用于多个喷嘴的利用单个驱动信号的微流体系统的制作方法_2

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。该流体输送构件80将流体从储液器50递送至微流体递送构件64。
[0043]该流体输送构件80被配置为使得储液器50中的流体诸如利用毛细作用克服重力从第一端82行进至第二端84。流体可通过毛细作用、扩散、吸力、虹吸、真空或其它机制行进。该流体输送构件80可以是纤维或烧结珠的形式。
[0044]如最佳不于图4中,流体输送构件80的第二端84由从盖54的内表面延伸的输送覆盖物86包围。流体输送构件80的第二端84和输送覆盖物86形成腔体88。腔体88可以在输送覆盖物86与流体输送构件80之间被基本上密封以防止来自储液器50的空气进入腔体88。
[0045]在腔体88之上的是盖54中的第一通孔90,其将流体输送构件80的第二端84之上的腔体88通过微流体递送构件64的开口 78而流体親合至流体路径。微流体递送构件64被紧固至盖54并在该盖的第一通孔90之上并且接纳流体。
[0046]如图4和5A-5C示出的,微流体递送构件64可以包括承载半导体裸片92的印刷电路板106。印刷电路板106包括第一圆形开口 136和第二圆形开口 138以及椭圆形开口140。来自盖54的尖头142延伸穿过开口 136、138、140以确保板106与流体路径合适地对准。椭圆形开口 140与较宽的尖头相互作用,使得板106仅可以以一种布置方式配合到盖54上。
[0047]板的上表面和下表面可以被涂覆有焊接掩膜124a、124b。在焊接掩膜124中的开口可以被提供在裸片92的接触焊盘112被定位在电路板106上的位置或者在第一端72的触点74被形成的位置。焊接掩膜124可以被用作保护层以覆盖由板106承载的电迹线75,电迹线75将裸片92的接触焊盘112耦合至电触点74,电触点74将接触焊盘112耦合至外部电源。
[0048]印刷电路板(PCB) 106是刚性的平面电路板,具有上表面68和下表面70。电路板106包括一个或多个层的绝缘和导电材料。在一个实施例中,衬底107包括FR4PCB 106,其是利用抗燃的环氧树脂粘合剂由编织的玻璃纤维构成的复合材料。在其它实施例中,衬底107包括陶瓷、玻璃或塑料。在可替代实施例中,柔性互连可以被用来将裸片耦合至外壳中的电气连接,而不是使用刚性的电路板。
[0049]如在图13和图14中进一步示出的,FR4PCB 106包括纤维120的多个束118,其被编织在一起。图13和图14是诸如以上描述的电路板106的FR4PCB的扩大示图。束118中的一些(诸如束118a和束118b)与彼此相邻并且在图13中延伸进入以及延伸出去。诸如束118c之类的其它束横向于束118a和118b并且在图13中从左到右延伸。每个束在相邻的横向束上下并排地交替。例如,束118c在束118d之上,在束118a之下,在束118b之上,并且在束118e之下。
[0050]每个束118包括多个纤维120或者多股柔性的弹性材料。在一个实施例中,纤维120是细长的玻璃纤维纱。图13示出了每束的11个纤维120 ;然而,纤维120的数量是示意性的,并且任意数量的纤维120可被用来实现PCB 106。
[0051]束118被包封在载体材料122中,其使得复合材料的电路板106具有足够的刚性以支撑裸片92。载体材料122可以是聚合物或者足以以编织图案约束束118的纤维120的其它材料。载体材料122可以以液体形式被施加到纤维束118,使得载体材料填充编织束之间的间隙。可替代地,纤维120的编织束118被置于两个聚合物片之间并被加热以形成载体材料。在一个实施例中,热量导致聚合物片在纤维120之间流动并且彼此结合以形成载体材料122。在另一实施例中,聚合物片在多束纤维之上形成载体材料的层叠体。一旦固化,载体材料122变得不脆,这最小化在封装期间的破裂的风险。
[0052]图14是以多个束118布置的电路板106的编织纤维120的俯视图。该上下并排的编织图案形成了既强又柔性的材料以用于支撑裸片92并且用于简化到外部电源的电气连接。
[0053]在一个实施例中,纤维120是阻燃编织玻璃纤维布并且载体材料是阻燃环氧树脂粘合剂;例如,具有纤维的编织束的FR-4等级增强玻璃环氧层压片。FR-4等级是高压热固性塑料层压制品,具有良好的机械强度与重量比率,这在干燥和潮湿的环境下维持其机械性能。玻璃纤维具有高拉伸强度与柔韧性。
[0054]回到图5A至5C,流体递送系统64被配置为提供单个、能够易于接近及移去的电路板106。特别地,电路板106包括在板106的上表面68上的所有的电气连接、触点74、迹线75以及接触焊盘112。例如,耦合至壳体的电触点74的顶表面144与x-y平面平行。板106的上表面68还与x-y平面平行。此外,裸片92的喷嘴板132的顶表面146也与χ-y平面平行。接触焊盘112还具有与x-y平面平行的顶表面。通过将这些特征中的每一个特征形成为处于平行的平面中,板106的复杂度被减小并且制造变得更容易。此外,这允许喷嘴130垂直地(直接向上或以一角度)喷射流体远离壳体,诸如可以被作为空气清新器以用于将芳香油喷在房间中。该布置可创建5-10厘米高的一缕芳香。
[0055]在板的下表面上,可以提供过滤器96以将板106的开口 78在PCB的下表面处从腔体88分开。过滤器96被配置为防止至少一些颗粒穿过开口从而防止阻塞裸片92的喷嘴130。过滤器96利用粘合材料98被附接至底部表面。粘合材料98可以是不容易被储液器50中的流体溶解的粘合材料。可替代地,粘合材料98可以是第一机械间隔件98。
[0056]半导体裸片92通过任意粘合材料在开口 78之上被紧固至的板的上表面。粘合材料可以与用来将过滤器96紧固至微流体递送构件64的粘合材料相同或不同。
[0057]开口 78可以被形成为椭圆形,如图5c中所示的;然而,取决于应用可以设想其它形状。开口 78暴露了板106的侧壁102。如果板106是FR4PCB,纤维束将被开口暴露。这些侧壁易受流体影响,因而衬垫100被包括在内以覆盖及保护侧壁。如果流体进入侧壁,该板可能开始劣化,缩短该产品的寿命。
[0058]衬垫100被配置为保护该板免受由最终用户可选择而通过裸片92喷射的所有流体的影响。例如,如果裸片92被用来从壳体喷射芳香油,衬垫100被配置为保护板106的侧壁不受可能由芳香油所导致的任何损害。衬垫100延长了板106的寿命,使得最终用户可以利用可填充或可替换的液体匣再三地重复使用壳体和裸片92。
[0059]这些油具有与用于喷墨打印机的典型墨水不同的化学性质。相应地,现有的喷墨打印头使用非常昂贵的、非常特定的材料以防止墨水损坏支持喷墨过程的部件,诸如储液器50。在本公开中,诸如FR4板之类的常见的材料可以被用来构建复杂的但具有成本效益的系统。衬垫100提供了保护涂层,从而允许在该系统中利用具有成本效益的FR4板。在一个实施例中,该衬垫是金,然而在其它实施例中该衬垫可以是氮化硅、其它氧化物、碳化硅或如钽或铝的其它金属。
[0060]在图4和5C中的衬垫100包括被附着至侧壁102的垂直构件。在其它的实施例中,衬垫可以包括顶部和底部的扩展部,其将该板的上和下表面重叠,使得该衬垫包括拐角,其环绕在由侧壁和开口形成的暴露的边角周围。在一个实施例中,该衬垫是诸如金之类的金属材料。在其它的实施例中,该衬垫是惰性材料,其较不可能与被选于在匣中使用的流体相互作用。
[0061]第二机械间隔件104将裸片92的底部表面108从印刷电路板106的上表面68分开。密封剂116覆盖接触焊盘112和引线110,同时暴露裸片的中间部分114。
[0062]图6A至6C包括微流体裸片92的更多细节。微流体裸片92包括衬底107、多个中间层109以及喷嘴板132。多个中间层109包括位于衬底与喷嘴板之间的腔体层148和介电层。
[0063]裸片92包括从中间介电层109中的一个向下延伸到电路板106上的接触焊盘112的多个电气连接引线110。每个引线110耦合至电路板上的单个接触焊盘112并且耦合至裸片上的单个接触焊盘152。在裸片的左侧和右侧上的开口 150提供了引线耦合到的中间层109的接入。开口 150穿过喷嘴板132和腔体层148以暴露形成在中间介电层上的接触焊盘152。在将于以下描述的其它实施例中,可以存在仅位于裸片一侧的一个开口 150,使得从裸片延伸的所有引线从一侧延伸,同时其它侧保持不受引线妨碍。
[0064]在图示的实施例中,具有十八个穿过喷嘴板132的喷嘴130,并且在中心线的每一侧上有九个喷嘴。图6B是移去喷嘴板132使得腔体层148被暴露的裸片92的俯视等距图。在一些实施例中,喷嘴具有20至30微米之间的直径。每个喷嘴通过流体路径与储液器50中的流体处于流体连通,该流体路
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