[发明专利]微流体致动器的异质整合芯片

说明书

一种微流体致动器的异质整合芯片，包含：一第一基板，具有一第一腔体；一第一绝缘层，设置于第一基板上；一第一导电层，设置于第一绝缘层上，并具有至少一电极垫片；一压电层，设置于第一导电层上；一第二导电层，设置于压电层上；一第二基板，接合于第一基板，借以定义出一第二腔体，并具有一喷孔、一流体流道以及一第三腔体；一接合层，接合于第一基板与第二基板之间；一控制元件，设置于第二基板中；至少一穿孔槽，由至少一电极垫片贯穿至第二基板；以及至少一导电体，填充于至少一穿孔槽中。

技术领域

本案关于一种整合芯片，尤指一种使用微机电半导体制程制作的微流体致动器的异质整合芯片。

背景技术

目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微型帮浦产品所包含的微流体致动器为其关键技术。

随着科技的日新月异，流体输送结构的应用上亦愈来愈多元化，举凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热、生活电子产品……等，甚至近来热门的行动穿戴装置亦可见它的踨影，可见传统的流体致动器已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。

现有技术中已发展多种微机电半导体制程制出的微流体致动器，然而，如何整合微流体致动器本体与控制元件(如微控器、控制电路)的整合，仍为发展的重要内容。

发明内容

本案的主要目的是提供一种微流体致动器的异质整合芯片，与以半导体制程等制作的MOS电路IC或微控制器等，以硅穿孔(TSV)封装技术结合而成。

本案的一广义实施态样为一种微流体致动器的异质整合芯片，包含一第一基板、一第一绝缘层、一第一导电层、一压电层、一第二导电层、一第二基板、一接合层、一控制元件、至少一穿孔槽以及至少一导电体。第一基板，具有第一腔体。第一绝缘层，设置于第一基板上。第一导电层，设置于第一绝缘层上，并具有至少一电极垫片。压电层，设置于第一导电层上。第二导电层，设置于压电层上。第二基板，接合于第一基板，借以定义出第二腔体，并具有喷孔、流体流道以及第三腔体。接合层，接合于第一基板与第二基板之间。控制元件，设置于第二基板中。至少一穿孔槽，由至少一电极垫片贯穿至第二基板。至少一导电体，填充于至少一穿孔槽中。

本案的另一广义实施态样为一种微流体致动器的异质整合芯片，包含一第一基板、一第一绝缘层、一第一导电层、一压电层、一第二导电层、一第二基板、一控制元件、至少一穿孔槽以及至少一导电体。第一基板，具有至少一第一腔体。第一绝缘层，设置于第一基板上。第一导电层，设置于第一绝缘层上，并具有至少一电极垫片。压电层，设置于第一导电层上。第二导电层，设置于压电层上，第一导电层、压电层、第二导电层定义出至少一致动区。第二基板，接合于第一基板，借以定义出至少一第二腔体，并具有至少一喷孔、至少一流体流道以及至少一第三腔体，第一基板的至少一第一腔体、第二基板的至少一第二腔体、至少一喷孔、至少一流体流道以及至少一第三腔体与至少一致动区位置相对应。控制元件，设置于第二基板中。至少一穿孔槽，由至少一电极垫片贯穿至第二基板。至少一导电体，填充于至少一穿孔槽中。

附图说明

图1为本案微流体致动器的异质整合芯片的第一实施例的剖面示意图。

图2A至图3F为本案第一实施例的制造步骤分解示意图。

图4为本案第一实施例的微流体致动结构的剖面示意图。

图5A及图5B为本案第一实施例的不同深度态样示意图。

图6为本案第一实施例的流体流动示意图。

图7为本案微流体致动器的异质整合芯片的第二实施例的部分立体俯视图。

图8为本案第二实施例的流体流动示意图。

图9为本案微流体致动器的异质整合芯片的第三实施例的剖面示意图。

图10A至图10C为本案第三实施例的不同结构态样的局部立体示意图。

图11为本案微流体致动器的异质整合芯片的第四实施例的剖面示意图。