微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System 簡稱MEMS)，源於1960對積體電路之材料及製程的研究，是一種包括光、機、電、材、控制、化學等多方面科技整合的技術，可應用在電子、生物、醫藥、量測、民生等方面，具有較薄、短、小的特性，能提高性能、可靠度、精確度，且當裝置微小化後其能量及材料消耗少並可以利用半導體製程批量製造以降低成本，目前微系統有幾個主要的研究方向分別為材料、製程、裝置及應用。而微流體控制系統已成功應用在化學分析、醫學及生物醫學之應用、IC電子散熱及工業生產流程之控制上。一般微流體控制系統包含微泵浦、主動或被動閥、微過濾器、微通道、微混合器及微感測器等組件，其中微泵浦更是微流體控制系統發展的關鍵組件，例如在醫學方面藥劑的配送、燃料電池中甲醇的輸送、晶片的檢測以及運用在燃料微量噴射方面。因此，在可攜式的前提下，微型泵浦除了體積縮小、功能多樣化外，接下來考慮的便是成本、價格、效率與耗電量的問題。如何製造出一個實用性高且效能好的微泵浦，是值得我們做進一步探討的研究。本文除了說明各種型式之壓電無閥及有閥微泵浦之設計與製作，並顯示這些壓電微泵浦應用在個人電腦水冷散熱、高功率LED主動式強制對流氣冷散熱及車用電動馬達之水冷散熱等課題之研究。
微泵浦是屬於流體系統的驅動者，扮演著有如人類血液循環系統的心臟角色，為微流體系統的動力來源。微泵浦的主要特點為精確輸送微量的流體，因此可應用於例如：噴墨印表機的噴墨輸送裝置、微泵浦輸送引擎的噴油量增加燃料效率、燃料電池定量循環輸送、生化醫療之定量供藥系統，準確輸送如糖尿病患所須的胰島素或控制癌症病人化學治療所需之藥劑量、生化醫療之定量供藥系統及電子產品之冷卻水散熱輸送等，用途非常廣泛。
回顧微幫浦的起源，早在1980年間就開始被研究發展了，近幾年來由於微機電技術不斷的精進，因此發展出各式各樣的微泵浦，微泵浦的尺寸規格也越來越小，工作效率也越來越好。近年來，有很多的文獻回顧[1-8]針對微泵浦之種類及原理、閥的設計、驅動方式、材料與製程技術、微流體操縱等有很完整的探討。一般來講，依驅動方式可分為機械式與非機械式兩類。非機械式微泵浦是利用流體內離子之庫崙力來傳輸流體，其結構較單純且沒有移動的部分，但是其性能與工作流體的物理與電化學特性有關，無法廣泛應用於各種流體，其種類有流體電動力(electrohydrodynamic, EHD)[9]、磁流體動力學(magnetohydrodynamic, MHD) [10]、電滲流(electroosmotic)[11]、及電化學(electrochemical)微泵浦等[12]。機械式微泵浦與傳統泵浦一樣可分為往復式與迴轉式兩類，迴轉式微泵浦主要在傳送高黏滯性流體必須具有迴轉元件幾何構造較覆雜。目前之相關研究以往復式微泵浦居多，藉由微膜片往復振動造成流體之壓差，常稱為往復式微膜泵浦，包括兩個關鍵元件：其一為流體驅動元件-微膜片(diaphragm)，藉由各種形式之致動器使其往復振動來驅動流體；其二為流體方向控制元件-微閥，其作動方式可分為主動閥(active valve)與被動閥(passive valve)兩種，主動閥乃由致動器主動控制閥門開關以導引流體，被動閥則由單向微擺動片配合流體壓力使流體只能單向傳輸；另外有一種無閥式微泵浦(valve-less micropump)，以擴流器(diffuser)取代進出口閥門，並無實際閥門之開合動作，致動器使微膜片往復振動造成泵浦腔體(chamber)出入口之壓力差，由於擴流器之反向為噴嘴(nozzle)，利用流體於此兩方向之流阻差異，使泵浦能有單方向之淨流量出現。微泵浦通常於腔體之一面蝕刻成較薄的微膜片，並以致動器振動而造成泵浦腔體出入口壓力差。機械式微泵浦對流體之特性不敏感，因此其有較廣泛之應用，其致動器(actuator)型式包括靜電式(electrostatic)[13]、壓電式(piezoelectric)[14-15]、電磁力式(electromagnetic) [16]、氣壓熱脹式(thermopneumatic)[17]、雙金屬式(bimetallic)[18]、形狀記憶合金式(shape memory alloy)[19]及相變化式(phase change)[20]，其中以壓電式之反應靈敏且頻率高，非常適合用作微泵浦之驅動。……(更多內容，請見機械新刊雜誌)
