本實(shí)用新型關(guān)于一種壓電致動(dòng)器，尤指一種適用于微型超薄且靜音的微型流體控制裝置的壓電致動(dòng)器。

背景技術(shù)：

目前于各領(lǐng)域中無(wú)論是醫(yī)藥、計(jì)算機(jī)科技、打印、能源等工業(yè)，產(chǎn)品均朝精致化及微小化方向發(fā)展，其中微型泵、噴霧器、噴墨頭、工業(yè)打印裝置等產(chǎn)品所包含的流體輸送結(jié)構(gòu)為其關(guān)鍵技術(shù)，因此，如何藉創(chuàng)新結(jié)構(gòu)突破其技術(shù)瓶頸，為發(fā)展的重要內(nèi)容。

舉例來說，于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中，許多需要采用氣壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的儀器或設(shè)備，通常采以傳統(tǒng)馬達(dá)及氣壓閥來達(dá)成其氣體輸送的目的。然而，受限于此等傳統(tǒng)馬達(dá)以及氣體閥的體積限制，使得此類的儀器設(shè)備難以縮小其整體裝置的體積，即難以實(shí)現(xiàn)薄型化的目標(biāo)，更無(wú)法使之達(dá)成可攜式的目的。此外，這些傳統(tǒng)馬達(dá)及氣體閥于作動(dòng)時(shí)亦會(huì)產(chǎn)生噪音的問題，導(dǎo)致使用上的不便利及不舒適。

因此，如何發(fā)展一種可改善上述習(xí)知技術(shù)缺失，可使傳統(tǒng)采用流體控制裝置的儀器或設(shè)備達(dá)到體積小、微型化且靜音，進(jìn)而達(dá)成輕便舒適的可攜式目的的微型流體控制裝置及其壓電致動(dòng)器，實(shí)為目前迫切需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種適用于可攜式或穿戴式儀器或設(shè)備中的微型流體控制裝置及其所采用的壓電致動(dòng)器，通過該壓電致動(dòng)器，具有懸浮板、外框及四支架，每一支架是垂直連接于懸浮板與外框之間，以提供彈性支撐，通過此垂直跨設(shè)于懸浮板與外框之間的支架，以減少懸浮板不均一的擺動(dòng)，有助于增加懸浮板于Z軸上的振幅，以使懸浮板作動(dòng)時(shí)更為穩(wěn)定、一致，從而利于提升壓電致動(dòng)器作動(dòng)的穩(wěn)定性及效能。

本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種適用于可攜式或穿戴式儀器或設(shè)備中的微型流體控制裝置，通過壓電致動(dòng)器的懸浮板、外框、支架為一體成型金屬板結(jié)構(gòu)，并通過相同深度進(jìn)行蝕刻出懸浮板的凸部及支架需求型態(tài)，使外框的第二表面、支架的第二表面及懸浮板的第二表面均為共平面的結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化過去需因應(yīng)外框的不同深度的進(jìn)行多次蝕刻工藝，同時(shí)再通過設(shè)置于外框及共振片之間的膠層，涂布于外框于蝕刻后產(chǎn)生的粗糙表面，以致可增加膠層與外框之間結(jié)合強(qiáng)度，且由于外框的厚度相較于過往的制法是降低的，因此涂布該間隙的膠層的厚度增加，通過膠層的厚度增加，可有效改善膠層涂布的不均一性，降低懸浮板組裝時(shí)水平方向的組裝誤差，并提升懸浮板垂直方向的動(dòng)能利用效率，同時(shí)也可輔助吸收振動(dòng)能量、并降低噪音達(dá)到靜音的功效，且此微型化的壓電致動(dòng)器更可使微型流體控制裝置的整體體積減小及薄型化，以達(dá)到輕便舒適的可攜式目的。

本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種用于可攜式或穿戴式儀器或設(shè)備中的微型流體控制裝置，通過該壓電致動(dòng)器的懸浮板正方形型態(tài)的設(shè)計(jì)及懸浮板上還具有凸部的作動(dòng)，使流體可由底座的進(jìn)氣板的進(jìn)氣孔流入，并沿相連通的總線孔及匯流腔室進(jìn)行流動(dòng)，通過共振片之中空孔洞以使流體于共振片及壓電致動(dòng)器之間形成的壓縮腔室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度，進(jìn)而使流體高速流動(dòng)，流體的流量不會(huì)降低，也不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，并可繼續(xù)傳遞達(dá)到獲得較高的排出壓力。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的一較廣義實(shí)施態(tài)樣為提供一種壓電致動(dòng)器，包含一懸浮板，為正方形的型態(tài)，且可由一中心部到一外周部彎曲振動(dòng)；一外框，環(huán)繞設(shè)置于該懸浮板的外側(cè)；數(shù)個(gè)支架，每一該支架垂直連接于該懸浮板與該外框之間，以提供彈性支撐，且該支架具有長(zhǎng)度介于1.11㎜至1.21㎜、寬度介于0.2㎜至0.6㎜；以及一壓電陶瓷板，為正方形的型態(tài)，具有不大于該懸浮板邊長(zhǎng)的邊長(zhǎng)，貼附于該懸浮板的該第一表面上，用以施加電壓以驅(qū)動(dòng)該懸浮板彎曲振動(dòng)。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的另一較廣義實(shí)施態(tài)樣為提供一種微型流體控制裝置，包含：一壓電致動(dòng)器，具有一懸浮板、一外框、四支架以及一壓電陶瓷板，該懸浮板為正方形型態(tài)，且具有一第一表面及相對(duì)應(yīng)的一第二表面，且該第二表面上具有一凸部，該外框環(huán)繞設(shè)置于該懸浮板的外側(cè)，且亦具有一第一表面及相對(duì)應(yīng)的一第二表面，且該外框的該第二表面與該懸浮板的該第二表面的該凸部之外的區(qū)域均為共平面，該支架連接于該懸浮板與該外框之間，且其長(zhǎng)度介于1.11㎜至1.21㎜、寬度介于0.2㎜至0.6㎜，該壓電陶瓷板具有不大于該懸浮板邊長(zhǎng)的邊長(zhǎng)，貼附于該懸浮板的該第一表面上；以及一殼體，包括一集氣板及一底座，該集氣板為周緣具有一側(cè)壁以構(gòu)成一容置空間的一框體結(jié)構(gòu)，使該壓電致動(dòng)器設(shè)置于該容置空間中，而該底座由一進(jìn)氣板及一共振片相接合而成，并結(jié)合于該集氣板的該容置空間中，以封閉該壓電致動(dòng)器，該進(jìn)氣板具有至少一進(jìn)氣孔及與之相連通的至少一總線孔，以構(gòu)成一匯流腔室，該共振片設(shè)置固定于該進(jìn)氣板上，并具有一中空孔洞，相對(duì)于該進(jìn)氣板的該匯流腔室，且對(duì)應(yīng)于該懸浮板的該凸部；其中，該壓電致動(dòng)器的該外框的該第二表面與該底座的該共振片之間設(shè)置一膠層，以使該壓電致動(dòng)器與該底座的該共振片之間維持構(gòu)成需求的該壓縮腔室的一間隙深度。

附圖說明

圖1A為本實(shí)用新型為較佳實(shí)施例的微型流體控制裝置的正面分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1B為圖1A所示的微型流體控制裝置的正面組合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2A為圖1A所示的微型流體控制裝置的背面分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2B為圖2A所示的微型流體控制裝置的背面組合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3A為圖1A所示的微型流體控制裝置的壓電致動(dòng)器的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3B為圖1A所示的微型流體控制裝置的壓電致動(dòng)器的背面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3C為圖1A所示的微型流體控制裝置的壓電致動(dòng)器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4A至圖4E為圖1A所示的微型流體控制裝置的局部作動(dòng)示意圖。

圖5為圖1B所示微型流體控制裝置的剖面放大結(jié)構(gòu)示意圖。

【符號(hào)說明】

1：微型流體控制裝置

1a：殼體

10：底座

11：進(jìn)氣板

11a：進(jìn)氣板的第二表面

11b：進(jìn)氣板的第一表面

110：進(jìn)氣孔

111：匯流腔室

112：總線孔

12：共振片

12a：可動(dòng)部

12b：固定部

120：中空孔洞

121：壓縮腔室

13：壓電致動(dòng)器

130：懸浮板

130a：懸浮板的第二表面

130b：懸浮板的第一表面

130c：凸部

130d：中心部

130e：外周部

130f：側(cè)邊

131：外框

131a：外框的第二表面

131b：外框的第一表面

131c：內(nèi)側(cè)邊

132：支架

132a：支架的第二表面

132b：支架的第一表面

133：壓電陶瓷板

134、151：導(dǎo)電接腳

135：空隙

136：膠層

141、142：絕緣片

15：導(dǎo)電片

16：集氣板

16a：容置空間

160：表面

161：基準(zhǔn)表面

162：集氣腔室

163：第一貫穿孔

164：第二貫穿孔

165：第一卸壓腔室

166：第一出口腔室

167：凸部結(jié)構(gòu)

168：側(cè)壁

h：間隙

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本實(shí)用新型特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本實(shí)用新型能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本實(shí)用新型的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非架構(gòu)于限制本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型的壓電致動(dòng)器13是應(yīng)用于微型流體控制裝置1中，且微型流體控制裝置1是可應(yīng)用于醫(yī)藥生技、能源、計(jì)算機(jī)科技或是打印等工業(yè)，以用以傳送流體，但不以此為限。請(qǐng)參閱圖1A、圖1B、圖2A及圖2B，圖1A為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的微型流體控制裝置的正面分解結(jié)構(gòu)示意圖，圖1B為圖1A所示的微型流體控制裝置的正面組合結(jié)構(gòu)示意圖，圖2A為圖1A所示的微型流體控制裝置的背面分解結(jié)構(gòu)示意圖，圖2B為圖2A所示的微型流體控制裝置的背面組合結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為圖1B所示微型流體控制裝置的放大剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1A、圖2A及圖5所示，本實(shí)用新型的微型流體控制裝置1具有殼體1a、壓電致動(dòng)器13、絕緣片141、142及導(dǎo)電片15等結(jié)構(gòu)，其中，殼體1a包含集氣板16及底座10，底座10則包含進(jìn)氣板11及共振片12，但不以此為限。壓電致動(dòng)器13是對(duì)應(yīng)于共振片12而設(shè)置，并使進(jìn)氣板11、共振片12、壓電致動(dòng)器13、絕緣片141、導(dǎo)電片15、另一絕緣片142、集氣板16等依序堆棧設(shè)置，且該壓電致動(dòng)器13是由一懸浮板130以及一壓電陶瓷板133組裝而成。在本實(shí)施例中，如圖1A及圖5所示，集氣板16不僅為單一的板件結(jié)構(gòu)，亦可為周緣具有側(cè)壁168的框體結(jié)構(gòu)，且由該周緣所構(gòu)成的側(cè)壁168與其底部的板件共同定義出一容置空間16a，用以供該壓電致動(dòng)器13設(shè)置于該容置空間16a中。又如前所述，本實(shí)施例的集氣板16具有一表面160，該表面160上是凹陷以形成一集氣腔室162，由微型流體控制裝置1向下傳輸?shù)臍怏w則暫時(shí)蓄積于此集氣腔室162中，且于集氣板16中具有第一貫穿孔163及第二貫穿孔164，第一貫穿孔163及第二貫穿孔164的一端與集氣腔室162相連通，另一端則分別與集氣板16的基準(zhǔn)表面161上的第一卸壓腔室165及第一出口腔室166相連通。以及，在第一出口腔室166處更進(jìn)一步增設(shè)一凸部結(jié)構(gòu)167，例如可為但不限為一圓柱結(jié)構(gòu)。

如圖2A所示，壓電致動(dòng)器13包括壓電陶瓷板133、懸浮板130、外框131以及四支架132，其中壓電陶瓷板133為方形板狀結(jié)構(gòu)，且其邊長(zhǎng)不大于懸浮板130的邊長(zhǎng)，并可貼附于懸浮板130之上。在本實(shí)施例中，懸浮板130為可撓的正方形板狀結(jié)構(gòu)；在懸浮板130的外側(cè)環(huán)繞設(shè)置外框131，外框131的型態(tài)亦大致對(duì)應(yīng)于懸浮板130的型態(tài)，因此在本實(shí)施例中，外框131亦為正方形的鏤空框型結(jié)構(gòu)；且于懸浮板130與外框131之間是以四支架132連接并提供彈性支撐。以及，如圖1A及圖2A所示，本實(shí)用新型的微型流體控制裝置1還可包括絕緣片14及導(dǎo)電片15等結(jié)構(gòu)，絕緣片14可為兩絕緣片141、142，且該兩絕緣片141、142是上下夾設(shè)導(dǎo)電片15而設(shè)置。當(dāng)本實(shí)用新型的微型流體控制裝置1組裝時(shí)，即如圖1A、圖1B、圖2A及圖2B所示，依序?qū)⒔^緣片142、導(dǎo)電片15、絕緣片141、壓電致動(dòng)器13及底座10等結(jié)構(gòu)組裝容設(shè)于集氣板16內(nèi)的容置空間16a內(nèi)，使其組合后是如圖1B及圖2B所示，可構(gòu)成體積小、及微型化外形的微型流體控制裝置1。

請(qǐng)續(xù)參閱圖1A及圖2A所示，微型流體控制裝置1的進(jìn)氣板11具有第一表面11b、第二表面11a及至少一進(jìn)氣孔110，在本實(shí)施例中，進(jìn)氣孔110的數(shù)量為4個(gè)，但不以此為限，其是貫穿進(jìn)氣板11的第一表面11b及第二表面11a，主要用以供氣體自裝置外順應(yīng)大氣壓力的作用而自該至少一進(jìn)氣孔110流入微型流體控制裝置1內(nèi)。且又如圖2A所示，由進(jìn)氣板11的第一表面11b可見，其上具有至少一總線孔112，用以與進(jìn)氣板11第二表面11a的該至少一進(jìn)氣孔110對(duì)應(yīng)設(shè)置。于這些總線孔112的中心交流處具有匯流腔室111，且匯流腔室111與總線孔112相連通，藉此可將自該至少一進(jìn)氣孔110進(jìn)入總線孔112的氣體引導(dǎo)并匯流集中至匯流腔室111，以向下傳遞。因此在本實(shí)施例中，進(jìn)氣板11具有一體成型的進(jìn)氣孔110、總線孔112及匯流腔室111，且當(dāng)進(jìn)氣板11與共振片12對(duì)應(yīng)組裝后，于此匯流腔室111處構(gòu)成一匯流流體的腔室，以供流體暫存。在一些實(shí)施例中，進(jìn)氣板11的材質(zhì)是可為但不限為由一不銹鋼材質(zhì)所構(gòu)成，且其厚度是介于0.4mm至0.6mm之間，而其較佳值為0.5mm，但不以此為限。在另一些實(shí)施例中，由該匯流腔室111處所構(gòu)成腔室的深度與這些總線孔112的深度相同，但不以此為限。

在本實(shí)施例中，共振片12由一可撓性材質(zhì)所構(gòu)成，但不以此為限，且于共振片12上具有一中空孔洞120，對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣板11的第一表面11b的匯流腔室111而設(shè)置，以使氣體可流通。在另一些實(shí)施例中，共振片12可由一銅材質(zhì)所構(gòu)成，但不以此為限，且其厚度介于0.03mm至0.08mm之間，而其較佳值為0.05mm，但亦不以此為限。

又如圖4A及圖5所示，共振片12與壓電致動(dòng)器13之間具有一間隙h，在本實(shí)施例中，于共振片12及壓電致動(dòng)器13的外框131之間的間隙h中填充設(shè)置一膠層136，例如：導(dǎo)電膠，但不以此為限，以使共振片12與壓電致動(dòng)器13的懸浮板130之間可維持該間隙h的深度，進(jìn)而可導(dǎo)引氣流更迅速地流動(dòng)；以及，因應(yīng)此間隙h的深度而可使共振片12與壓電致動(dòng)器13之間形成壓縮腔室121，進(jìn)而可通過共振片12之中空孔洞120導(dǎo)引流體于腔室間更迅速地流動(dòng)，且因懸浮板130與共振片12保持適當(dāng)距離使彼此接觸干涉減少，促使噪音產(chǎn)生可被降低。

此外，請(qǐng)同時(shí)參閱圖1A及圖2A，在微型流體控制裝置1中還具有絕緣片141、導(dǎo)電片15及另一絕緣片142等結(jié)構(gòu)，其是依序夾設(shè)于壓電致動(dòng)器13與集氣板16之間，且其形態(tài)大致上對(duì)應(yīng)于壓電致動(dòng)器13的外框131的形態(tài)。在一些實(shí)施例中，絕緣片141、142即由可絕緣的材質(zhì)所構(gòu)成，例如：塑料，但不以此為限，以進(jìn)行絕緣之用；在另一些實(shí)施例中，導(dǎo)電片15即由可導(dǎo)電的材質(zhì)所構(gòu)成，例如：金屬，但不以此為限，以進(jìn)行電導(dǎo)通之用。以及，于本實(shí)施例中，導(dǎo)電片15上亦可設(shè)置一導(dǎo)電接腳151，以進(jìn)行電導(dǎo)通之用。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖3A、圖3B及圖3C，其分別為圖1A所示的微型流體控制裝置的壓電致動(dòng)器的正面結(jié)構(gòu)示意圖、背面結(jié)構(gòu)示意圖以及剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，壓電致動(dòng)器13由一懸浮板130、一外框131、數(shù)個(gè)支架132以及一壓電陶瓷板133所共同組裝而成，在本實(shí)施例中，該數(shù)個(gè)支架132為4個(gè)支架132，但不以此為限，這些數(shù)量可依照實(shí)際施作情形而任施變化；以及，懸浮板130、外框131以及四支架132可為但不限為一體成型的結(jié)構(gòu)，且可由一金屬板所構(gòu)成，例如可由不銹鋼材質(zhì)所構(gòu)成，但不以此為限，因此，本實(shí)用新型的微型流體控制裝置1的壓電致動(dòng)器13即為由壓電陶瓷板133與金屬板黏合而成，但不以此為限。且如圖所示，懸浮板130具有第一表面130b及相對(duì)應(yīng)的第二表面130a，其中，該壓電陶瓷板133貼附于懸浮板130的第一表面130b，用以施加電壓以驅(qū)動(dòng)該懸浮板130彎曲振動(dòng)。如圖3A所示，懸浮板130具有中心部130d及外周部130e，因此當(dāng)壓電陶瓷板131受電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，懸浮板130可由該中心部130d到外周部130e彎曲振動(dòng)；外框131是環(huán)繞設(shè)置于懸浮板130的外側(cè)，且具有一向外凸設(shè)的導(dǎo)電接腳134，用以供電連接之用，但不以此為限。

于本實(shí)施例中，其中四支架132分別垂直連接于懸浮板130以及外框131之間，以提供彈性支撐，也就是，懸浮板130的側(cè)邊130f與外框131的內(nèi)側(cè)邊131c是平行設(shè)置，而每一該支架132的一端是垂直連接于懸浮板130的側(cè)邊130f，另一端則垂直連接于外框131的內(nèi)側(cè)邊131c，使四支架132與懸浮板130的側(cè)邊130f、外框131的內(nèi)側(cè)邊131c呈同軸直角連接，并于支架132、懸浮板130及外框131之間更具有至少一空隙135，用以供流體流通，且該懸浮板130、外框131以及支架132的型態(tài)及數(shù)量是具有多種變化。通過此垂直跨設(shè)于懸浮板130與外框131之間的支架132，以減少懸浮板130于運(yùn)作時(shí)不均一的偏移角度，有助于增加懸浮板130于Z軸上的振幅，使懸浮板130在上下振動(dòng)時(shí)可有更好的位移狀態(tài)，即該懸浮板130作動(dòng)時(shí)更穩(wěn)定、一致，以利于提升壓電致動(dòng)器13作動(dòng)的穩(wěn)定性及效能。

在本實(shí)用新型的壓電致動(dòng)器13中，支架132的不同長(zhǎng)度及寬度將導(dǎo)致壓電致動(dòng)器13的性能有所差異，其各項(xiàng)性能的數(shù)據(jù)是如下表一所示：

表一

由表一數(shù)據(jù)可見，在本實(shí)施例中，每一該支架132的長(zhǎng)度是介于1.11mm至1.21mm之間，其性能表現(xiàn)較好，且該支架132的長(zhǎng)度的較佳值為1.16mm，其性能可明顯的提升，以及每一該支架132的寬度是介于0.2mm至0.6mm之間，且其較佳值為0.4mm，但不以此為限。

又如圖3A及圖3C所示，懸浮板130的第二表面130a與外框131的第二表面131a及支架132的第二表面132a為平整的共平面結(jié)構(gòu)，且以本實(shí)施例為例，其中懸浮板130為正方形的結(jié)構(gòu)，且該懸浮板130的每一邊長(zhǎng)是介于7.5mm至12mm之間，且其較佳值為7.5至8.5mm，而厚度是介于0.1mm至0.4mm之間，其較佳值為0.27mm，但不以此為限。且該外框的厚度亦介于0.1mm至0.4mm之間，但不以此為限。以及，壓電陶瓷板131的邊長(zhǎng)不大于懸浮板130的邊長(zhǎng)，且同樣設(shè)計(jì)為與懸浮板130相對(duì)應(yīng)的正方形板狀結(jié)構(gòu)，且壓電陶瓷板131的厚度是介于0.05mm至0.3mm之間，且其較佳值為0.10mm，通過本實(shí)用新型所采用的正方形壓電陶瓷板131及正方形懸浮板130的設(shè)計(jì)，其原因在于相較于傳統(tǒng)習(xí)知壓電致動(dòng)器的圓形懸浮板設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型壓電致動(dòng)器13的正方形懸浮板130明顯具有省電的優(yōu)勢(shì)，其消耗功率的比較如下表二所示：

表二

因此，藉由實(shí)驗(yàn)的上表得知：壓電致動(dòng)器的正方形懸浮板邊長(zhǎng)尺寸(8mm至10mm)設(shè)計(jì)相較于壓電致動(dòng)器的圓形懸浮板直徑尺寸(8mm至10mm)較為省電，其省電的緣由可推測(cè)為：因在共振頻率下操作的電容性負(fù)載，其消耗功率會(huì)隨頻率的上升而增加，又因邊長(zhǎng)尺寸正方形懸浮板130設(shè)計(jì)的共振頻率明顯較同樣直徑圓形的懸浮板低，故其相對(duì)的消耗功率亦明顯較低，亦即本實(shí)用新型所采用正方形設(shè)計(jì)的懸浮板130相較于以往的圓形懸浮板的設(shè)計(jì)，實(shí)具有省電優(yōu)勢(shì)，在微型流體控制裝置1采微型超薄且靜音的設(shè)計(jì)趨勢(shì)下，更能達(dá)到低耗電設(shè)計(jì)的功效，尤其更可以應(yīng)用于穿戴裝置，節(jié)省電力是非常重要的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

如前所述，在本實(shí)施例中，這些懸浮板130、外框131及四垂直于懸浮板130、外框131而設(shè)置的支架132是可為但不限為一體成型的結(jié)構(gòu)，至于其制造方式則可由傳統(tǒng)加工、或黃光蝕刻、或激光加工、或電鑄加工、或放電加工等方式制出，均不以此為限。然以本實(shí)施例為例，本實(shí)用新型的壓電致動(dòng)器13的懸浮板130、外框131、四支架132為一體成型的結(jié)構(gòu)，即為一金屬板，并通過使外框131、四支架132及懸浮板130以相同深度進(jìn)行蝕刻，進(jìn)而可使外框131的第二表面131a、四支架132的第二表面132a及懸浮板130的第二表面130a均為共平面的結(jié)構(gòu)；通過此相同深度的蝕刻工藝，可簡(jiǎn)化過去需因應(yīng)外框131的不同深度的進(jìn)行多次蝕刻工藝，同時(shí)再通過前述設(shè)置于外框131及共振片12之間的膠層136，涂布于外框131于蝕刻后產(chǎn)生的粗糙表面，以致可增加膠層與外框之間結(jié)合強(qiáng)度，且由于外框131的厚度相較于過往的制法是降低的，因此涂布該間隙h的膠層136的厚度增加，通過膠層136的厚度增加，可有效改善膠層136涂布的不均一性，降低懸浮板130組裝時(shí)水平方向的組裝誤差，并提升懸浮板130垂直方向的動(dòng)能利用效率，同時(shí)也可輔助吸收振動(dòng)能量、并降低噪音。

在本實(shí)用新型的微型流體控制裝置1中，膠層136的不同厚度將導(dǎo)致微型流體控制裝置的性能及不良率有所差異，其各項(xiàng)性能及不良率的數(shù)據(jù)如下表三所示：

表三

由表三數(shù)據(jù)明顯可見，膠層136的厚度可顯著影響微型流體控制裝置1的性能，若是膠層136的厚度太厚，則雖然間隙h可維持較厚的深度，但是其由于壓縮腔室121的深度變深、體積變大，相對(duì)其壓縮作動(dòng)的性能將會(huì)變差，因此其性能會(huì)下降；但是若膠層136的厚度過于薄，則其所能提供的間隙h的深度亦會(huì)不足，而易導(dǎo)致懸浮板130的凸部130c與共振片12彼此接觸碰撞，進(jìn)而使性能下降并產(chǎn)生噪音，而噪音問題也是造成產(chǎn)品不良的原因之一。因此，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，經(jīng)取樣25個(gè)微型流體控制裝置1產(chǎn)品實(shí)做，膠層136的厚度是介于50至60μm，，在此段數(shù)值區(qū)間中，不僅性能具有顯著的提升，同時(shí)其不良率相對(duì)低，以及，其中的較佳值為55μm，其性能的表現(xiàn)更佳，且不良率均為最低，但不以此為限。

又如圖3B所示，在本實(shí)施例中，懸浮板130為一正方形且具有階梯面的結(jié)構(gòu)，即于懸浮板130的第二表面130a上還具有一凸部130c，該凸部130c設(shè)置于第二表面130a之中心部130d，且可為但不限為一圓形凸起結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，凸部130c的高度是介于0.02mm至0.08mm之間，較佳值為0.03mm，其直徑為4.4mm，但不以此為限。

因此，請(qǐng)參閱圖1A、圖4A至圖4E及圖5所示，該底座10、壓電致動(dòng)器13、絕緣片141、導(dǎo)電片15、另一絕緣片142及集氣板16等依序堆棧組裝后，如圖4A及圖5所示，可見微型流體控制裝置1于共振片12之中空孔洞120處可與其上的進(jìn)氣板11共同形成一匯流氣體的腔室，亦即進(jìn)氣板11第一表面11b的匯流腔室111處的腔室，且在共振片12與壓電致動(dòng)器13之間還形成一壓縮腔室121，用以暫存氣體，且壓縮腔室121是通過共振片12之中空孔洞120而與進(jìn)氣板11第一表面11b的匯流腔室111處的腔室相連通，以下就微型流體控制裝置1控制驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器13的懸浮板130進(jìn)行垂直往復(fù)式振動(dòng)的作動(dòng)實(shí)施狀態(tài)的局部示意圖作說明。

如圖4B所示，當(dāng)在控制驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器13的懸浮板130進(jìn)行垂直往復(fù)式振動(dòng)而彎曲形變向下位移時(shí)，因此將產(chǎn)生氣體由進(jìn)氣板11上的至少一進(jìn)氣孔110進(jìn)入，并通過其第一表面11b的至少一總線孔112而匯集到中央的匯流腔室111處，此時(shí)由于共振片12為輕、薄的片狀結(jié)構(gòu)會(huì)因流體的帶入及推壓以及亦會(huì)隨懸浮板130的共振而進(jìn)行垂直的往復(fù)式振動(dòng)，即為共振片12對(duì)應(yīng)匯流腔室111的可動(dòng)部12a亦會(huì)隨之彎曲振動(dòng)形變，又如圖4C所示，當(dāng)懸浮板130垂直的往復(fù)式振動(dòng)位移到一位置，令該共振片12的可動(dòng)部12a能非?？拷趹腋“?30的凸部130c，進(jìn)而使流體進(jìn)入壓縮腔室121的通道內(nèi)，在懸浮板130的凸部130c以外的區(qū)域與共振片12兩側(cè)的固定部12b之間的壓縮腔室121的間距不會(huì)變小情況下，因此流過它們之間的流體的流量不會(huì)降低，也不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，如此更有效地壓縮該壓縮腔室121的體積，如圖4D所示，當(dāng)壓電致動(dòng)器13持續(xù)進(jìn)行垂直的往復(fù)式振動(dòng)而彎曲形變向上位移時(shí)，即可促使壓縮腔室121內(nèi)的流體推擠向兩側(cè)流動(dòng)，并經(jīng)由壓電致動(dòng)器13的支架132之間的空隙136而向下穿越流動(dòng)，以獲得較高的排出壓力，此時(shí)再如圖4E所示，隨著壓電致動(dòng)器13的懸浮板130的凸部130c的向上推移動(dòng)，而使共振片12的可動(dòng)部12a亦隨的向上彎曲振動(dòng)形變,，使匯流腔室111處的體積受壓縮，并在總線孔112中的流體流通至匯流腔室111處變小，最后當(dāng)壓電致動(dòng)器13的懸浮板130持續(xù)進(jìn)行垂直往復(fù)式振動(dòng)時(shí)，即可再重復(fù)圖4B至圖4E所示實(shí)施狀態(tài)。在本實(shí)施例中，可見此壓電致動(dòng)器13的懸浮板130具備凸部130c的設(shè)計(jì)應(yīng)用于本實(shí)用新型的微型流體控制裝置1中還可達(dá)到良好的流體傳輸效率，但凡凸部130c的設(shè)計(jì)型態(tài)、數(shù)量及位置等是可依照實(shí)際施作情形而任施變化，并不以此為限。

另外，在一些實(shí)施例中，共振片12的垂直往復(fù)式振動(dòng)頻率是可與壓電致動(dòng)器13的振動(dòng)頻率相同，即兩者可同時(shí)向上或同時(shí)向下，其可依照實(shí)際施作情形而任施變化，并不以本實(shí)施例所示的作動(dòng)方式為限。

綜上所述，本實(shí)用新型所提供的壓電致動(dòng)器是應(yīng)用于微型流體控制裝置中，壓電致動(dòng)器具有懸浮板、外框及四支架，且每一支架是垂直連接于懸浮板與外框之間，通過此垂直跨設(shè)于懸浮板與外框之間的支架，以提供彈性支撐、并減少懸浮板不均一的擺動(dòng)，有助于增加懸浮板于Z軸上的振幅，使懸浮板在上下振動(dòng)時(shí)可有更好的位移狀態(tài)，即懸浮板作動(dòng)時(shí)更為穩(wěn)定、一致，以利于提升壓電致動(dòng)器作動(dòng)的穩(wěn)定性及效能；同時(shí)，通過壓電致動(dòng)器的懸浮板、外框、支架為一體成型金屬板結(jié)構(gòu)，并通過相同深度進(jìn)行蝕刻出懸浮板的凸部及支架需求型態(tài)，使外框外框的第二表面、支架的第二表面及懸浮板的第二表面均為共平面的結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化過去需因應(yīng)外框的不同深度的進(jìn)行多次蝕刻工藝，同時(shí)再通過設(shè)置于外框及共振片之間的膠層，涂布于外框于蝕刻后產(chǎn)生的粗糙表面，以致可增加膠層與外框之間結(jié)合強(qiáng)度，且由于外框的厚度相較于過往的制法是降低的，因此涂布該間隙的膠層的厚度增加，通過膠層的厚度增加，可有效改善膠層涂布的不均一性，降低懸浮板組裝時(shí)水平方向的組裝誤差，并提升懸浮板垂直方向的動(dòng)能利用效率，同時(shí)也可輔助吸收振動(dòng)能量、并降低噪音達(dá)到靜音的功效，且此微型化的壓電致動(dòng)器還可使微型流體控制裝置的整體體積減小及薄型化，以達(dá)到輕便舒適的可攜式目的；以及，通過該壓電致動(dòng)器的懸浮板正方形型態(tài)的設(shè)計(jì)及懸浮板上還具有凸部的作動(dòng)，使流體可由底座的進(jìn)氣板的進(jìn)氣孔流入，并沿相連通的總線孔及匯流腔室進(jìn)行流動(dòng)，通過共振片之中空孔洞以使流體于共振片及壓電致動(dòng)器之間形成的壓縮腔室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度，進(jìn)而使流體高速流動(dòng)，流體的流量不會(huì)降低，也不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，并可繼續(xù)傳遞達(dá)到獲得較高的排出壓力；因此，本實(shí)用新型微型流體控制裝置更可使整體體積減小及薄型化，以達(dá)到輕便舒適的可攜式目的，極具產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

縱使本實(shí)用新型已由上述實(shí)施例詳細(xì)敘述而可由熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員任施匠思而為諸般修飾，但是都不會(huì)脫離如所附權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍。