專利名稱：改進(jìn)的微型閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMQ的裝置，尤其涉及在受到外部機(jī)械沖擊時(shí)具有改進(jìn)的抗損力的微型閥裝置。MEMS(微型機(jī)電系統(tǒng))是一類小型系統(tǒng)，具有尺寸為微米范圍或更小的部件。這些系統(tǒng)具有電氣和機(jī)械部件。術(shù)語"微型機(jī)制"通常理解為制造MEMS裝置的三維結(jié)構(gòu)和活動(dòng)部。MEMS最初用于改變集成電路(電腦芯片)制造技術(shù) (例如化學(xué)蝕刻)和材料(例如硅半導(dǎo)體材料)以對(duì)這些非常小的機(jī)械裝置進(jìn)行微型機(jī)制。 當(dāng)今存在許多可以使用的微型機(jī)制方法和材料。本申請(qǐng)中使用的術(shù)語"微型機(jī)制裝置"是指具有尺寸為微米范圍或更小的部件的裝置，并且根據(jù)定義至少部分地通過微型機(jī)制加工形成。更特別地，本申請(qǐng)中使用的術(shù)語"微型閥"是指具有尺寸為微米范圍或更小的部件的閥，并且根據(jù)定義至少部分地通過微型機(jī)制加工形成。本申請(qǐng)中使用的術(shù)語"微型閥裝置"是指包括微型閥，并且可以包括其它部件的微型機(jī)制的加工裝置。應(yīng)當(dāng)注意到，如果微型閥裝置中包括除了微型閥以外的部件，這些其他部件可以是微型機(jī)制加工的部件或者標(biāo)準(zhǔn)尺寸的(更大的)部件。類似地，微型機(jī)制加工裝置可以包括微型機(jī)制加工的部件和標(biāo)準(zhǔn)尺寸的(更大的)部件。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了各種微型閥裝置以控制流體回路中的流體流動(dòng)。典型的微型閥裝置包括由主體活動(dòng)支撐的可移動(dòng)構(gòu)件或閥部件，以便在閉合位置和全開位置之間移動(dòng)。當(dāng)處于閉合位置時(shí)，閥部件大體上阻擋或關(guān)閉第一流體端口(其要不然與第二流體端口流體連通)，從而防止流體在流體端口之間流動(dòng)。當(dāng)閥部件從閉合位置移動(dòng)到全開位置時(shí)，逐漸允許流體在流體端口之間流動(dòng)。美國專利No 6523560、No 6540203和No 6845962描述了由多層材料制成的微型閥，上述專利的內(nèi)容在此弓I入作為參考。多個(gè)層進(jìn)行微型機(jī)制加工并結(jié)合在一起以形成微型閥主體并且多個(gè)微型閥部件容納在其中，包括容納微型閥的活動(dòng)部件的中間機(jī)械層。活動(dòng)部件通過從中間機(jī)械層上去除材料(通過已知的微型機(jī)制加工裝置制造技術(shù)，例如但不限于深度活性離子刻蝕)而形成，從而形成通過彈簧類構(gòu)件保持附接到其余部分上的活動(dòng)閥元件。典型地，材料通過形成穿過具有均勻?qū)挾鹊牟牧系莫M槽圖案而去除，從而獲得希望的形狀?；顒?dòng)閥元件能夠沿一個(gè)或更多個(gè)方向移動(dòng)大致等于均勻狹槽寬度的距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于控制流體回路中的流體流動(dòng)的微型閥裝置。微型閥裝置包括內(nèi)部形成有空腔的主體。閥元件由所述主體支撐并能夠移動(dòng)地布置在所述空腔內(nèi)。一致動(dòng)器操作聯(lián)接到閥元件上以使閥元件在正常移動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)，從而控制流體通過微型閥裝置的流量。微型閥裝置還包括與所述閥元件操作配合的移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)。移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)用于限制閥元件在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)量，從而防止由于在正常移動(dòng)范圍之外的過量移動(dòng)引起的過大應(yīng)力(超過破壞應(yīng)力極限，即，超過材料屈服點(diǎn))導(dǎo)致閥元件或致動(dòng)器發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。 本發(fā)明還公開了形成具有這種移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的微型閥的方法。在結(jié)合附圖閱讀下列優(yōu)選實(shí)施例的情況下，本發(fā)明的多個(gè)目的和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得顯而易見。


圖1是微型閥的中間機(jī)械層的頂視圖，顯示了閥元件的正常致動(dòng)位置。圖2是與圖1類似的視圖，但顯示了通過機(jī)械沖擊移動(dòng)到受力位置。圖3是與圖1類似的視圖，顯示了設(shè)置移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)以在微型閥受到機(jī)械沖擊時(shí)限制閥元件的運(yùn)動(dòng)。圖4是圖3所示閥元件的一部分的放大圖。圖5是與圖4類似的視圖，但顯示了圖3所示閥元件的一部分的更加放大的視圖。圖6是圖5所示移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的第一側(cè)面的放大平面圖。圖7是圖5所示移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的第二側(cè)面的放大平面圖。圖8是沿圖7中的直線8-8截取的移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9是方框圖，顯示了制造本發(fā)明的移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖1-6，通常以附圖標(biāo)記10表示包括用于控制流體流動(dòng)的微型閥的微型閥裝置的示例性實(shí)施例。微型閥10包括通常以附圖標(biāo)記12表示的致動(dòng)器和通常以附圖標(biāo)記14表示的活動(dòng)閥元件。致動(dòng)器12可以是任意合適類型的致動(dòng)器。在圖示實(shí)施例中，致動(dòng)器12是由以人字形圖案連接到中心骨架18上的多個(gè)肋部16形成的熱致動(dòng)器。當(dāng)肋部16受熱時(shí)，例如通過使電流流過肋部16，肋部16伸長。每個(gè)肋部16的一端固定到中心骨架18上，另一端固定到微型閥10的固定部21 (參見圖幻上。當(dāng)相對(duì)傾斜的成組肋部16伸長時(shí)，肋部16沿方向"A"將致動(dòng)器12的中心骨架18推向閥元件14。閥元件14在沿著閥元件14長度的第一位置處操作聯(lián)接到中心骨架18上。閥元件14還包括位于與第一位置隔開的第二位置處的柔性鉸接部20。柔性鉸接部20的一端操作聯(lián)接到固定部21上。在致動(dòng)期間，中心骨架18的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致閥元件14使鉸接部20彎曲，從而導(dǎo)致閥元件14沿著以字母"B"表示的弧形運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)。致動(dòng)器12使閥元件 14沿著弧形運(yùn)動(dòng)路徑在正常移動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)，從而有選擇的阻擋或打開微型閥10中的一個(gè)或更多個(gè)流體端口 22(參見圖4)，從而控制通過微型閥10的流體流動(dòng)。當(dāng)致動(dòng)器12去激勵(lì)時(shí)，肋部16收縮，并且中心骨架18和鉸接部20中的彎曲作用力使閥元件14返回到未致動(dòng)位置。典型地，微型閥10可以由結(jié)合在一起的多層材料制成以形成主體。主體可以包括頂層(未顯示)、底層(未顯示)以及相鄰地位于頂層和底層之間的中間層?；顒?dòng)部(包括致動(dòng)器12、閥元件14、肋部16、中心骨架18、鉸接部20和微型閥10的任意其它活動(dòng)部) 可以通過從中間層上去除材料而形成。材料從活動(dòng)部周圍去除以使活動(dòng)部與主體的固定部 21分離。更準(zhǔn)確地說，材料可以通過形成穿過中間層材料的狹縫圖案而去除，從而獲得希望的形狀。另外，人們希望在位于中間層外面的主體固定部(其鄰近微型閥10的活動(dòng)部)中形成淺槽(未顯示)，從而限制微型閥10的活動(dòng)部和微型閥10主體的相鄰固定部之間的摩擦。如圖所示，可以穿過閥元件14的不同部分垂直地(S卩，與由閥元件14在正常移動(dòng)范圍期間移動(dòng)受到限制的運(yùn)動(dòng)所限制的平面垂直)形成多個(gè)開口(出口、管道或孔)。開口 M的一個(gè)作用在于避免或減少閥元件14的垂直相對(duì)表面之間的壓力不平衡，從而不能推動(dòng)閥元件14進(jìn)行"平面外"運(yùn)動(dòng)，以便拖拉與制造活動(dòng)部的中間層相鄰的材料層(未顯示)°如上所述，圖示實(shí)施例的微型閥10具有由致動(dòng)器12致動(dòng)的閥元件14。致動(dòng)器12 通過施加電能來加熱肋部16而操作。選擇性加熱微型閥10的肋部16產(chǎn)生因材料熱膨脹不同而引起的運(yùn)動(dòng)。由該致動(dòng)引起的活動(dòng)部和固定部21中的應(yīng)力設(shè)計(jì)成處于安全范圍(即， 小于破壞應(yīng)力極限，其是用于形成活動(dòng)部和固定部21的材料的屈服點(diǎn))之內(nèi)，即使在所施加動(dòng)力反復(fù)循環(huán)之后也不會(huì)對(duì)活動(dòng)部或固定部21造成損壞。然而，可以通過除由外加動(dòng)力有意引起的作用力之外的作用力使微型閥10的活動(dòng)部移動(dòng)。例如，由微型閥10落下產(chǎn)生的沖擊載荷可以使活動(dòng)部以計(jì)劃外方式在正常移動(dòng)范圍之外移動(dòng)，如圖2所示?；顒?dòng)件可以沿著一個(gè)或更多個(gè)方向移動(dòng)與均勻狹槽寬度相等的距離或更遠(yuǎn)(例如，就朝向角部的運(yùn)動(dòng)而言)。這些運(yùn)動(dòng)可以導(dǎo)致活動(dòng)部，尤其是中心骨架18和鉸接部20，以及固定部21上與活動(dòng)部附接或接觸的部分以在正常致動(dòng)期間不產(chǎn)生的方式產(chǎn)生應(yīng)力。應(yīng)力水平可以達(dá)到或超過有可能造成微型閥10的活動(dòng)部或固定部21發(fā)生故障的破壞應(yīng)力極限。因此，人們希望限制活動(dòng)部在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)量，更準(zhǔn)確地說，將活動(dòng)元件在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)量限制到足夠小以防止微型閥10發(fā)生故障。例如，在圖示實(shí)施例中，閥元件14的運(yùn)動(dòng)限制為由弧形運(yùn)動(dòng)路徑限定的正常移動(dòng)范圍。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)在正常移動(dòng)范圍之外運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥元件14的運(yùn)動(dòng)量可能受到限制，即，正常移動(dòng)范圍之外的移動(dòng)量可能局限于非零值，然而，所述非零值受到充分限制，使得在微型閥10的部件中不會(huì)達(dá)到破壞應(yīng)力極限。類似地，在正常致動(dòng)期間，其它活動(dòng)部(例如，肋部16、中心骨架 18或鉸接部20)在其正常移動(dòng)范圍之外的活動(dòng)量也可以受到限制。為了將微型閥10的活動(dòng)部在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)量限制到不足以導(dǎo)致活動(dòng)部超過破壞應(yīng)力極限并失效的程度，圖示微型閥10包括通常以附圖標(biāo)記25表示的移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)。移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25可以包括在周圍表面的總體高度上方延伸的一個(gè)或更多個(gè)凸起部沈，或者可以包括其它適當(dāng)特征(未顯示)，其用于限制微型閥10的活動(dòng)部在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)以不會(huì)超過破壞應(yīng)力極限，使得活動(dòng)元件和固定部21不會(huì)失效。如圖4所示，多個(gè)凸起部26可以形成在主體固定部21上。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，凸起部沈可以作為替代地(或者另外地)形成在微型閥10的任意活動(dòng)部，例如閥元件 14上。在圖示實(shí)施例中，多個(gè)凸起部沈構(gòu)造為限制微型閥沿+Y和-Y方向(例如，沿相對(duì)于弧形運(yùn)動(dòng)路徑的徑向方向的移動(dòng))以及沿-X方向(例如，以弧形運(yùn)動(dòng)向圖4和5所示未致動(dòng)位置左側(cè)的不受控制的超行程)的運(yùn)動(dòng)量，同時(shí)允許沿+X方向(其為正常致動(dòng)方向) 的運(yùn)動(dòng)。因此，用于構(gòu)成移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25的所述多個(gè)凸起部沈用于限制活動(dòng)閥元件14在正常移動(dòng)范圍之外的移動(dòng)量。通過限制閥元件14的不希望的移動(dòng)，在外部機(jī)械沖擊或其它作用力趨于導(dǎo)致閥元件14沿+Y或-Y，或-X方向移動(dòng)時(shí)，能夠?qū)㈤y元件14在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)限制在較小運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，使得活動(dòng)部和固定部21都不會(huì)達(dá)到導(dǎo)致活動(dòng)部或固定部21，以及由此導(dǎo)致微型閥10失效的應(yīng)力等級(jí)。毫無疑問，人們希望設(shè)置移動(dòng)限制結(jié)構(gòu) 25的凸起部沈或其它特征的精確位置取決于特殊微型閥的設(shè)計(jì)。此外，一些微型閥設(shè)計(jì)可以允許活動(dòng)閥元件沿位于由微型閥活動(dòng)元件的正常運(yùn)動(dòng)限定的平面之外的方向的不受控制的運(yùn)動(dòng)足以導(dǎo)致微型閥的活動(dòng)元件或固定部超過制造它的材料的破壞應(yīng)力極限并失效。因此，移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25還可以構(gòu)造為限制活動(dòng)部在如閥元件14的正常移動(dòng)范圍所限定運(yùn)動(dòng)平面之外的運(yùn)動(dòng)。在這樣的微型閥10中，移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25可以包括形成在除中間層以外的主體(例如，在多層微型閥的相鄰層中)的固定部的空腔表面(未顯示)或其它表面上的適當(dāng)位置處的至少一個(gè)凸起部或其它特征(未顯示)。 這種移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25可以定位在某一位置處，將微型閥的活動(dòng)元件在正常運(yùn)動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)量限制到防止活動(dòng)元件或固定部21因超過破壞應(yīng)力極限而失效的程度。因此，微型閥10可以設(shè)置有移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25，其限制在正常運(yùn)動(dòng)范圍之外發(fā)生的運(yùn)動(dòng)量，而不管這種運(yùn)動(dòng)的方向如何。與結(jié)構(gòu)和性能相同但不設(shè)置移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25的微型閥裝置相比，這種微型閥10可以具有改進(jìn)的穩(wěn)固性和抗沖擊性。制造如上所述的移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25的方法可以包括下列步驟。在第一步驟101中， 所述方法包括確定移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25的適當(dāng)構(gòu)造，這種適當(dāng)構(gòu)造用于限制所述活動(dòng)部在正常移動(dòng)范圍之外的移動(dòng)量。移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25的適當(dāng)構(gòu)造以確定活動(dòng)部在正常移動(dòng)范圍之外的最大容許移動(dòng)范圍為基礎(chǔ)，使得活動(dòng)部不會(huì)達(dá)到可能導(dǎo)致微型閥10的任意部分失效的應(yīng)力極限。如上所述，移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25可以位于中間層的固定部21上、活動(dòng)閥元件14 上、除中間層之外的主體(例如，在多層微型閥的相鄰層中)的固定部上，或者其任意組合。在第二步驟102中，移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)25形成在適當(dāng)構(gòu)造中。在示例性實(shí)施例中，凸起部沈可以在通過形成穿過中間層的狹槽而從中間層上去除材料以形成微型閥10的活動(dòng)部的處理期間形成。為了完成上述工作，狹槽寬度在關(guān)鍵選定位置上制造得更細(xì)，從而形成限制活動(dòng)部的非希望運(yùn)動(dòng)的凸起部26。凸起部沈可以在中間層的整個(gè)深度上形成。然而，如果蝕刻是用于形成微型閥10的方法，典型地需要更長的時(shí)間蝕刻所形成狹槽的較細(xì)部分以形成微型閥10的活動(dòng)部。因此，為了加快制造，可以從在除了將要形成凸起部沈的位置(在該位置，形成具有較小寬度W2(例如，大約40微米)的較細(xì)寬度的狹槽以限定凸起部的端面27)之外的部分中具有均勻的更大寬度Wl (例如，大約70微米)的中間層的第一側(cè)面蝕刻狹槽圖案，如圖6所示。該蝕刻方法將形成穿過中間層的材料深度的狹槽部分。 隨后，利用形成穿過中間層以與從第一側(cè)面形成的狹槽連通的具有更大寬度Wl (即，大約 70微米)的均勻狹槽的圖案對(duì)中間層的第二側(cè)面進(jìn)行相對(duì)迅速地蝕刻，如圖7所示，使得形成在第一側(cè)面上的狹槽與形成在中間層第二層面上的狹槽配合以產(chǎn)生組合狹縫，其完全穿過中間層材料延伸，利用延伸到組合狹槽中的凸起部26使活動(dòng)元件相對(duì)于固定部21移動(dòng)。通過蝕刻狹槽狹窄部形成的最終凸起部沈只需部分延伸穿過其上形成有凸起部26的部分的深度。利用這種方案，中間層的大部分材料可以迅速蝕刻去除，由于在蝕刻具有狹窄部分的狹槽的同時(shí)只有中間層的一小部分必須以可獲得的較慢蝕刻速度進(jìn)行蝕刻，從而減少了形成凸起部26所需的時(shí)間。例如，在圖8中，顯示了形成在主體固定部21上的具有深度觀的凸起部26之一。凸起部沈的深度觀小于完全延伸穿過固定部21的組合狹槽的深度30。只有凸起部沈的深度觀的厚度材料需要以較慢速度進(jìn)行蝕刻。中間層的剩余材料能夠以較快速度進(jìn)行蝕刻。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，凸起部沈可以類似方式形成在活動(dòng)閥元件 14上。 根據(jù)專利法的規(guī)定，以及通過優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的工作原理進(jìn)行了解釋和顯示。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本發(fā)明可以按照除具體解釋和顯示之外的方式實(shí)施。申請(qǐng)中使用的參考數(shù)字
A被致動(dòng)的中心骨架18的運(yùn)動(dòng)方向
B閥元件在致動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向
C閥元件在受到外部沖擊時(shí)的軸向運(yùn)動(dòng)方向
10微型閥
12致動(dòng)器
14閥元件
16肋部
18中心骨架
20鉸接部
21閥體的固定部
22微型閥端口
24通過閥元件補(bǔ)償壓力等的開口
25移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)
26移動(dòng)限制凸起部
27凸起部端面
28移動(dòng)限制凸起部的深度
30閥體固定部的深度
101確定移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的適當(dāng)構(gòu)造的方法
102形成移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的方法
權(quán)利要求
1.一種微型閥裝置，包括主體；由所述主體支撐的閥元件；與所述閥元件操作聯(lián)接的致動(dòng)器，用于使閥元件在正常移動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)；和與所述閥元件操作配合的移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)，所述移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)用于限制閥元件在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)以防止由于超過破壞應(yīng)力極限導(dǎo)致所述主體、閥元件或致動(dòng)器發(fā)生故障。
2.如權(quán)利要求1所述的微型閥，其中閥元件的正常移動(dòng)范圍限定了弧形運(yùn)動(dòng)路徑；和移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)用于限制閥元件沿相對(duì)于弧形運(yùn)動(dòng)路徑的徑向方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而防止由于超過破壞應(yīng)力極限導(dǎo)致所述主體、閥元件或致動(dòng)器發(fā)生故障。
3.如權(quán)利要求2所述的微型閥，其中，所述移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)包括凸起部。
4.如權(quán)利要求1所述的微型閥，其中閥元件的正常移動(dòng)范圍限定了弧形運(yùn)動(dòng)路徑；和移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)用于限制所述閥元件的弧形運(yùn)動(dòng)量超過正常移動(dòng)范圍，從而防止由于超過破壞應(yīng)力極限導(dǎo)致所述主體、閥元件或致動(dòng)器發(fā)生故障。
5.如權(quán)利要求4所述的微型閥，其中，所述移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)凸起部。
6.如權(quán)利要求2所述的微型閥，其中移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)用于限制所述閥元件的弧形運(yùn)動(dòng)量超過正常移動(dòng)范圍，從而防止由于超過破壞應(yīng)力極限導(dǎo)致所述主體、閥元件或致動(dòng)器發(fā)生故障。
7.如權(quán)利要求6所述的微型閥，其中，所述移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)凸起部。
8.如權(quán)利要求3所述的微型閥，其中，所述凸起部形成在所述主體的固定部上。
9.如權(quán)利要求5所述的微型閥，其中，所述凸起部形成在所述主體的固定部上。
10.如權(quán)利要求7所述的微型閥，其中，所述凸起部形成在所述主體的固定部上。
11.如權(quán)利要求8所述的微型閥，其中，所述正常移動(dòng)范圍限定了運(yùn)動(dòng)平面，所述凸起部具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，所述主體的固定部具有與所述運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，其中，所述凸起部的深度小于固定部的深度。
12.如權(quán)利要求9所述的微型閥，其中，所述正常移動(dòng)范圍限定了運(yùn)動(dòng)平面，所述凸起部具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，所述主體的固定部具有與運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，其中，所述凸起部的深度小于固定部的深度。
13.如權(quán)利要求10所述的微型閥，其中，所述正常移動(dòng)范圍限定了運(yùn)動(dòng)平面，所述凸起部具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，所述主體的固定部具有與運(yùn)動(dòng)所述平面垂直的深度，其中，所述凸起部的深度小于固定部的深度。
14.如權(quán)利要求3所述的微型閥，其中，所述凸起部形成在閥元件上。
15.如權(quán)利要求5所述的微型閥，其中，所述凸起部形成在閥元件上。
16.如權(quán)利要求7所述的微型閥，其中，所述凸起部形成在閥元件上。
17.如權(quán)利要求14所述的微型閥，其中，所述正常移動(dòng)范圍限定了運(yùn)動(dòng)平面，所述凸起部具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，所述閥元件具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，其中，所述凸起部的深度小于閥元件的深度。
18.如權(quán)利要求15所述的微型閥，其中，所述正常移動(dòng)范圍限定了運(yùn)動(dòng)平面，所述凸起部具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，所述閥元件具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，其中，所述凸起部的深度小于閥元件的深度。
19.如權(quán)利要求16所述的微型閥，其中，所述正常移動(dòng)范圍限定了運(yùn)動(dòng)平面，所述凸起部具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，所述閥元件具有與該運(yùn)動(dòng)平面垂直的深度，其中，所述凸起部的深度小于閥元件的深度。
20.一種微型閥裝置，包括主體，所述主體具有固定部；多個(gè)活動(dòng)元件，包括由所述主體支撐的閥元件；和與所述閥元件操作聯(lián)接以使該閥元件在正常移動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)的致動(dòng)器，所述閥元件在正常移動(dòng)范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)限定了一平面；和與所述主體、所述閥元件和所述致動(dòng)器中的至少一個(gè)操作聯(lián)接的移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)，所述移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)用于限制至少一個(gè)所述活動(dòng)元件在正常移動(dòng)范圍之外沿平面內(nèi)和平面外中至少一個(gè)的方向的運(yùn)動(dòng)量，從而防止由于超過破壞應(yīng)力極限導(dǎo)致所述主體和活動(dòng)元件中的至少一個(gè)發(fā)生故障。
21.一種制造微型閥裝置的方法，包括步驟(a)確定移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的適當(dāng)構(gòu)造，所述移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)用于限制活動(dòng)的閥元件在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)以防止活動(dòng)的閥元件發(fā)生故障；和(b)形成所述移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，步驟(b)包括蝕刻穿過材料層的狹槽，所述狹槽在至少一個(gè)位置具有較細(xì)的狹槽寬度，使得該狹槽形成至少一個(gè)凸起部。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，步驟(b)包括步驟(bl)蝕刻材料層的第一側(cè)面以形成部分穿過所述層的具有變化寬度的狹槽；和(b2)蝕刻材料層的第二側(cè)面以部分穿過所述層，從而形成具有均勻?qū)挾鹊莫M槽，并將該狹槽形成為一定深度，使得形成在第一側(cè)面上的狹槽與形成在第二側(cè)面上的狹槽連通以形成延伸穿過所述材料層的組合狹槽，并且，至少一個(gè)凸起部延伸到所述組合狹槽中。
全文摘要
一種微型閥裝置，包括主體；由所述主體支撐而相對(duì)于所述主體活動(dòng)的閥元件，和與所述閥元件操作聯(lián)接以使閥元件在正常移動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)的致動(dòng)器。移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)與閥元件和致動(dòng)器中的至少一個(gè)操作配合以用于限制閥元件或致動(dòng)器在正常移動(dòng)范圍之外的運(yùn)動(dòng)量，從而防止由于超過破壞應(yīng)力極限導(dǎo)致主體、閥元件或致動(dòng)器發(fā)生故障。本發(fā)明還公開了形成具有這種移動(dòng)限制結(jié)構(gòu)的微型閥的方法。
文檔編號(hào)F16K31/00GK102164846SQ200980137328
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月9日
發(fā)明者H·亨尼卡特 申請(qǐng)人:麥克羅斯塔克公司