高精度流体推动装置尤其包括芯片实验室、打印头和数字滴定设备。流体推动装置可以包括适于使流体移动通过小(例如微米尺寸的)流体通道的MEMS。此MEMS可以包括硅衬底和沉积在该衬底上的薄膜层电路系统。例如通过减小厚度、宽度和/或长度等来减少流体推动装置中的硅的量可能是有利的。减小硅衬底的宽度和/或长度可以有助于从单个晶片提取更多MEMS衬底。减小硅衬底的厚度可以允许更便宜的晶片。一般来说，减少MEMS中的硅的量可以降低成本。
附图说明
图1示出流体推动装置的示例的图示；
图2示出流体推动装置的另一示例的图示；
图3示出流体推动装置的又一示例的横截面顶视图的图示；
图4示出示例性流体推动装置的一部分的横截面侧视图的图示；
图5示出另一示例性流体推动装置的一部分的横截面侧视图的图示；
图6-9在相应顶视图中示出流体推动装置中的多个MEMS和对应散热器的不同示例性布局；
图10示出制造流体推动装置的方法的示例；
图11示出制造流体推动装置的方法的另一示例；
图12示出制造流体推动装置的方法的又一示例；并且
图13-15示出制造流体推动装置的示例性方法中的步骤。
具体实施方式
图1示出流体推动装置1的示例。该流体推动装置设置有流体通道3，7，流体将被推动通过该流体通道3，7。在不同示例中，流体推动装置1可以包括芯片实验室(lab-on-a-chip)、打印头或数字滴定设备或者是芯片实验室、打印头或数字滴定设备的组件。芯片实验室或数字滴定设备可以针对相对高精度实验室应用被优化。打印头可以是高精度喷墨打印头，或用于2D或3D打印的任何高精度流体施配头。流体推动装置1的某些示例可以被布置成从喷嘴(诸如所述打印头或数字滴定设备)喷射流体，然而其他示例可能未必喷射流体，而是例如沿着通道中的某些传感器或反应器室移动流体。流体推动装置1的合适应用可以包括但不限于喷墨打印、3D打印、数字滴定、诊断、化学反应器等。在不同示例中，流体可以是液体或与气体混合的液体。合适液体的示例是油墨、试剂、3D打印剂(诸如抑制剂或助熔剂)等。
在一示例中，流体推动装置1包括MEMS(微电子机械系统)5。MEMS 5包括至少一个第二流体通道7。MEMS 5包括致动器13以使流体移动通过第二通道7。
流体推动装置1可以包括塑性化合物9的结构，例如大致刚性结构。塑性化合物9可以是环氧树脂模制化合物，例如来自Hitatchi 的市售CEL400ZHF40WG。可以使用填料，诸如二氧化硅或金属氧化物。MEMS 5嵌入塑性化合物结构9中。在本公开中，嵌入可以被理解为以被固定在化合物中的方式至少部分地由化合物围绕。例如，MEMS 5的大部分外表面接触化合物9。在所示出示例中，MEMS 5由塑性化合物9围绕，除了MEMS 5的暴露至环境空气的前表面11和MEMS 5的可暴露至第一流体通道3的后部部分12以外。在一个示例中，嵌入可以通过使用压缩模制技术用化合物包覆模制MEMS来实现。
塑性化合物结构9包括第一流体通道3，该第一流体通道3流体连接到MEMS 5的第二流体通道以允许流体通过第一流体通道3输送到第二流体通道7。在一个示例中，第一流体通道3在第一流体通道3的相对壁之间具有最小横截面直径D1，并且第二流体通道7在第二流体通道7的相对壁之间具有最小横截面直径D2，其中第二流体通道7的最小横截面直径D2小于第一流体通道3的最小横截面直径D1。在某些位置处，第二流体通道7的最小直径D2可以小于40微米、小于20微米、小于10微米或小于7微米。第二流体通道7可以包括流体通道的网络，例如其中至少一个单个流体通道分支成具有较小直径的多个流体通道。例如，第二流体通道可将流体输送到如下喷嘴阵列：该喷嘴阵列具有在单个行中每英寸长度超过300个喷嘴、每英寸超过600个喷嘴、每英寸超过900个喷嘴或每英寸超过1200个喷嘴的密度。
在本文中，每英寸喷嘴的个数应理解为相对密度，即，在某些示例中，MEMS 5的长度小于一英寸。例如，具有每英寸大约1200个喷嘴的密度并且具有3毫米的喷嘴阵列长度的MEMS 5将具有大约142个喷嘴。
在一个示例中，大部分MEMS由硅组成。例如，MEMS包括硅衬底，其中薄膜层沉积在该衬底上，例如基于SU8的层或聚合物型层。例如，硅衬底由单晶硅制成。
在一个示例中，MEMS 5是条形的。MEMS 5可以具有几毫米或几厘米的长度(延伸到图1的表面中)，例如至少0.2厘米、至少0.5厘米或至少1厘米。MEMS 5可以具有小于2.3毫米的宽度W，例如小于1.5毫米，例如小于大约1毫米。MEMS 5可以具有小于0.8毫米的厚度T，例如小于0.5毫米、小于0.3毫米、小于大约0.2毫米或小于大约0.15毫米。MEMS 5包括致动器阵列13以对流体进行致动。致动器阵列13设置在第二流体通道7中。例如，阵列13由沿着MEMS5的长度设置的多个致动器组成。致动器13可以是热电阻器或压电致动器。
散热器15可以被设置成邻近MEMS 5。散热器15邻近MEMS 5嵌入塑性化合物结构9中。散热器15可以部分地或完全地由塑性化合物9围绕。在一个示例中，散热器15已经与MEMS 5同时例如通过使用压缩模制过程由塑性化合物包覆模制。
散热器15可以将热从MEMS 5传导出去。在不同示例中，MEMS5中的致动器13可以产生热。在其中热致动器13以相对短间距设置(例如以每英寸长度至少大约300、600、900、1200或1800个致动器的分辨率)的示例中，可以产生热。MEMS 5可以在许多致动器13在相对短的时间帧内被激活的位置处加热。由致动器13产生的热将由MEMS 5的硅衬底、流体并且或许薄膜层传导。在MEMS 5具有相对小的厚度和/或宽度的情况下(诸如本公开的一些示例的情况)，可能没有足够的硅或流体来抵消在某些操作条件下的太多热产生。在进一步示例中，热电阻器可以包括薄膜层中的喷射器电阻器和泵电阻器两者，例如每英寸一行至少600个油墨喷射器电阻器和一行至少300个泵电阻器。在此类布置中，与仅具有喷射器电阻器的MEMS相比，泵电阻器可以增加热产生。
虽然其他解决方案依赖于MEMS衬底作为散热器15致动，但是在本公开中，使用单独散热器15，其可以比硅衬底(例如单晶)更具有成本效益，同时具有合适的导热性质。沿着MEMS 5的单独散热器15可以有助于将热从MEMS 5传导出去。单独的散热器15可以有助于较小的MEMS 5，其具有相对低的经加工硅的量以及增加的热电阻器量和/或密度。
在一个示例中，流体推动装置1中的散热器(或多个散热器)15的总体积可以大于流体推动装置1中的至少一个MEMS 5的总体积。因此，MEMS 5中的硅可得以减少，而任何热产生风险可以由可传导并存储足够热的相对较大的散热器15抵消。与硅材料的成本相比，额外散热器15材料的成本可能相对较低。
图2示出流体推动装置101的另一示例。流体推动装置101是流体喷射装置。流体推动装置101包括塑性化合物结构109。主要由硅组成的MEMS 105嵌入化合物109中。MEMS 105可以具有纵向形状。在图2中，长度延伸到附图的表面中。散热器115A，115B沿着MEMS105设置以将热从MEMS 105传导出去。
MEMS 105包括衬底117，其携载具有几微米的厚度的膜的薄膜结构119。例如，MEMS 105的总厚度T可以为大约0.5毫米或更小、大约0.3毫米或更小、大约0.2毫米或更小或者大约0.15毫米或更小，其中薄膜结构119的厚度可以为几十微米，例如50微米或更小、40微米或更小、30微米或更小、20微米或更小或者15微米或更小。薄膜结构119可以包括SU8。薄膜结构119在前表面111中包括喷嘴板120，喷嘴127延伸穿过喷嘴板120。薄膜结构119可以包括油墨喷射室123，油墨喷射致动器125设置在油墨喷射室123中以通过喷嘴127喷射出油墨。油墨喷射致动器125的阵列的长度可以沿着MEMS 105的长度、沿着第二流体输送孔107的两侧延伸到附图的表面中。油墨喷射致动器125可以是热电阻器。
化合物109包括沿着MEMS 105的长度的第一流体输送槽103。MEMS 105包括在第一流体输送槽103的下游的第二流体输送槽107。第二流体输送槽107可以将流体输送到薄膜结构119中的流体喷射室中的每一者。
如所述，第一和第二流体输送槽可以沿着MEMS 105的长度延伸。在另一示例中，第一和/或第二流体输送槽103，107包括多个分立的流体输送孔。在一示例中，这些分立的流体输送孔可以通过至少一个纵向歧管通道互连。该流体输送槽或通道设计可以取决于所选的成形和/或机加工方法。
流体推动装置101包括多个散热器115A，B以将热从MEMS 105传导出去。从垂直于前表面111的方向L看，每一散热器115A，115B至少部分地紧邻MEMS 105延伸。
从垂直于前表面111的方向L看，第一散热器115A部分地紧邻MEMS 105延伸，并且部分地在MEMS 105的顶部上，并且由化合物109和/或MEMS 105围绕。在一个示例中，第一散热器115A接触MEMS 105，或者借助导热线和/或粘合剂连接到MEMS 105。在另一示例中，散热器115A从MEMS 105延伸小距离，该距离足够小以将热从MEMS 105传导出去，例如0.5毫米或更多或者1毫米或更多。一层粘合剂或一层塑性化合物可以在散热器115A与MEMS 105之间延伸。例如，第一散热器115A在模制过程之前已经粘附到MEMS 105以相对于MEMS 105将散热器115A定位在模制化合物109中。在一个示例中，当热塑性化合物围绕MEMS 105和散热器115A时，粘合剂可在制造期间实质上溶化。在另一示例中，塑性化合物可以在MEMS 105与散热器115A之间延伸，以使散热器115A完全由塑性化合物109围绕。此类完全嵌入的散热器115A得以保护，以免受流过槽103，107和喷嘴127的流体的影响。这可以有助于散热器材料的相对宽的范围，并且因此，有助于具有相对成本效益的散热器115A。
在另一示例中，第一散热器115A的一侧可以邻近第一流体槽103延伸。散热器115A可以直接暴露至第一流体槽103，或者从流体槽103延伸小距离，该距离足够小，从而允许与流过第一流体槽103的流体的热交换。在操作中，对散热器115A进行流体冷却，从而改善MEMS 105的冷却。
第二散热器115B例如沿着MEMS 105的长度的至少一部分完全紧邻MEMS 105延伸。类似于第一散热器115A，第二散热器115B可以是以下情况中的一者：(i)粘附到MEMS 105，(ii)从MEMS 105延伸小距离，其中塑性化合物109位于其之间，(iii)与MEMS 105直接接触，以及(iv)通过导热引线或类似物与MEMS 105间接接触。在进一步示例中，第二散热器115B可以邻近前表面111延伸以允许通过环境空气的冷却。在一个示例中，第二散热器115B直接暴露至环境空气。在另一示例中，第二散热器115B从前表面111延伸小距离，从而允许间接的空气冷却，而不直接暴露至空气或液滴。第二散热器115B可以邻近MEMS 105和前表面111延伸以允许与这些组件的热交换，同时完全由塑性化合物109围绕。在进一步示例中，仅第一或仅第二散热器115A，115B沿着单个MEMS 105或沿着两个相对的MEMS 105设置。
图3示出示例性流体推动装置201的一部分的图示。装置201包括部分地或完全嵌入化合物209中的MEMS 205和散热器215。在所示出示例中，MEMS 205包括第二流体通道207A，207B，207C以及某些室237或较宽的通道部分。第二流体通道207A，207B，207C直接地或间接地连接到化合物209中的第一流体通道。热电阻器致动器225A，225B设置在第二流体通道207C和室233中。热电阻器致动器225A，225B局部加热流体，并且从而产生在所期望方向上推动流体的蒸气泡。在一个示例中，第二流体通道包括第二流体输送槽207A、将流体从槽207A输送到室233的流体输送通道207B以及循环通道207C，在此示例中，循环通道207C连接到室233和流体输送槽207A，从而有助于流体循环。在进一步示例中，室233邻近喷嘴227(用虚线指示)设置，其中室233中的热电阻器致动器225A用于通过喷嘴227将流体从室233中排出。第二热电阻器致动器225B设置在循环通道207C中。第二热电阻器致动器225B可以使流体在第二通道207A，207B，207C的不同部分之间循环。第二热电阻器致动器225B可以通过接收比第一热电阻器致动器225A少、但足以泵送流体通过循环通道207C的能量来触发。
在所示出示例中，流体互连的室233、喷嘴227、流体输送通道207B、流体循环通道207C和致动器225A，225B共同形成液滴生成设备。液滴生成设备的至少一个阵列可以例如沿着第二流体槽207A的长度设置在MEMS 205的长度上。例如，液滴生成设备阵列可以沿着第二流体槽207A的两侧设置。
在所示出示例中，每一燃烧室233设置一个流体再循环通道207C。在其他示例中，具有热电阻器致动器的一个流体再循环通道207C可以连接到多个室233。相应地，喷射致动器225A的量与循环致动器225B的量的比可以是1∶1、2∶1或3∶1。相应地，MEMS 205中的燃烧室233的量与流体循环通道207C的量的比可以分别是1∶1、2∶1或3∶1。可以例如沿着第二流体槽207A的一侧或在第二流体槽207A的顶部上流体连接到单个第二流体槽207A的第一列液滴生成设备可以具有每英寸至少大约300、600、900、1200或1800个致动器的致动器密度，其可以包括热电阻器喷射致动器225A和热循环致动器225B两者。另一类似液滴生成设备列可以在相对侧处和/或紧邻第一液滴生成阵列延伸，从而流体连接到相同的第二流体槽207A。相同列中的致动器225A和/或225B可以相对于彼此交错，即，距第二流体输送槽207A具有不同距离或稍微不同位置。为清楚起见，在本公开中，致动器的密度可以包括在相同列中的喷射(“燃烧”)和循环(“泵送”)致动器两者，其中在相同列内，致动器可以相对于流体槽207A具有不同位置。
循环致动器225B可以有助于(多种)流体的混合，这又可以抑制通道的堵塞和对MEMS 205的其他损坏。与仅具有热喷射器电阻器225A的MEMS相比，借助循环致动器225B，热电阻器密度可以增加。在操作中，循环致动器225可以进一步加热MEMS 205。具有相对高密度的两种类型的热电阻器致动器225A，225B的相对薄的MEMS205，在操作中例如当相对小表面内的相对大量的热电阻器被同时和/或以相对高频率致动时，可能存在变得相对较热的风险。在所期望时间帧内，可能没有足够导热材料(诸如硅)可用于薄MEMS 205中以将热从电阻器区域传导出去。另外，至少与硅相比，化合物209可以具有绝热性质，使得热无法足够快地逸出。在某些示例中，即使改变化合物209的组成(诸如通过添加导热组份)以提高导热率，但与相对高度导热的材料(诸如硅)相比，化合物209也仍可能是相对绝热的。甚至导热化合物209也不能充分传导热。
图3的示例性流体推动装置201包括散热器215，其邻近MEMS205设置并与MEMS 205分开。散热器215可以是纵向成形的(例如矩形)，并且沿着MEMS 205的长度延伸，例如沿着MEMS 205的长度的至少50％、60％、80％或至少100％。散热器215可以包括导热材料，诸如陶瓷、未经加工的硅、铜等。由散热器215占据的总体积可以大于由MEMS 205占据的体积。在一个示例中，散热器215可以例如通过具有相对均匀的材料性质而具有相对均匀的导热率。在另一示例中，越靠近于MEMS 205，散热器215具有越高的导热率。在不同示例中，散热器215可以至少部分地紧邻MEMS 205延伸和/或至少部分地在MEMS 205上方延伸。
在一示例中，散热器215和MEMS 205两者都已经由化合物209包覆模制。例如，散热器215大部分或完全由化合物209围绕。例如，散热器215与MEMS 205之间的空间241可以填充有模制的塑性化合物209和/或粘合剂，例如环氧树脂化合物。散热器215与MEMS 205之间的距离可以在大约0.1与10毫米之间，或者在大约0.1与3毫米之间。因此，流体推动装置201可以包括化合物209，其中嵌入具有包括电阻器阵列的高密度电路系统的相对薄条MEMS 205和至少一个散热器215。散热器215可以是纵向的、杆形、条带形和/或立方体形的。
图4示出流体推动装置301的横截面的另一示例的图示。流体推动装置301包括模制的塑性化合物309。化合物309包括第一流体通道303，该第一流体通道303通向嵌入化合物309中的MEMS 305以将流体输送到MEMS 305中的第二流体通道。散热器315邻近MEMS305嵌入化合物309中。
MEMS 305可以包括硅、薄膜层和热电阻器。MEMS 305还包括流体连接到第一流体通道303的第二流体通道，其中热电阻器设置在所述第二通道中。在一示例中，室设置在第二通道中，并且热电阻器设置在所述室中。
散热器315邻近MEMS 305延伸。在所示出示例中，散热器315紧邻MEMS 305并且在MEMS 305上方延伸。在所示出示例中，散热器315的一侧邻近第一流体通道303延伸，并且散热器315的另一侧邻近流体推动装置301的前表面311延伸。在一个示例中，散热器315包括紧邻MEMS 305延伸的下部部分315A和悬挂在MEMS 305上方的悬臂部分315B。在另一示例中，散热器315可以包括两个独立的块或杆，其中一个块或杆邻近前表面311延伸，并且另一块或杆邻近第一流体通道303延伸。
例如，在操作中，散热器315与流过第二流体槽303的流体和/或与前表面311处的空气交换热。在一个示例中，散热器315直接接触流体或空气以增强冷却。在另一示例中，保护层可以在散热器315与流体或空气之间延伸，例如一层塑性化合物309，由此该保护层足够薄以增强冷却并且足够厚以保护散热器315免受腐蚀、损坏、磨损等。
图5示出流体推动装置401的横截面的又一示例的图示。流体推动装置401包括至少一个模制塑性化合物409A，409B。化合物409A，409B包括第一流体通道403，该第一流体通道403通向嵌入化合物409中的MEMS 405以将流体输送到MEMS 405中的第二流体通道。此外，散热器415嵌入化合物409中。
MEMS 405可以具有与先前提出的MEMS 5、105、205、305类似的性质。散热器415邻近MEMS 405(例如，紧邻MEMS 405)延伸。在所示出示例中，散热器415的一侧邻近流体推动装置401的前表面411延伸。例如，在操作中，散热器415与前表面311处的空气交换热以增强冷却。在一个示例中，散热器415直接接触空气。在另一示例中，保护层可以在散热器415与空气之间延伸，例如一层塑性化合物409，由此该保护层足够薄以增强冷却并且足够厚以保护散热器315免受腐蚀、损坏、磨损等。
化合物409A，409B可以包括第二化合物层409B，其相对于第一层409A的化合物409A，409B具有增强的导热率。例如，MEMS 405嵌入具有增强的导热率的第二化合物409B中。例如，散热器415至少部分地嵌入第二化合物409B中。例如，第二化合物在MEMS 405与散热器415之间延伸以增强MEMS 405与散热器415之间的导热率。增强的导热率可以通过被包括在第二塑性化合物409B中的添加剂来实现。在不同示例中，该添加剂可以包括金属、金属氧化物、铜、氧化铝、二氧化硅粒子、碳纳米粒子、陶瓷等。塑性化合物载体材料可以包括环氧树脂。该添加剂可以在包覆模制散热器415和MEMS 405之前以一种方式被包括在塑性化合物的预定颗粒或层中，使得在装置的前表面411附近比在相对的后部部分412附近存在更多导热添加剂。在一个示例中，塑性化合物409A，409B可以包括多层不同组成的塑性化合物409A，409B。在进一步示例中，化合物组成409A，409B可以使得从后表面到前表面实现导热率的梯度。
图6-9示出垂直于不同示例性流体推动装置501，601，701，801的前表面的横截面的图示。图6-9示出散热器和MEMS的不同示例性图案。
图6示出流体推动装置501，其中多个平行的、横向隔开的MEMS505嵌入化合物中。多个散热器515嵌入并且沿着MEMS 505的长度的实质性部分紧邻且平行于MEMS 505延伸。在所示出示例中，一个散热器515沿着每一个MEMS 505延伸。在所示出示例中，散热器515的长度小于MEMS 505的长度。在一示例中，这可能是为了空间效率。在另一示例中，MEMS 505的端部部分可以不包括热电阻器，使得热交换可以更好地聚焦在热电阻器密度最高的部分上。在一个示例中，较短的散热器515可以有助于MEMS 505的端部部分附近化合物中的空间，使得电路系统可以方便地连接到MEMS 505的端部部分。在另一示例中，稍微较短的散热器515或MEMS 515的中心部分附近的散热器515可以允许重叠纵向与横向隔开的MEMS 505，505B之间的MEMS端部部分。作为一示例，一个纵向和横向隔开的MEMS 505B在图6中用虚线指示。
图7示出流体推动装置601，其中多个平行的、横向隔开的MEMS605嵌入化合物中。至少一个散热器615也嵌入并且在MEMS 605的端部部分附近延伸。在所示出示例中，一个散热器615沿着多个MEMS605的端部部分延伸。例如，散热器615重叠横向隔开的MEMS 605(例如两个或四个MEMS 605)的端部部分。在一个示例中，MEMS端部部分处的散热器615允许第二流体槽沿着散热器615延伸穿过化合物，从而连接到MEMS 605中的第一流体通道。在所示示例中，一个散热器615邻近MEMS 605中的每一者的第一端部部分延伸，并且另一散热器615邻近MEMS 605中的每一者的相对第二端部部分延伸。例如，电路系统可以连接到MEMS 605的中心部分。
图8和图9示出流体推动装置701，801，其中多个平行的、横向隔开的MEMS 705，805嵌入化合物中。至少一个散热器715，815也嵌入并且至少部分地紧邻MEMS 705，805沿着多个MEMS 705，805纵向延伸。在所示出示例中，一个散热器715，815在每一MEMS 705的长度的实质性部分上在两个横向隔开的MEMS 705，805之间延伸。例如，在图8中，散热器715的长度小于MEMS 705的长度。例如，在图9中，散热器815比MEMS 805长，从而延伸超过每一MEMS 805的端部部分。
在流体推动装置的不同示例中，散热器的量与MEMS的量的比可以是1∶4、1∶3、1∶2、1∶1、2∶1等。在某些示例中，散热器可以比MEMS短、比MEMS长或者具有与MEMS大致相同的长度。
图10示出制造流体推动装置的方法的示例。该方法可以包括在模具中提供：(i)主要由硅组成并且包括流体通道的MEMS，(ii)散热器，其邻近MEMS以将热从MEMS传递出去，以及(iii)处于至少部分熔融状态的塑性化合物(框100)。MEMS可以还包括致动器以推动流体。该方法可以还包括固化化合物，以使MEMS和散热器固定在硬化化合物中的适当位置中(框110)。例如，该MEMS的前表面在固化之后暴露。
图11示出制造流体推动装置的方法的另一示例。该方法可以包括将散热器粘附到MEMS(框200)。在一示例中，MEMS主要由硅组成并且包括流体电路系统和致动器。该方法可以还包括在模具中提供：(i)MEMS和散热器，以及(ii)处于至少部分熔融状态的塑性化合物(框210)。该方法可以还包括固化化合物，以使MEMS和散热器固定在硬化化合物中的适当位置中，其中该MEMS被部分地暴露(框220)。
图12示出制造流体推动装置的方法的又一示例。该方法可以包括抵靠释放带将MEMS和散热器放置在模具中(框300)。释放带可以是热释放带。该方法可以包括将塑性化合物沉积在模具中(框310)。可以加热塑性化合物和/或模具以至少部分地使化合物熔融。该方法可以还包括压缩模具中的化合物，以使化合物至少部分地围绕MEMS和散热器两者(框320)。该方法可以还包括固化化合物，由此散热器和MEMS固定在硬化化合物中的适当位置中(框330)。该方法可以还包括从MEMS释放该释放带(框340)，以及从模具释放流体推动装置。
图13-15按时间顺序(例如对应于图10-12的示例性方法)示出制造流体推动装置的方法的不同状态。图13示出部分打开的模具，其中具有热的和部分熔融的化合物909、MEMS 905和散热器915。MEMS 905和散热器915粘附到释放带951。MEMS 905和散热器915还可以通过粘合剂929彼此粘附。模具953可以是压缩模具机械的一部分。模具953可以包括第一壳体955和载体957。载体957可以支撑释放带951以及MEMS 905和散热器915。第一壳体955可以包括用于在化合物909中形成第一流体通道的第一流体通道突出部957。MEMS 905可以包括衬底和具有微米尺寸的第二流体通道907的薄膜层。第一流体通道突出部957可以在MEMS 905的后部与第二流体通道907对准以便与第二流体通道907对准。
在一示例中，该突出部可以被包括在第一模具壳体设计中。在另一示例中，该突出部是模具插入物。在又一示例中，第一流体通道可以使用机加工方法完成。在又进一步示例中，第一流体通道可以在模制之后被完全机加工、而不被模制。
在图14中，第一模具壳体955和载体957已经朝向彼此移动以便压缩模具中的化合物909，从而包覆模制MEMS 905和散热器915。在热的化合物909已经被压缩成模具腔体的形状之后，化合物909可以被动冷却，以便允许其冷却并将散热器915和MEMS 905固定在硬化化合物909中的适当位置中。在打开模具953之后，释放带951可以容易从散热器915和MEMS 905释放。
图15示出可以由图13和图14的步骤产生的示例性所得到的流体推动装置901。流体推动装置901可以包括嵌入化合物909中的散热器915和MEMS 905。化合物909包括第一流体通道903，第一流体通道903可已经至少部分地通过模制过程和/或至少部分地通过机加工过程成形。第一流体通道903对准MEMS 905中的第二流体通道907并与其流体连接。至少在MEMS 905的操作期间，散热器915紧邻并且邻近MEMS 905延伸以将热从MEMS 905传导出去。
本公开的流体推动装置可以具有不同应用。一个应用可以是高精度的数字控制流体施配，诸如2D打印、3D打印或数字滴定，其中流体从MEMS的前表面中的喷嘴喷射出。其他示例性流体推动装置(诸如芯片实验室)无需设置有喷嘴。MEMS可以适于允许流体流过装置，而不必喷射该流体。MEMS可以包括热或压电致动器以充当喷射器和/或泵，以推动流体通过第二流体通道。
在不同示例中，化合物可以是环氧树脂模制化合物、热塑料等。散热器可以具有任何形状和/或尺寸。散热器可以由允许嵌入塑性化合物中的相对便宜但导热的材料制成。合适的散热器材料可以包括铜、陶瓷、未经加工或半加工(块状)硅、铝、镍铁合金、碳纳米粒子等。合适形状可以包括块，或者可以应用矩形尺寸的散热器，但是其他合适形状或子特征可包括可被应用以增强导热率的翅片、螺纹等。
流体推动装置可以是较大装置的子组件。在本公开中，对特定侧面或取向的任何参考都应解释为说明性而非限制性的。所提出装置可以具有任何取向。图中所示的尺寸和比例实质上是图解性的，并且不应解释为限制性的。
虽然附图可以示出有限量的致动器和流体通道，但是每一MEMS可以包括高密度的致动器阵列、高密度的流体通道阵列、高密度的室阵列和/或高密度的喷嘴阵列等。而且，每一流体推动装置可以设置有纵向堆叠的MEMS中的至少两者，其中横向邻近行的MEMS的端部部分重叠。示例性流体推动装置可以是用于2D或3D打印的介质宽流体施配装置。在每一MEMS内，每一流体通道实际上可以包括多个流体通道。在某些示例中，MEMS中的最小流体通道的横截面直径可以为大约1-40微米的量级。
本公开的散热器可以由既具有成本效益又具有导热性的单个固体材料制成。例如，该材料可以是任何块状材料或合金。散热器可以是纵向的、杆形、条带形和/或块形的。在其他示例中，散热器可以具有突出翅片或导线以增强冷却。