之间。

根据一个实施例，设备还包括第三半导体本体，第三半导体本体被耦合到第二半导体本体，第三半导体本体包括被流体耦合到腔室的入口通孔。