致动传感模块的制作方法

1.本案是关于一种致动传感模块，尤指一种能够组接正压负载及负压 负载，且能对气体传输进行调控的致动传感模块。


背景技术：

2.随着科技的日新月异，气体输送装置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、电子散热等等，甚至近来热门的穿戴式装置皆 可见它的踨影，可见传统的泵已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。
3.目前的薄型气体传输装置经常用于对正压负载打气或是协助负压负 载泄气，但难以对其打气及泄气进行调控，故如何提供一种致动传感模块能够将体 积微型化、轻易与正压负载或负压负载进行组配，且能够调控其打气或泄气的效率 为当下需克服的难题。


技术实现要素：

4.本案的主要目的在于提供一种致动传感模块，能够组接正压负载及 负压负载，能够在对正压负载打气及负压负载排气时进行调控的微型化致动传感模 块。
5.为达上述目的，本案的一较广义实施样态为提供一种致动传感模块， 包含：一底板，具有至少一接脚沟渠、一凹槽、一出气口及一泄气口；至少一接脚， 设置于该至少一接脚沟渠；一控制芯片，设置于该凹槽；一隔板，叠设于该底板， 具有一出气开口及一泄压通孔，该出气开口与该出气口相连通，该泄压通孔与该泄 气口对应；一气压传感器，容设于该出气开口；一薄型气体传输装置，设置于该隔 板且封盖该出气开口及该泄压通孔；以及一盖板，设置于该隔板，且具有一开口供 该薄型气体传输装置穿设；其中，通过该薄型气体传输装置将气体输送至该出气开 口，由位于出气开口的该气压传感器检测气体的气压变化。
附图说明
6.图1a为本案致动传感模块的立体示意图。图1b为本案致动传感模块的分解示意图。图2为本案微型气体传输装置的立体示意图。图3a为本案薄型气体泵的分解示意图。图3b为本案薄型气体泵另一角度的分解示意图。图4a为本案薄型气体泵的剖面示意图。图4b至图4d为本案薄型气体泵的作动示意图。图5a为本案薄型阀门结构的分解示意图。图5b为本案薄型阀门结构另一角度的分解示意图。图6a为本案薄型气体传输装置的剖面示意。图6b为本案薄型气体传输装置的出气示意图。图6c为本案薄型气体传输装置的泄压示意图。
图7a为本案致动传感模块的剖面示意图。图7b为本案致动传感模块连接正压负载的作动示意图。图7c为本案致动传感模块连接正压负载的泄压示意图。图7d为本案致动传感模块连接负压负载的作动示意图。图7e为本案致动传感模块连接负压负载的泄压示意图。附图标记说明
7.100：致动传感模块1：底板11：接脚沟渠12：凹槽13：出气口14：泄气口2：接脚200：正压负载3：控制芯片300：负压负载4：隔板41：出气开口42：泄压通孔5：气压传感器6：薄型气体传输装置61：薄型气体泵611：进气板6111：第一表面6112：第二表面6113：进气孔6114：汇流腔室6115：进气流道612：共振片6121：中心孔6122：振动部6123：固定部613：致动件6131：振动板6131a：上表面6131b：下表面6131c：凸部6132：框架6132a：第一导电接脚
6133：连接部6134：压电片6135：气体通道614：第一绝缘框架615：导电框架6151：框架部6152：电极部6153：第二导电接脚616：第二绝缘框架617：振动腔室62：薄型阀门结构621：第一薄板6211：挖空区622：阀门框架6221：阀片容置区623：阀门片6231：阀孔624：第二薄板6241：出气表面6242：泄压表面6243：出气凹槽6244：出气孔6245：泄压孔6246：泄压沟渠7：盖板71：开口
具体实施方式
8.体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙 述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围， 且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。
9.本案的致动传感模块100可应用于手机、平板电脑、穿戴式装置或 任何建构以包含微处理器、ram等零件的类似行动式电子设备。请参阅图1a及 图1b，其为本案的一较佳实施例的致动传感模块的结构示意图。如图所示，致动 传感模块100包含一底板1、至少一接脚2、一控制芯片3、一隔板4、一气压传感 器5、一薄型气体传输装置6及一盖板7。
10.底板1具有至少一接脚沟渠11、一凹槽12、一出气口13、一泄气 口14，于本实施例中，接脚沟渠11的数量为8个，分别排列于底板的两侧，但不 以此为限，出气口13、泄气口14间隔设置，而凹槽12位于出气口13与泄气口14 之间，，接脚2与接脚沟渠11对应，于本实施例中其数量为8个，分别容置于接 脚沟渠11内，控制芯片3容设于凹槽12内，且透过打线方
式(未图示)电连接接脚 2，以透过接脚2对外电性连接；隔板4叠设于底板1且具有一出气开口41及一泄 压通孔42，出气开口41位于出气口13及凹槽12上方，并与两者相通，泄压通孔 42对应设置于泄气口14上方，且与其相连通，气压传感器5容设于出气开口41 内及位于控制芯片3的上方，以与其电性连接，并且检测通过出气开口41的气体 的气压及流量；薄型气体传输装置6设置于隔板4且封盖出气开口41及泄压通孔 42，盖板7则设置于隔板4，且具有一开口71，开口71供薄型气体传输装置穿设 其中，薄型气体传输装置6启动后，将开始汲取气体进入出气开口41，位于出气 开口41内的气压传感器5即开始检测通过出气开口41的气压及流量。。
11.请参阅图2，薄型气体传输装置6，包含一薄型气体泵61及一薄型 阀门结构62，薄型气体泵61叠设于薄型阀门结构62上。
12.请参阅图3a及图3b，薄型气体泵61包含一进气板611、一共振片 612、一致动件613、一第一绝缘框架614、一导电框架615及一第二绝缘框架616； 进气板611具有一第一表面6111、第二表面6112、多个进气孔6113、一汇流腔室 6114及多个进气流道6115。第一表面6111与第二表面6112为相互对应的两表面。 多个进气孔6113于本实施例中其数量为4个，但不以此为限，分别由第一表面6111 贯穿至第二表面6112。汇流腔室6114则由第二表面6112凹陷形成，且位于第二 表面6112中央。多个进气流道6115其数量与位置与进气孔6113相对应，故于本 实施例中其数量同样为4个。进气流道6115的一端分别与对应的进气孔6113连通， 另一端则分别连通至汇流腔室6114，使得气体分别由自进气孔6113进入后，会通 过其对应的进气流道6115，最后汇聚于汇流腔室6114内。
13.共振片612结合于进气板611的第二表面6112，共振片612包含一 中心孔6121、振动部6122及一固定部6123，中心孔6121于共振片612的中心位 置穿透形成，振动部6122位于中心孔6121的周缘区域，固定部6123位于振动部 6122的外缘，共振片612透过固定部6123与进气板611结合。当共振片612结合 至进气板611时，中心孔6121、振动部6122将与进气板611的汇流腔室6114垂 直对应。
14.致动件613结合至共振片612，致动件613包含一振动板6131、一 框架6132、多个连接部6133、一压电片6134及多个气体通道6135。振动板6131 呈一正方形态样。框架6132为一方型外框环绕于振动板6131的外围，且具有一第 一导电接脚6132a，第一导电接脚6132a自框架6132的外围沿水平方向延伸。多 个气体通道6135则于振动板6131、框架6132及多个连接部6133之间。其中，致 动件613透过框架6132结合至共振片612的固定部6123，多个连接部6133于本 实施例中其数量为4个，但不以此为限。连接部6133分别连接于振动板6131与框 架6132之间，以弹性支撑振动板6131。压电片6134其形状与面积与振动板6131 相对应，于本实施例中，压电片6134亦为正方形态样，其边长小于或等于振动板 6131的边长，且贴附于振动板6131。此外，振动板6131具有相对的两表面：一上 表面6131a及一下表面6131b，上表面6131a上具有一凸部6131c，而压电片6134 则是贴附于下表面6131b。
15.第一绝缘框架614、第二绝缘框架616其外型与致动件613的框架 6132相同，皆为方形框架。导电框架615包含一框架部6151、一电极部6152及一 第二导电接脚6153，框架部6151其形状与第一绝缘框架614、第二绝缘框架616 相同为方形框架，电极部6152自框架部6151内侧向中心延伸，第二导电接脚6153 由框架部6151的外周水平方向延伸；其中，第一绝缘框架614结合至致动件613， 导电框架615结合第一绝缘框架614，第二绝缘框架616结
合导电框架615。
16.请参阅图4a及图3a，图4a为薄型气体泵的剖面示意图。进气板 611、共振片612、致动件613、第一绝缘框架614、导电框架615及第二绝缘框架616依序堆叠，共振片612与振动板6131之间形成一振动腔室617。此外，导电框 架615的电极部6152将抵触致动件613的压电片6134且电性连接，使得致动件 613的第一导电接脚6132a与导电框架615的第二导电接脚6153可对外接收驱动 信号(包含驱动电压及驱动频率)，并将驱动信号传送至压电片6134，于本实施例中， 第一导电接脚6132a及第二导电接脚6153可透过打线方式电连接至控制芯片3， 由控制芯片3调控薄型气体传输装置6。
17.薄型气体泵61的作动请参考图4b至图4d，压电片6134收到驱动 信号后，因压电效应开始产生形变，进而带动振动板6131上下位移。请先参阅图 4b，当振动板6131向下位移时，带动共振片612的振动部6122向下移动，使得 汇流腔室6114的容积增加，开始通过进气孔6113、进气流道6115汲取外部的气 体进入至汇流腔室6114内。再如图4c所示，振动板6131被压电片6134向上带 动时，会将振动腔室617内的气体由中心向外侧推动，推至气体通道6135，以通 过气体通道6135向下导送，同时共振片612会向上移动，推挤汇流腔室6114内的 气体通过中心孔6121向下传输。最后如图4d所示，当振动板6131向下位移复位 时，同步带动共振片612的振动部6122向下移动，振动部6122接近振动板6131 的凸部6131c，推动振动腔室617的气体向外移动，以进入气体通道6135，且由于 振动部6122向下位移，使得汇流腔室6114的容积大幅提升，进而由进气孔6113、 进气流道6115吸取外部的气体进入汇流腔室6114内，不断重复以上动作，将气体 持续的向下传输至薄型阀门结构62。
18.请参阅图5a至图5b所示，图5a为薄型阀门结构62的分解示意 图，图5b为薄型阀门结构62另一角度的分解示意图。薄型阀门结构62包含一第 一薄板621、一阀门框架622、一阀门片623及一第二薄板624。
19.第一薄板621具有一挖空区6211。阀门框架622具有一阀片容置区 6221。阀门片623设置于阀片容置区6221内且具有一阀孔6231，阀孔6231与挖 空区6211错位。其中，阀片容置区6221的形状与阀门片623的形状相同，供阀门 片623固定及定位。
20.第二薄板624具有一出气表面6241、一泄压表面6242、一出气凹槽 6243、一出气孔6244、一泄压孔6245及一泄压沟渠6246。出气表面6241与泄压 表面6242为两相对表面。出气凹槽6243自该出气表面6241凹陷形成，且与第一 薄板621的挖空区6211部分错位。出气孔6244自出气凹槽6243朝泄压表面6242 挖空，且出气孔6244位置与阀门片623的阀孔6231对应。此外，出气孔6244的 孔径大于阀孔6231的孔径。泄压孔6245与出气凹槽6243间隔设置。泄压沟渠6246 自该泄压表面6242凹陷，且一端与泄压孔6245相连通，另一端延伸至第二薄板 624的边缘。其中，第二薄板624的出气凹槽6243的形状与第一薄板621的挖空 区6211的形状可为相同形状，且可相互对应。
21.上述的第一薄板621、阀门框架622及第二薄板624皆为金属材质， 于一实施例中，可为相同的金属材质，如不锈钢。
22.请参阅图6a，图6a为本案薄型气体传输装置的剖面示意图。薄型 阀门结构62的第一薄板621、阀门框架622及第二薄板624依序堆叠固定。阀门 片623容设于阀门框架622的阀片容置区6221内，而薄型阀门结构62结合第二绝 缘框架616，使薄型气体泵61叠置于薄型阀门结构62上。当薄型气体泵61传输 气体至薄型阀门结构62时，如图6b所示，气体进入
第一薄板621的挖空区6211， 并推动阀门片623，此时，位于出气凹槽6243上方的阀门片623部分区域将被向 下推动，使气体进入出气凹槽6243内，并通过阀孔6231及第二薄板624的出气孔 6244排出；图6c为薄型阀门结构62的泄压示意图。当薄型气体传输装置6停止 传输气体时，即开始通过薄型阀门结构62进行泄压动作，如图6c所示，气体将 从出气孔6244回传至第二薄板624，同时将阀门片623向上推动，此时阀门片623 的阀孔6231将顶底于第一薄板621而封闭，且位于第一薄板621的挖空区6211 的阀门片623部分区域将被向上推动，气体将由出气凹槽6243进入挖空区6211， 且在通过泄压孔6245及泄压沟渠6246排出气体，完成泄压动作。
23.请参阅图7a，薄型气体传输装置6的出气孔6244通过隔板4的出 气开口41与底板1的出气口13相连通，泄压孔6245通过隔板4的泄压通孔42 连通于底板1的泄气口14，值得注意的是，请继续参阅图7b，本案的致动传感模 块100可连接一正压负载200，正压负载200连接底板1的出气口13，当薄型气体 传输装置6开始作动后，将气体输送至正压负载200内，对正压负载200进行填充 气体的动作，并且由出气开口41内的气压传感器5取得传送至正压负载200气体 的气压值及流量，以对薄型气体传输装置6进行调整，请再参阅图7c，当正压负 载200需要进行泄压动作时，薄型气体传输装置6停止作动，并由其薄型阀门结构 62协助泄压动作，由泄气口14将气体排出。
24.请再参阅图7d，本案的致动传感模块100亦可连接一负压负载300， 负压负载300连接于薄型气体传输装置6的进气孔6113，当薄型气体传输装置6 开始作动后，便开始由负压负载300汲取气体，再由出气口13将气体排出，进入 致动传感模块100内的气体由气压传感器5取得其气压值及其流量，以进一步对薄 型气体传输装置6进行调控，而当薄型气体传输装置6停止作动后，便如图7e所 示，透过薄型阀门结构62协助泄压动作，并且防止气体回流。
25.上述的正压负载200及负压负载300可为一气囊、一气袋或一气瓶、 气罐等可填装气体的容器。
26.本案的致动传感模块100可为标准模块化ic，其中底板1、隔板4 及盖板7皆可为ic封装的壳体，将薄型气体传输装置6于ic封装时嵌设其中；值 得注意的是，本案的致动传感模块100可为长度低于20mm、宽度低于18mm、高 度低于5mm的ic芯片。
27.综上所述，本案所提供的致动传感模块，正压负载或是负压负载的 气囊或气瓶皆可以使用，且无论是正压负载或是负压负载都可以透过气压传感器来 检测，以进一步调控薄型气体传输装置，值得注意的是，本案的致动传感模块将薄 型气体传输装置嵌设置ic封装内，使ic具备气体输送的功能，此外，控制芯片能 够被与通过出气开口的气体进行热交换，达到散热的功效，爰依法提出申请。
28.本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附 申请专利范围所欲保护者。