JP2000512780A - Micro gas rheostat - Google Patents

Micro gas rheostat

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JP2000512780A
JP2000512780A JP10500913A JP50091398A JP2000512780A JP 2000512780 A JP2000512780 A JP 2000512780A JP 10500913 A JP10500913 A JP 10500913A JP 50091398 A JP50091398 A JP 50091398A JP 2000512780 A JP2000512780 A JP 2000512780A
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エイチ． ライニッケ，ロバート
ディー． ブルネウ，ステファン
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マロッタ サイエンティフィック コントロールズ，インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 衛星姿勢スラスタのための少量のガス流を制御するための装置及び方法は、１つ以上の特定の流路を提供するためにフォトエッチングされたシリコン本体（１０）と、任意のフィルタを有している。流路は、シリコン本体（１０）とそれに接合されたシ−リングガラス層（１１）によって規定される。流れは、本体を加熱してガス流を減少させることにより流路を介して制御される。 An apparatus and method for controlling a small amount of gas flow for a satellite attitude thruster includes: a silicon body (10) that is photo-etched to provide one or more specific flow paths; Has any filter. The flow path is defined by the silicon body (10) and the sealing glass layer (11) bonded thereto. The flow is controlled through the flow path by heating the body to reduce the gas flow.

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロガスレオスタット発明の背景 １．発明の分野 本発明は、流体の比較的低流量の調整あるいは絞りに用いられる可変制御装置 であって、穏やかな流れの状況において、比較的低流量を電子的に調整すること のできる固体デバイスに関する。これと関連した主題を有し、「衛星用マイクロ 弁およびマイクロスラスタ（マイクロ推進機）とその製造法および使用法（Ｍｉ ｃｒｏｖａｌｖｅ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｔｈｒｕｓｔｅｒ ｆｏｒ Ｓａｔｅｌ ｌｉｔｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａｎｄ Ｕｓｉｎ ｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ）」と題する１９９６年６月７日に出願された米国出願番 号第０８／６５９９６５号なる第２の出願と、その基となる１９９５年６月９日 に出願された仮出願番号第６０／０００１０６号における開示を本明細書中に参 考として組入れる。 ２．従来技術 すなわち、複数個のスラスタの各々に対していわゆる「サ−モスロットル」（ ロシア起源の装置）を用いて、スラスタへの流量を少しずつ増加させたキセノン などの加圧ガスを用いることが知られている。長いチュ−ブが、必要なガス流の ための流路を構成し、チュ−ブのまわりにその長さに沿って伸展させた電気ヒ− タ−巻線が、ガス温度及び粘度、ひいてはチュ−ブの入口端と出口端との間の流 量を調節する手段である。しかしながら、これは、めんどうで高価な技術であり 、製造再現性の問題を含み、流れ制御のダイナミックレンジに限界がある。例え ば、ケー・エヌ・コツブスキー（Ｋ．Ｎ．Ｋｏｚｕｂｓｋｙ）氏らによる論文「 定着プラズマスラスタの開発およびそのプログラムの計画および現状（Ｐｌａｎ ａｎｄ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｑ ｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｒｙ Ｐｌａｓｍａ Ｔｈｒｕｓｔｅｒ）」、１９９３年６月２８〜３０ 日カリフォルニア州モンタリー（Ｊｕｎｅ ２８−３０）１９９３、Ｍｏｎｔｅ ｒｅｙ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）にて開催されたＡＩＡＡ／ＳＡＥ／ＡＳＭＥ／ ＡＳＥＥの第２９回合同スラスタ会議および展示会（２９ｔｈ Ｊｏｉｎｔ Ｐ ｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｃｏｎｆ．ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔ）、（ＡＩＡＡ−９３ −１７８７）（この開示も、参考として本明細書中に組入れる）を参照されたい 。 米国特許第４６０４０９０号及び第４７１５８５２号により、糖尿病患者に対 して、インシュリンの自動計測用の小型装置を提供することが、知られている。 この装置は、体内に外科的に埋め込まれ、体内でのインシュリンの制御された弱 い流れのための長い毛細管状流路を備えている。この装置は、マイクロチップ状 の、一体化された角柱状積層アセンブリである。平板状シリコンチップが、長い １本の毛細管状溝によって特徴づけられるフォトエッチングされた表面を有し、 この溝は、長さ１０〜１５インチ程度で、約１／２インチ四方の平坦面上で入口 端と出口端の間にらせん状に延び、溝形成面には、その溝に単一の流路を完成さ せるために、ガラス板が接着されている。もちろん、周囲環境温度は体温であり 、流れ制御パラメ−タとして熱の必要性やその示唆は全くない。さらに、流体は 液体であり、これらの特許の状況においては、この装置及び／または患者は、液 体中のガスの存在に耐えることはできない。発明の要約及び目的 本発明の主な目的は、少量の流れについて、上記の特徴の姿勢スラスタ（ｏｒ ｉｅｎｔａｔｉｏｎ−ｔｈｒｕｓｔｅｒ）への長期にわたる使用を可能にするよ うに、ガス温度及び／または或いは粘度、そして好ましくはガス流量を電気的に 制御するための、マイクロチップ大の規模の、精密な構造を実現することである 。好ましい実施例においては、この装置は約３：１のタ−ンダウンを提供し、好 ましくはキセノンであるガスの、約５ｍｇ／秒の平均質量流量を有している。例 えば、質量スル−プットは、約２〜６ｍｇ／秒の範囲で制御可能である。 第１の態様によれば、本発明は、ガス流の電気ヒ−タ−制御のためのマイクロ ガスレオスタットと呼ばれる装置で、平坦な層を積層した一体物を有するものを 提供する。そこでは、第１の層は、入口端と出口端との間に延在する単一の長い 通路を構成する溝形成面を有している。第２の層は、第１の層の溝形成面に接合 された平坦面を有し、これにより、その長さに沿って溝を閉鎖し、入口端と出口 端との間の連通ガス流の排他性を完成している。第１の層は、第１の面と間隔を おいて平行な関係にある第２の面を有し、電気抵抗ヒ−タ−エレメンントが、第 １の層の第２の面に接着、或いは載置、あるいはその他の状態で第１の層の第２ の面と熱移動（ｈｅａｔ−ｔｒａｎｓｆｅｒ）関係にある。あるいは、電気抵抗 ヒ−タ−エレメントは、溝の壁面に沿って形成される。 溝の伸長長さは、溝のそれぞれの端部における、中央ポ−トと外側ポ−トの間 のらせん状伸展の結果であり、流路の入口端及び出口端は、中央ポ−ト及び外側 ポ−トとそれぞれ逆に組み合わせてもよい。らせん状伸展は、正方形或いは長方 形の平面形状をもつ本体上で、一連の正方形の辺状部（ｓｑｕａｒｅ−ｌｅｇｓ ｅｃｔｉｏｎｓ）であることが望ましい。 また、入口ポ−ト及び／または出口ポ−ト、或いはそれらの双方に、第１の層 の溝形成面における、溝構造であるいわゆる櫛形フィルタアレイを組み合わせる ことが好ましい。櫛形フィルタ溝の個々の断面積は、流路溝の断面積よりも小さ いが、集合的な断面積は、流路溝の断面積を越えており、従って、流れのヒ−タ −制御は、基本的には、らせん状に伸展した流路に制限される。 埋め込み型インシュリン計測装置の場合には、第１の層にはシリコンチップが 適しており、いわゆる単結晶シリコンが望ましい。そうすれば、溝を形成するた めにフォトエッチング技術を利用するに際し、溝はＶ字断面をもち、エッチング は、結晶面配向をたどり、Ｖ字の側面の交差する深さにおいて終了するからであ る。すなわち、エッチングされた溝の幅は、溝の深さを決定し、櫛形フィルタ構 造のための溝をより狭くすると、必然的に、流れ制御らせん流路のより広い溝よ りも、深さ（および断面）がより小さくなる。マイクロメカニカルデバイスの製 造は、本発明が採用する技術に依ることになる。これらの技術は既に存在し、こ こ十年以上の間により改良されている。例えば、ジェームス・ビー・エンジェル （Ｊａｍｅｓ Ｂ．Ａｎｇｅｌｌ）氏らによる「シリコンマイクロメカニカル装 置（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）」、Ｓ ｃｉ Ａｍ．、１９８３年４月、ｐ．４２〜５６や、カート・イー・ピーターソ ン（Ｋｕｒｔ Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ）氏による「メカニカル材料としてのシリ コン（Ｓｉｌｉｃｏｎ ａｓ ａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ） 」、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ、第７０巻、第５号、４００〜４５７頁（１９８２年５ 月）（これらの開示は参考のために本明細書中に組み入れる）を参照されたい。 本発明では、シリコンの他に、何らかの単結晶材料、すなわち本発明によってシ リコンを加工すると同じように加工でき、本発明の使用が求められる環境におい て機能することに充分な機械的及び構造的一体性を有するあらゆる単結晶材料を 用いることが可能である。このような材料には、例えば、ヒ化ガリウム、種々の ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、関連するガラス、窒化ホウ素や窒 化ケイ素などの各種窒化物などが含まれる。 第２の平坦層には、第１の平坦層の単結晶シリコンと実質的に同一の熱膨脹係 数を有するホウケイ酸ガラスが適している。この膨脹係数の関係は、例えばＧｅ ｏｒｇｅ Ｗａｌｌｉｓによる「Ｆｉｅｌｄ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｓｅａｌｉｎｇ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｖｏｌ．２、ｎｏ．１、ｐｐ．４５〜５３（１９７ ５）及び「Ｆｉｅｌｄ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇｌａｓｓ−Ｍｅｔａｌ Ｓｅａｌ ｉｎｇ」、ｉｎｆｒａ、（これらの開示は参考として本明細書中に組入れる）な どの文献に記載されているように「陽極接着」工程におけるこれらの層の一体化 を可能にする。 好適には、１つ以上の櫛形フィルタアレイを介しての溝形流路のそれぞれの端 部への入口及び出口ポ−トの接続は、接合された層のどれか１つの厚さを介して 行われる。或いは、櫛形フィルタ構造とそれに対する入口／出口接続は、装置の 外側で、接合された層の外側であっても良いが、らせん状溝通路のそれぞれの端 部の１つ或いは双方と連通している。 シリコンウェハ−は、今日のマイクロ電子工学的な用途のために市販されてお り、上記のエンジェル氏及びピーターソン氏の論文（参考として本明細書中に組 入れる）に概説されているフォトエッチング手順の類に非常に適している。した がって、直径３インチ厚さ０．０１５インチの標準ウェハ−は、３７個のシリコ ン層エリア素子［ａｒｅａ ｅｌｅｍｅｎｔｓ］（０．３７５×０．３７５イン チ平方）のアレイを同時にフォトエッチング複製するのに使用できる。エッチン グされた個々の素子を切り離すために、ダイヤモンドソ−やレ−ザビ−ムなどの 公知の技術を利用できる。個別の但し同一のアセンブリに切断する前に、エッチ ングされたアレイにガラス層を接合しておくことが、より好ましい。特定の用途 においては、まとまった、非切断多重素子アレイとして、複数個の素子を一体に 組立てたまま保持した方が有利であることもわかっている。 本発明の別の態様においては、レオスタットは、構造的にハウジングから分離 されているが、ハウジング内に固定配置された金属箔に接着することによってハ ウジングに取り付けられた多層体である。箔層へのチップの固定は、本体をハウ ジング内に生じる機械的及び／または熱的応力から解放し、それらがチップに伝 搬することを防ぐ。このような応力は、チップの機能を低下させ、チップの亀裂 や歪みや破損を引き起こすほど大きいこともある。本体の表面上には、一連の接 続された流れチャネルがエッチングされ、これは、一連のフィルタを含んでいる ことが好ましい。また、本体の加熱により、流路を通過する質量流の減少を可能 とするために、表面に沿った蛇行状或いは延長形状をもつことが好ましい。本体 は、電流を直接通過させることによって加熱され、本体自体が抵抗ヒ−タ−とな る。 別の態様においては、本発明は、質量流を例えば、タ−ンダウン比約３：１と いった穏やかな流れ範囲内において絞るための固体デバイスを提供する。図面の簡単な説明 本発明を、添付図面とともに好ましい実施例やその他の実施例について詳細に 説明する。 図１は、完全な形の本発明のマイクロガスレオスタットの縦断面の拡大図であ る。 図１Ａは、図１の装置の底面図である。 図２は、図１の装置の上面図である。 図３は、図１の装置における一層の溝形成面の大きく拡大した平面図である。 図４は、図３の縮尺で、一部を破断し、中央平面における断面として示した、 図１の装置の側面図である。 図５は、図３の縮尺で示した、図１の装置の一部を構成するヒ−タ−エレメン トの概略図である。 図６は、図３の溝の１つを示す、大きく拡大した部分断面図である。 図７は、図６の縮尺での、図３の別の溝を示す部分断面図である。 図８は、図３の溝形成平面のコ−ナ−の平面図としての大きく拡大した部分詳 細図である。 図９は、図３の溝形成平面の多数フォトエッチング複製に適した従来の円形シ リコンウェハ−を示す図である。 図１０は、キセノンガス温度の関数としての質量流量タ−ンダウン比を、いく つかの開始温度すなわち基準温度例について示すグラフであり、各例について、 タ−ンダウン比１から始まり、６００°Ｆまでの範囲がカバ−されている。 図１１は、本発明によるレオスタットの理想的な断面図であり、図１２はその 上面図、図１３は図１２の１３−１３線に沿った断面図である。 図１４は、マイクロレオスタットの流れ制御層の理想的な上面図であり、図１ ５は、図１４の１５−１５線に沿った断面図である。 図１６は、温度に対する粘度のグラフであり、図１７は、キセノンについて、 本発明の動作温度範囲内における、温度に対する粘度と温度の積を示すグラフで ある。 図１８は、本発明の別の実施例の長手方向断面簡略図である。 図１９は、図１８の１９−１９線に沿った断面図である。 図２０は、変形を示すための、図１８と同様の図である。 図２１は、本発明のさらなる実施例の長手方向断面拡大図である。 図２２は、図２１の２２−２２線に概ね沿った断面図である。 図２３は、別の実施例の簡略平面図である。 図２４は、図２３の２４−２４線に沿った断面図である。詳細な説明 図１において、本発明のマイクロガスレオスタットの１実施例の基本積層構造 は、第１及び第２の層１０及び１１の接合体からなるものとして示され、それぞ れが正方形、長方形、八角形、その他の好ましくは規則的な多角形平面形状を持 ち、図３では正方形として示されている。一体化された本体１０及び１１は、マ イクロガスレオスタットを通過する制御されたガス流を下流側に排出するための 小径管状端部１４を有するカップ状ハウジング部材１３の内部に収容されたエラ ストマシ−ル部材１２によって、緩衝され密封されている。排出端部１４に沿っ た絶縁ピンコネクタ構造１５は、電気エネルギ−に対する、切離し可能な電気的 接続を可能としている。径方向フランジ状上部ハウジング閉鎖部材１６は、本体 １０によって制御される加圧ガス流源との接続のための小径管状端部１７を有し ており、１１は、ハウジング１３内で１５における電気的入力に応じるもので、 １６は、周方向ウエルド１８において永久的に封止されたものとして示されてい る。 間隔をおいて設けた複数個の開口１９を備えた円錐形部材が、注入ガスを周状 の第１マニホ−ルド２０に分配し、シ−ル部材１２に設けた間隔をおいた複数個 の開口１９’が、注入ガスを第２マニホ−ルド２０’に分配する。第２マニホ− ルドは、いわゆる櫛形フィルタである入り口フィルタ構造２８の複数個の溝型流 路の開口（入口）端部に対して周方向に連続的に露出して周方向全体で連通して いる。 図３〜８に注目して、一体化した本体は、第１の平坦層１０を有している。こ の層は、単結晶シリコンであることが好ましく、図３においては、櫛形フィルタ ２８の４つの壁２５が見えるように溝形成面を上に向けて示されている。図７及 び８に示されているように、櫛形フィルタは、４つの壁２５のそれぞれに、平行 に設けた複数個の比較的幅の狭い溝２６から成っている。これらの溝は、ガラス 層１１によって閉鎖されているため、溝２６の各々が、ガス流を、他のすべての 溝２６と平行に、図１のマニホ−ルド２０’から、周囲の壁２５内部のさらなる マニホ−ルド溝構造２７に運ぶことができる。２８’において、マニホ−ルド溝 ２７は、らせん状溝構造の入口端へのアクセスを有している。このらせん状溝構 造は、複数個の、徐々に長さが短くなる相互接続された辺状部を複数個巻回して 成り、図１においてハウジング部材１３の出口チュ−ブ１４によって受けられる ものとして示されている中央出口３０において下流側に排出するための内側端部 ２９で終結している。図３における明確さのために、個々の溝幅は、それによっ て規定される１本の流路のらせん状の長さ全体について描かれていない。むしろ 、徐々に縮小するらせん状経路ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇを有する１本のライ ン３１が、らせん状通路全体を示している。図６においては、隣接したらせん状 経路ｂ、ｃ、ｄのＶカット幅、深さ、間隔が幅と深さがより小さい、狭幅の櫛形 フィルタ溝２６を示す図７と比較するために、同じスケ−ルで示されている。 最後に、図５において、電気抵抗材料３２のヒ−タ−レイアウトは、シリコン 層１０の他方の平坦面に貼りつけたものとして示されている。このヒ−タ−レイ アウトは、層１０の下面全体を実効的に覆い、図１及び１Ａの外部ピンコネクタ 手段１５へのリ−ドワイヤ３２及び３２’を備えている。金属層は、抵抗加熱の ための典型的なパターンである蛇行パタ−ンとして、表面上にスパッタリング、 或いは電気めっきされた金やアルミニウムであることが好ましい。ここで、ヒ− タ−用電源との正及び負の接続を提供する２つのピンが設けられている。 図９は、従来の直径３インチ、厚さ０．０１５インチの同じ一枚の円形ウェハ −３５上にこのウエハから作られる複数個のマイクロガスレオスタットの多素子 複製の典型的なレイアウトを示している。図９において、３７個の完全な複製正 方形形状を示す二重線の表示は、ダイヤモンドソ−その他の方法によりウェハ− 全体から個々の正方形素子（例えば、０．３７５インチ四方）を切断可能である ことがわかる。ガラス層は、３．０×３．０インチの正方形パネルであり、この パネルは、単独の素子或いは多数素子アレイに切断する前に、ウェハ−３５全体 のすべての溝形成面に接着してあることが理解できよう。 使用において、上述したレオスタットの入口から出口へのガス流は、図１０に 示され、次の式の層流状態における関係にしたがう。 は、ｐｓｉａであらわしたレオスタットの入口及び出口の絶対圧力、Ｔは絶対温 度（Ｒ）、Ｕはガスの絶対粘度（１ｂm／ｆｔ ｄｅｇｒｅｅ ｓｅｃ）である 。 ヒ−タ−ピンコネクタへの電気エネルギ−は、種々の選択された電圧レベルに おいて継続的に供給してもよいが、電気的エネルギ−をパルス幅変調ベ−スで供 給して休止期間［ｄｗｅｌｌ ｐｅｒｉｏｄ］を連続する入力パルス間に設ける ことが、現在のところ好まれている。休止期間はガス温度ならびに瞬間圧力レベ ルＰ1及びＰ2をモニタ−（適切なマイクロチップ圧力温度変換器を介して）する ために繰り返し使用され、これにより、レオスタット制御ガス流の現在質量流が 設定される。例えば、休止期間の間、ヒ−タ−或いはシリコンの抵抗は、ロ−カ ルセンサによって測定可能である。抵抗は、温度に比例するため、チップの温度 の情報は、その温度の時点での可能な質量流を含んでいる。抵抗温度装置（ＲＴ Ｄｓ）は、様々な用途に対して、市販されている。或いは、質量流量は、測定さ れた入口圧力及び出口圧力とともに、平均本体温度に応答する１つ以上の温度セ ンサを用いて、予め定められた較正テ−ブルと同様にして決定することができる 。 図１０において、いくつかの開始すなわち基準温度の各々について、タ−ンダ ウン比１から始まる流量タ−ンダウン比が、設定されている。即ち、３２ Ｆか ら開始する曲線Ａと、６８ Ｆから開始する曲線Ｂと、１２０ Ｆから開始する 曲線Ｃと、１６０ Ｆから開始する曲線Ｄである。 図１０に示すサンプルでは、４：１より大きい量のダイナミックレンジは、曲 線Ａの３２〜６００Ｆまでの範囲にわたって制御可能であることがわかる。この 範囲は、開始温度が順次高くなってゆく曲線Ｂ、Ｃ、Ｄについては減少し、１６ ０Ｆの開始温度の曲線Ｄでは、流量制御可能な範囲は、わずかに２．７５：１で ある。 図１１〜１４に示す、本発明の別の実施例について言及しよう。最初の図（図 １１）は、入口ハウジング部材４２及び出口ハウジング４４とを有するレオスタ ットハウジング４０の理想的な側面図であり、これらのハウジングにより、これ らのハウジング部材にそれぞれ組み合わされた入口チュ−ブ４６及び出口チュ− ブ４８との間の流体連通が提供される。排出すなわち出口ハウジング部材と一体 に、電気的接続部５０が設けられ、その配置は、（上述したように）その機能が 多層本体５２へ電気的接続を提供することであるため、設計上の単なる選択以上 の問題である。電気的接続は、排出ハウジングと一体の電気的接続構造５４内に おいて支持されている。 図１２からわかるように、破線で示す多層本体（５２）は、レオスタットハウ ジング（４０）内に支持され、このハウジングには、好ましくは、略円形のハウ ジングフランジ４１を形成して、配管やその他の円形フレ−ムや流路内に装置を 配置するのを容易にする。上述したように、電気的接続には、５０Ａ及び５０Ｂ として示された２つの入力が必要であり、これらは、ハウジング中に固定され、 絶縁組成物５６によってハウジングから電気的に絶縁されている。絶縁組成物は 、ホウケイ酸ガラス構造であることが好ましく、これは、得られるガラスを圧縮 状態に維持するために有効な高温で適所に溶着されている。このようなプロセス は、Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．，Ｍｉｌｆｏｒ ｄ，ＣＴから市販されている。 図１２の１３−１３線に沿った断面図が図１３である。ここで、入口ハウジン グ（４２）は、注入チュ−ブ（４６）からウエルド５９においてハウジングを接 着することによって形成され、排出チュ−ブ４８を支持する排出ハウジング（４ ４）に至る入口ハウジングマニホ−ルド５８を提供している。入口と排出の間に 配置されているのは、好ましくはガス、より好ましくは希ガス、特にキセノンで ある流体の流れを、入口から排出まで制御するための多層本体５２である。本実 施例においては、多層本体は、封止ガラス層６０と、中間流れ制御層６２と、支 持ガラス層６４とを含み、ハウジング内に固定されている。先に述べた実施例に おいては、本体をハウジングに接続するシ−ルは、エラストマ−材料であり、こ れは、残念なことに、レオスタットの動作温度を最大約４００Ｆに制限してしま うという性質をもつ。さらに、エラストマ−材料のガス放出は、広い許容範囲と 高質量流量のもとで高純度のガスが計測される現在のような環境では、非常に困 難である。 ガラス層（６０、６４）は、約０（ゼロ）〜約６００Ｆまでの動作温度範囲に おいて、好ましくはシリコンである中間流れ制御層の熱膨脹係数（ＣＯＴＥ）に 近似した熱膨脹係数を有する組成体であることが好ましい。好適なＣＯＴＥを有 する種々のガラス組成物が知られているが、好ましい組成物として、Ｄｏｗ Ｃ ｏｒｉｎｇ（Ｉｔｈａｃａ，ＮＹ）から市販されているｇｒａｄｅ−７７４０ガ ラスがあげられる。このガラスは、種々の公知の技術によって、シリコン中間層 に接合可能であるが、好ましい方法としては、陽極接合（例えば、上記のＷａｌ ｌｉｓ）があげられる。一般に、陽極接合は、高温面（通常は４００〜５００Ｃ ）の提供を伴い、その上にシリコン層が配置され、その頂部にガラス層が配置さ れる。約１ｋＶの電圧が２つの層（陰極側のシリコン層、陽極側のガラス層）を 横切って印加され、これらの層は、密封状態で押圧されてシリコン−ガラス積体 を形成する。図９を参照してすでに述べたように、シリコンはマイクロエレクト ロニクスフォトエッチング技術を用いて作られ、多数のユニットを有するウェハ −形状に製造される。陽極接合は、ウェハ−を個々の要素に切断する前に行うこ とが好ましい。すなわち、この好ましいプロセスによって、チップが切断される 時には、それらは既に多層構造になっている。 ハウジングは、３０４Ｌ級などの低カ−ボンのステンレス鋼から作られること が好ましい。残念なことに、シリコンに良く適合したＣＯＴＥを有するガラスは 、ステンレス鋼には接合しにくい。したがって、本発明の好ましい実施例におい て用いられる好ましいステンレス鋼ハウジングへの接合を容易にするために、多 層本体は、まずＫＯＶＡＲ金属組成物（一般に、鉄、ニッケル、コバルトを含む ）に接着される。多層チップ（５２）は支持ガラス層（６４）を有しており、そ れを介して、チップをハウジングのやはりステンレス鋼（例えば、３０４Ｌ）か ら成るバックプレ−ト６６に固定する。ステンレス鋼バックプレ−トと支持ガラ ス層との間には、ＫＯＶＡＲ箔層６８があり、これは、ガラスを接着でき、また 、ステンレス鋼バックプレ−ト６６によって支持することができる。箔に適した その他の物質には、チタン、ステンレス鋼、アルニミウムなどがある。例えば、 チタン箔は、ハウジングがチタン製である場合に有用であり、これにより箔をハ ウジングに溶接できる。箔厚は、約１．５ミルから３ミルが好ましいが、より厚 い箔であっても耐久性については好ましい。但し、箔厚が増加すると、接合はよ り困難になる。好ましい実施例において、箔層は、バックプレ−トにスパイク溶 接 （例えばレ−ザや電子ビ−ムで）され、バックプレ−トは、ウエルド７２におい てハウジングに固定された円形シ−ルリング７０によってハウジングに固定され る。支持ガラス層は、公知の方法（例えばジー・ウォリス（Ｇ．Ｗａｌｌｉｓ） 氏及びディ・アイ・ポメランツ（Ｄ．Ｉ．Ｐｏｍｅｒａｎｔｚ）氏による「電場 アシストによる金属ガラス封着法（Ｆｉｌｅｄ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇｌａｓｓ −Ｍｅｔａｌ Ｓｅａｌｉｎｇ）」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第４０ 巻、第１０号、第３９４６〜３９４９頁（１９６９年９月）、この開示は参考と して本明細書中に組入れる）によって箔層に固着されてる。 得られる構造は、構造的に分離されているが接合されたチップを提供する。こ のような構成においては、チップは、箔によりハウジング内に生じる機械的及び 熱的応力から切り離される。例えば、ハウジングが、周囲温度の変化（即ち加熱 や冷却）にさらされた場合、ハウジングは、寸法を変化（拡大あるいは縮小）す る。チップが直接ハウジングに接合されている場合、チップとハウジングとの熱 膨脹係数（ＣＯＴＥ）の不適合が非常に大きくなって、その結果チップの破損を 引き起こすことがある。一方、最初に述べた実施例の分離緩衝手段（例えば、エ ラストマ−やポリマ−ガスケット）をチップの固定に用いた場合、起動時やより 高温の動作温度における有機物質の放出が、流れの調節において、重大な問題を 引き起こす恐れがある。放出は、有機／ポリマ−物質が加熱されたり、ロ−カル 圧力が低下した際に、揮発性物質がそこから放出される場合に起こり得る。そこ で、もっとも好ましいのは、すべての非金属、特に非無機的な成分の存在を排除 することである。したがって、本発明は、ハウジングに保護され、しかもハウジ ングの応力から切り離された固体流体制御デバイスを提供している。さらに、ハ ウジングからチップへの熱伝導を最小にするために、バックプレ−ト（６６）を できる限り薄く保つことが好ましい。実際、箔支持層にチップを封着することの 別の利点は、チップと箔との間に形成されるシ−ルが、好ましくはハ−チメック シ−ルであって、これにより、バイパス漏出を防ぎ、ガス流が、チップ質量流れ 制御装置を必ず通過するという点である。 図１４及び１５は、それぞれ、変形された中間流れ制御層（６２）の上面図及 び断面図である。ここで、シーリングガラス層（６０）は、流れ制御層の意図的 にフォトエッチングされた面に接合されている。エッチングは、半導体製造業界 において周知の技術によって行われることが好ましく、このようなエッチングは 、シリコンの１つ以上の（１１１）面に沿って行われる。単結晶シリコンは、通 常、研磨された（１００）面を有するウェハ−として、市販されている。図示さ れている種々の溝などが、同じ角度を示していないかもしれないが、このような エッチングプロセスによれば、（例えば、（１００）面上のＫＯＨなどの異方性 エッチング液を用いた）エッチング技術により、すべて、水平から３５．２６度 の補度である壁を有している。「Ｖ」字形溝は、同時エッチング［ｃｏ−ｅｔｃ ｈｉｎｇ］壁が「Ｖ」字の底で出会うように、エッチング液を十分しみ込ませる ことによって形成される。一方、平坦な底面を備えたチャネルは、エッチング壁 がチャネルの底で出会う前に、エッチング液が早めに止まった領域を示している 。シ−リングガラス層は、チップ内にエッチングされた入口マニホ−ルド８０に 至る入口ポ−ト７４を有している。ガスは、次に、一連の櫛形フィルタ８２を通 って、トラフ８４に入り、そこから毛細管状チュ−ブ８６に入って、出口ポ−ト ８８から出ていく。マニホ−ルド、トラフ、毛細管、フィルタの面積は、それぞ れ、約９４．５５、７８．７９、１０．７２、２．０４×１０-6ｉｎ2である。 非常に多くの櫛形フィルタ［ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ］を設け、フィルタの合 成断面積を大幅に縮小して他の流れチャネルの断面積に近付けることなく、多数 のフィルタをふさぐ［ｂｅｃｏｍｅ ｐｌｕｇｇｅｄ］ことが可能である。した がって、ふさがれたフィルタ素子が、流れを大幅に制限することはない。 流れ制御層の端部は、平坦な電極面９０を有し、この上に、電気伝導金属層９ ２（例えば金）が（例えばスパッタリングによって）形成され、ワイヤリ−ド９ ４を介して、好ましくは超音波ボ−ル接合（マイクロプロセッサ製造産業におい て周知の技術）によって電気ピン（５９）に接続されている。電流（ｉ）が中間 流れ制御層を通過すると、この層は、ｉ2Ｒに従って加熱される。電力はｉ2Ｒに 比例し、シリコンの抵抗（Ｒ）は、周囲温度においては、約３Ωであり、高温（ 約６００ Ｆ）で、約１０Ωである。必要な電気エネルギ−は、約１６ボルトの 印加電圧において約３０ワットである。上記の等式によれば、装置の温度が高 に基づく）固有の最大値から、中間制御層がガスに与える温度に基づく最小値へ と制御する。ガス流は、出口（８８）から出てガラス支持層（６４）内のポ−ト ９６とバックプレ−ト（９１）内の整列ポ−ト９８を通り排出チュ−ブ（４８） から出てゆく。 加熱効果を最大にするために、入口ハウジングマニホ−ルド（５８）の内表面 は、放熱（例えば、放熱はシリコン流れ制御層から生じる）を反射して流れ制御 層に戻すように研磨されることが好ましい。ガラス層の外表面をめっきして、放 熱をさらに反射してチップ表面に戻すようにしてもよい。このような反射物質に は、アルミニウムや、銀や、金や、それらの混合物や合金が含まれる。エネルギ −保存方法は、限られた搭載電源を有する衛星の環境においては、重要である。 別の重要な検討事項としては、熱管理の問題がある。というのは、本発明の装置 は（従来技術のサ−モスロットルと同様）熱を発生させ、装置が運転される地域 環境に影響を及ぼすからである。 多層本体は、箔（６８）及びバックプレ−トを介して、支持ガラス側の部分の みに沿って、ハウジングに取り付けられていることが好ましい。図１５により詳 細に示されているように、支持ガラス層（６４）の中央部は、円形にエッチング されて円形のランドすなわちボス１００を提供している。箔層（６８）にシ−ル されるのは、このボスである。ボスにおいてのみ接続しているために、ガラスと 箔との間の接触が縮小されたが、多層本体からハウジングへの伝導熱損失が妨げ られる。このボスは、チップを確実に密封状態で接合できるスパンを提供し、チ ップをハウジングから機械的に分離し、流体流れがチップを通って行われ、チッ プの支持構造のまわりに漏れないことを保証する。 ガス流の制御は、粘度と温度との関係を知ることによって容易に行うことがで きる。したがって、これらの関係を決定するためのシミュレ−ションがおこなわ た。粘度は、Ｕ＝−１．３６５４５４３×１０-6＋３．４８９５７７５×１０-8 Ｔ ６．７３８６４６４×１０-12Ｔ2なる式を用いて温度の関数として計算され た。この計算結果が、絶対温度での［ｉｎ ｄｅｇｒｅｅｓ Ｒａｎｋｉｎｅ］ 温度（Ｔ）対粘度（Ｕ）のグラフである図１６と、Ｔ対ＵＴの積のグラフである 図１７に示されている。 典型的な設計パラメ−タを以下の表１に示す。 本発明の装置は、ガスの流れ、そしてある種の液体の流れを制御することが求 められる環境において多数の用途をもつ。このような環境は、ガスクロマトグラ フなどの装置やその他の分析及び医療器具ならびに制御システムを含んでいる。 マイクロ弁及びマイクロスラスタについての上記した米国出願番号第０８／６ ５９９６５号に関して上述したように、本発明の装置は、マイクロスラスタへの スラスタガスの流れを制御するために特に有用である。スラスト力は、排出され る質量及びその速度の関数であり、粘度は、圧力降下及びノズルの存在の関数で あることから、スラスト力及び持続時間は、少なくとも部分的に、本発明のマイ クロガスレオスタットを用いて制御可能である。例えば、本発明の装置は、より 小さなスラスタバ−ストが必要な場合には、ガス流をマイクロスラスタへ絞り込 むことができる。 本発明は、閉ル−プ制御システムの要素でもあり得る。例えば、スラスト力及 びスラスタへの電力は、測定可能であり、これらはガス質量供給量を上下に絞る ことによって有効に変化させることが可能であり、スラスト力およびスラスタに よって用いられる電力を変更できる。あるいは、本発明はそれ自体が閉ル−プ制 御システムであり得る。ここでは、ヒ−タやチップの抵抗を測定し、レオスタッ トでの圧力降下を知ること或いは測定することによって、質量流量が決定できる 。こうして、ある温度設定点は、間接的に質量流設定点として用いることができ 、比較器（実際の温度と、設定点、或いは出力信号の反転とを比較する）の出力 は、ヒ−タ−やチップに送られる電流を制御するために用いることができる。例 えば、所望の質量流量と等価な温度（ルックアップテーブルから決定可能であり 、したがってメモリチップへプログラム可能）が、設定点よりも下がり、流量が 増加すると、比較器出力が、ヒ−タ回路に与えられ、温度上昇を引き起こし、流 量を減少させる。さらに、これらの制御システムは、やはりハウジング内に配置 された、或いは固体レオスタット自身の一部にエッチングをされた集積回路の形 態をとることができる。 図１８及び１９の実施例の機械的構成においては、すでに述べたいくつかの変 形例の１つである流れ制御チップ１００が、上部ハウジング１０３の素子１０２ の中心孔に接合されたガラス（ホウケイ酸ガラスが好適）の環状インサート１０ １によって、堅固に全体を支持されている。インサート１０１の穴は、出口チュ −ブ１０４に接合され、接合された要素１０１、１０２、１０４の内部端におい て、インサ−ト１０１の端部が要素１０２と１０４から下方に環として突出し、 この突出した端部の研磨作業が可能になる。この研磨作業は、好ましくは陽極接 合によってチップ１００のシリコン層１０５と同様に平坦な上面に対して組みつ けられる要素１０１の高品質な平坦環状端面を保証する。こうして、ショルダー リング１０７を要素１０２に組みつけて上部ハウジング１０３を完成させる前に 、チップ１００、特にガラス支持層１０６の下面の位置及び方向が、ハウジング 要 素１０２に対する基準である下面からの、チップ１００の予め定められたオフセ ット［ｏｆｆｓｅｔ］σについて、正確に制御することができる。リング１０７ は、ステンレス鋼が適しており、上部ハウジング要素１０２のＫｏｖａｒに圧接 ［ｉｎｅｒｔｉａ−ｗｅｌｄｅｄ］される。 上部ハウジング要素１０２及びチュ−ブ１０４が、Ｋｏｖａｒであり、ガラス インサ−ト１０１がＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ７７４０ガラスであることが好ましく 、これにより、Ｋｏｖａｒ／ガラス界面に存在する熱膨脹係数の差は、少なくと も、Ｋｏｖａｒ−ガラス接合を妨げる程度の、分散された圧縮負荷には常に有利 である。 図１８及び１９の実施例のさらなる特徴は、下部ハウジング１０８が、チップ １００の支持ガラス層１０６の下面から短い間隔をおいた均一なオフセット状態 に電気ヒ−タ−手段１０９を搭載するための、精密サブアセンブリであることで ある。この目的のため、下部ハウジング１０８は、カップ形であり、ステンレス 鋼が好適であり、後で、リング１０７のショルダ−にはめこまれるスカ−ト１１ ０を提供している。下部ハウジング１０８のカップ形の底部は、直径方向反対側 に平行に設けた穴によって特徴づけられており、その穴には、ヒ−タ−手段１０ ９を堅固に支持し正確に位置付けるための送り棒（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ） １１２と１１２’をそれぞれ取り付ける環状ガラスインサ−ト１１１が備えられ てる。送り棒１１２−１１２’には、Ｋｏｖａｒ或いはステンレス鋼が適してい る。インサ−ト１１１のガラス及びＫｏｖａｒ或いはステンレス鋼とのそれらの 接合関係は、インサ−ト１０１について説明したと同じでよい。下部ハウジング １０８は、中央入口ポ−ト及びチュ−ブ構造１１３によって完成する。下部ハウ ジングの上部ハウジングに対する組立は、はめこまれた関係の周方向連続ウエル ド１１４によって永久的に完成する。 チップ１００の直接かつ唯一の支持としてガラス及び／またはシリコンに全面 的に依存することは、チップ１００を直接支持し或いはチップと接触する何らか のヒ−トシンク金属への依存を避け、ヒ−タ−要素に供給する電気エネルギ−の 使用を経済的にできるという理由から、有利であることがわかる。この性質のよ り大きな利点は、図２０の変形例において見ることができる。これは、以下を除 いて、図１８について説明したものと全ての点において同様である。すなわち、 図２０においては、チップ１００と上部ハウジング素子１０２’の潜在的ヒ−ト シンク質量との間の長手方向オフセットσは、同素子１０２’のチップ１００へ の陽極接合の平面の近傍でガラスインサ−ト１０１の接合支持を提供している部 部分に切頭円錐構造１１５を採用することにより、有効に大きくなっている。 １１３における注入供給ガス流及び１０４における放出制御ガス流を示す方向 矢印は、１００で示すチップ形状に適合していることが理解されよう。ここで、 エッチングされた櫛形フィルタ溝（図示せず）は、流れ制御溝（図１８にも示せ ず）のエッチングされた領域から上流側でフィルタ作用を行う。これは、例えば 、図３の構成に類似しており、そこでは、櫛形フィルタ作用は流れ制御の内側領 域の周りで行われ、出口流はチップの中央にあり、制御された排出流は排出チュ −ブ１０４へ向けられる。一方、反対方向の流れの場合には、チュ−ブ１０４を 入口側としチュ−ブ１１３を出口側となる。この場合、櫛形フィルタエッチング は、流れ制御溝の上流側、即ち中央入口開口と流れ制御溝システムの領域へのガ ス流供給点との間に施され、流れ制御溝システムはチュ−ブ１１３を介して排出 するものであることが望ましい。 図２１及び２２の実施例は、図１８〜２０の実施例の変形例である。ここで、 単一のカップ形ハウジング部材１２０は、カウンタボアによって特徴付けられる スカ−ト部を有し、カウンタボアの内部には動作流れ制御チップ１２２のプレア センブリが、電気接続部１２３及び１２３’と共に、単一のハウジング閉鎖部材 １２４に組み込まれている。このハウジング閉鎖部材は、ハウジング材１２０の ボア及びカウンタボア構成に正確かつ安定して着座できる外形を有している。閉 鎖部材１２４内の大きな中心孔は、環状ガラス（誘電体）インサ−ト１２５（図 １８〜２０のインサ−ト１０１の形状及び機能に対応する）との円筒状接合界面 を有している。同様に、中央の流排出チュ−ブ１２６は、インサ−ト１２５の穴 との円筒状接合界面を有している。そして、インサ−ト１２５の研磨された下方 突出環状端面は、チップ１２２の上部流れ制御層に対する陽極酸化処理接合を有 し、これにより、基本的に、ハウジングに対するチップ支持のための唯一の手段 を提供している。 図１８及び１９の構造から離れて、図２１及び２２の給電送り棒１２３と１２ ３’は、ハウジング閉鎖部材１２４の円筒状外表面により、その内部に保持され るひとつのサブアセンブリに統合され、これらの電気的部材１２３と１２３’は 、環状ガラス（誘電体）インサ−ト１２６によって、閉鎖部材１２４内の直径方 向反対側の穴に、図１８及び１９に関連して１１１で説明したのと同様にして、 取り付けられている。 ガスレオスタットチップ１２２は、図２１に示されているチップの断面部分か ら明らかなように、左右に間隔をおいた、正方形として示されている。チップの 対角線の領域はは、図２１においては、仮想線１２７によって示唆されている。 これは図２２の対角線アライメント２１’−２１’上にあてはめて図２２におい て見ることができる。この図は、チップ１２２の上面上に正方形の対角線方向両 端角（アライメント２１−２１上）に位置する径方向両端の金属端子すなわちコ ンタクト１３０と１３１の間に平行に設けられた、対向する半円形経路を有する ２つの同様なヒ−タ−エレメントＡとＢの放射状にうねった経路を示している。 図２２の明確さのために、端子１３０のみが、ヒ−タ−エレメントＡとＢの対応 する第１の端部に接続されたものとして示されている。同様の接続がヒ−タ−エ レメントＡとＢの他方の端部と他方の端子１３１の間にもなされていることは言 うまでもなく、給電送り棒１２３と１２３’の各々の下端は、柔らかな片持支持 されたア−ク状コンタクトワイピングア−ム１３２と１３２’を保持するものと して示され、これらのア−ムは、チップ１２２の上部平坦面上の金属端子１３０ と１３１と弾性接触状態に置かれている。 さらに、図２１及び２２に関して、拡大するらせん状の密封された流れ制御溝 １３３が、仮想線によって、ヒ−タ−エレメントＡとＢと、チップ１２２の周方 向連続外側環状領域に重ねあわせて示されている。 ハウジング閉鎖アセンブリ１２４内の入口側チュ−ブ１２１内と、カップ状ハ ウジング部材１２０の出口側チュ−ブ１３４内の方向矢印は、注入流及びハウジ ングからのレオスタット制御放出流の一つの方向を示している。注入流は、チッ プ１２２の中心ポ−ト１３５への直接且つ排他的アクセスを有し、このポ−トは 、四辺櫛形フィルタ領域１３６へ分岐され、径方向外側のガス入口を有している 。 櫛形フィルタの四辺は、誘電体（ガラス）の環状部材１２５によるチップ１２２ の接合支持のハッチングされた環状領域によって、ほとんど覆われている。ひる がえって、櫛形フィルタを通過した後の集合流は、周囲の分岐構造１３７内に収 容される。そこでは、レオスタット流れ制御の拡大するらせん通路に対して、１ ３８において、注入され、チップのひとつの出口ポ−ト１３９におわり、ハウジ ングの内側開口部１４０へ排出され、ハウジングポ−ト１３４を介して下流側に 、排出される。 図２３及び２４の実施例では、図２１及び２２の１２２におけると同様に、ガ スレオスタット１２２’が、特定のハウジング及び電気端子の用途（図２１及び ２２もの以外の）に好ましい六角形の平面形状を備えて構成されている。図２３ 及び２４において、流れ収容部に対応する部分は、図２１及び２２について説明 したと同じ参照番号で示されている。すなわち、中心開口１３５’を介する注入 流は、径方向に外側に、櫛形フィルタ手段１３６’の四辺に対す分岐管（マニホ −ルド）アクセスを有するものとして示され、櫛形フィルタは、分岐手段１３７ ’及び流路１３８’を介して、流れ制御流路１３３’の拡大するらせん径路の入 口端に排出する。流れ制御流路の他端は、閉鎖されたハウジング（図２３及び２ ４には図示せず）の内部開口部へ１３９’において開口し、そこから当該ハウジ ングからの排出される。図２３において、チップ１２２’の六角形平面形状の相 対する辺に沿った破線１４５は、ハウジング部材の一方の内部輪郭の支持形状を 構成する適当な棚やショルダー手段にチップを搭載するの別の技術を示唆してい ることがわかる。 以上の説明は、本発明の例示を意図したものであり限定的なものではない。種 々の変形、修正、付加が、当業者には、本明細書を精説することにより明らかで あり、これらは請求項によって定められる本発明の趣旨と範囲内にある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                         Micro gas rheostatBackground of the Invention 1. Field of the invention   The present invention relates to a variable control device used for adjusting or restricting a relatively low flow rate of a fluid. Electronically regulating relatively low flow rates in moderate flow situations For solid-state devices. It has a subject related to this Valves and micro thrusters (micro thrusters) and their production and use (Mi crovalve and Microthruster for Satel lights and Methods of Making and Usin g the Same) "filed on June 7, 1996, filed on Jun. 7, 1996. No. 08/699965, and its underlying June 9, 1995 The disclosure of Provisional Application No. 60/000106, filed on Nov. 30, 2004, is incorporated herein by reference. Include as a consideration. 2. Conventional technology   That is, a so-called “thermo throttle” ( Xenon with a gradual increase in flow to the thruster using a device of Russian origin It is known to use a pressurized gas such as Long tubing provides the required gas flow Electric passage extending along the length of the tube around the tube. Turbine windings provide gas temperature and viscosity, and thus flow between the inlet and outlet ends of the tube. It is a means to adjust the amount. However, this is a cumbersome and expensive technology Including the problem of manufacturing reproducibility, the dynamic range of flow control is limited. example For example, a paper by KN Kozubsky et al. Development of fixing plasma thruster and planning and current status of its program (Plan   and Status of the Development and Q validation Program for the Station ary Plasma Thraster), June 28-30, 1993. Monday, California (June 28-30) 1993, Monte Rey, California) held at AIAA / SAE / ASME / ASEE's 29th Joint Thruster Conference and Exhibition (29th Joint P ropulsion Conf. and Exhibit), (AIAA-93) -1787), the disclosure of which is also incorporated herein by reference. .   According to U.S. Patent Nos. 4,604,090 and 4,715,852, diabetic patients are treated. It is known to provide a compact device for automatic measurement of insulin. This device is surgically implanted in the body to control the insulin's weakness in the body. It has a long capillary channel for high flow. This device is a microchip 3 is an integrated prismatic laminated assembly. Long flat silicon chip A photo-etched surface characterized by a single capillary groove, This groove has a length of about 10 to 15 inches and an entrance on a flat surface of about 1/2 inch square. Spirally extending between the end and the outlet end, the groove forming surface completes a single channel in that groove A glass plate is adhered in order to make it work. Of course, the ambient temperature is body temperature There is no need or suggestion of heat as a flow control parameter. In addition, the fluid Liquid, and in the context of these patents, the device and / or the patient It cannot withstand the presence of gas in the body.Summary and purpose of the invention   The main object of the present invention is to provide a posture thruster (or for long-term use in eventation-thrusters) Thus, the gas temperature and / or viscosity, and preferably the gas flow rate, To achieve a microchip-scale, precise structure for control . In a preferred embodiment, the device provides a turndown of about 3: 1 and The gas, preferably xenon, has an average mass flow of about 5 mg / sec. An example For example, the mass throughput can be controlled in the range of about 2-6 mg / sec.   According to a first aspect, the present invention is directed to a microcontroller for electric heater control of a gas flow. A device called a gas rheostat, which has an integrated body of flat layers provide. There, the first layer is a single long extending between the inlet end and the outlet end. It has a groove forming surface forming a passage. The second layer is bonded to the groove forming surface of the first layer With a flat surface, thereby closing the groove along its length, the inlet end and the outlet The exclusivity of the communicating gas flow between the ends is completed. The first layer is spaced apart from the first surface. In parallel with each other, and the electrical resistance heater element has a second surface. Adhering or resting on the second surface of one layer, or otherwise applying the second surface of the first layer Is in a heat-transfer relationship with the surface. Or electrical resistance The heater element is formed along the wall surface of the groove.   The extension length of the groove is between the central port and the outer port at each end of the groove. The result of the spiral extension is that the inlet and outlet ends of the channel are Ports may be combined in reverse order. Spiral extension is square or rectangular On a body with a planar shape of a shape, a series of square-legs (actions).   Also, a first layer may be provided at the inlet port and / or the outlet port, or both. Combine a so-called comb filter array with a groove structure on the groove forming surface Is preferred. The individual cross-sectional area of the comb filter groove is smaller than the cross-sectional area of the flow channel. However, the collective cross-sectional area exceeds the cross-sectional area of the flow channel, and therefore the flow heater The control is basically restricted to a helically extending channel;   In the case of an embedded insulin measuring device, a silicon chip is used in the first layer. Suitable is so-called single crystal silicon. Then, the groove is formed When using photo-etching technology, the groove has a V-shaped cross section Follows the crystal plane orientation and ends at the intersection of the V-shaped sides. You. That is, the width of the etched groove determines the depth of the groove, and the comb filter structure is formed. A narrower groove for the construction will inevitably lead to a wider groove in the flow control spiral channel. The depth (and cross section) is smaller. Manufacture of micro mechanical devices The construction will depend on the technology employed by the present invention. These technologies already exist, It has been improved over the last decade. For example, James Be Angel (James B. Angell) et al. “Silicon micromechanical device (Silicon Micromechanical Device) ", S ci Am. April 1983, p. 42-56 and Kurt e Peterso Kurt E. Petersen, “Silicon as a mechanical material Kon (Silicon as a Mechanical Material) Proc. IEEE, Vol. 70, No. 5, pp. 400-457 (May 1982 Months), the disclosures of which are incorporated herein by reference. In the present invention, in addition to silicon, any single crystal material, i.e., silicon It can be processed in the same way as recon processing, and in environments where the use of the present invention is required. Any single crystal material with sufficient mechanical and structural integrity to function It can be used. Such materials include, for example, gallium arsenide, various Silicates, borosilicates, aluminosilicates, related glasses, boron nitride and nitride Various nitrides such as silicon nitride are included.   The second flat layer has substantially the same thermal expansion coefficient as the single-crystal silicon of the first flat layer. Borosilicate glasses having a number are suitable. The relationship between the expansion coefficients is, for example, Ge "Field Assisted Glass" by orge Wallis Sealing ", Electrocomponent Science an d Technology, vol. 2, no. 1, pp. 45-53 (197 5) and “Field Assisted Glass-Metal Seal” ing ", infra, (the disclosures of which are incorporated herein by reference). Integration of these layers in the "anodic bonding" process as described in any literature Enable.   Preferably, each end of the channel channel through one or more comb filter arrays The connection of the inlet and outlet ports to the section is made through the thickness of any one of the joined layers Done. Alternatively, the comb filter structure and the inlet / outlet connection thereto may be On the outside, may be on the outside of the joined layers, but at each end of the spiral groove passage It is in communication with one or both of the parts.   Silicon wafers are commercially available for today's microelectronic applications. And the above-mentioned paper by Angel and Peterson (which is incorporated herein by reference). Very suitable for the kind of photo-etching procedure outlined in). did Thus, a standard wafer with a diameter of 3 inches and a thickness of 0.015 inches is equivalent to 37 silicon wafers. Area element [area elements] (0.375 × 0.375 inch) Can be used to simultaneously photoetch replicate arrays. Etchin In order to separate the individual elements that have been Known techniques can be used. Before cutting into individual but identical assemblies, More preferably, the glass layer is bonded to the printed array. Specific uses , A plurality of elements are integrated into a single, uncut multi-element array. It has also proven advantageous to hold it as assembled.   In another aspect of the invention, the rheostat is structurally separated from the housing. However, by adhering to metal foil fixed inside the housing, It is a multilayer body attached to a housing. To fix the chip to the foil layer, Relieve mechanical and / or thermal stresses that occur in Prevent carrying. Such stress reduces the function of the chip and causes cracks in the chip. And can be large enough to cause distortion or breakage. A series of contacts are placed on the surface of the A continuous flow channel is etched, which includes a series of filters Is preferred. In addition, by heating the main body, it is possible to reduce the mass flow passing through the flow path In order to achieve this, it is preferable to have a meandering or extended shape along the surface. Body Is heated by passing current directly, and the body itself becomes a resistance heater. You.   In another aspect, the present invention provides a method for reducing a mass flow, for example, to a turndown ratio of about 3: 1. Provide a solid state device for squeezing in such a gentle flow range.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in detail with respect to preferred and other explain.   FIG. 1 is an enlarged view of a longitudinal section of a complete microgas rheostat of the invention. You.   FIG. 1A is a bottom view of the apparatus of FIG.   FIG. 2 is a top view of the apparatus of FIG.   FIG. 3 is a greatly enlarged plan view of a groove forming surface in the apparatus of FIG.   FIG. 4 is a scale of FIG. 3 with a portion cut away and shown as a cross section in the center plane. FIG. 2 is a side view of the device of FIG. 1.   FIG. 5 is a heater element, shown on a reduced scale in FIG. 3, which forms part of the device of FIG. FIG.   FIG. 6 is a greatly enlarged partial sectional view showing one of the grooves of FIG.   FIG. 7 is a partial sectional view showing another groove of FIG. 3 at the scale of FIG.   FIG. 8 is a plan view of a corner of a groove forming plane in FIG. FIG.   FIG. 9 shows a conventional circular plate suitable for multiple photo-etched replication of the groove forming plane of FIG. It is a figure showing a recon wafer.   FIG. 10 shows the mass flow turndown ratio as a function of xenon gas temperature. It is a graph shown about some start temperature, that is, a reference temperature example, for each example, Starting from a turn down ratio of 1, the range up to 600 ° F. is covered.   FIG. 11 is an ideal cross-sectional view of a rheostat according to the present invention, and FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line 13-13 of FIG.   FIG. 14 is an ideal top view of the flow control layer of the microrheostat, FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along the line 15-15 in FIG.   FIG. 16 is a graph of viscosity versus temperature, and FIG. In the operating temperature range of the present invention, a graph showing the product of viscosity and temperature with respect to temperature. is there.   FIG. 18 is a simplified longitudinal sectional view of another embodiment of the present invention.   FIG. 19 is a sectional view taken along line 19-19 in FIG.   FIG. 20 is a view similar to FIG. 18 for illustrating the deformation.   FIG. 21 is an enlarged longitudinal sectional view of a further embodiment of the present invention.   FIG. 22 is a cross-sectional view taken generally along line 22-22 of FIG.   FIG. 23 is a simplified plan view of another embodiment.   FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line 24-24 of FIG.Detailed description   In FIG. 1, the basic laminated structure of one embodiment of the micro gas rheostat of the present invention. Is shown as consisting of a joint of the first and second layers 10 and 11, It has a square, rectangular, octagonal or other preferably regular polygonal planar shape. That is, it is shown as a square in FIG. The integrated bodies 10 and 11 are To discharge a controlled gas flow downstream of the microgas rheostat downstream An error contained within a cup-shaped housing member 13 having a small diameter tubular end 14 It is buffered and sealed by the stoma seal member 12. Along the discharge end 14 Insulated pin connector structure 15 provides a disconnectable electrical connection to electrical energy. Connection is possible. The radial flanged upper housing closure member 16 is Has a small diameter tubular end 17 for connection with a source of pressurized gas flow controlled by 10 11 responds to the electrical input at 15 within the housing 13, 16 is shown as being permanently sealed at the circumferential weld 18. You.   A conical member having a plurality of spaced-apart apertures 19 provides a circumferential injection gas. Distributed on the first manifold 20 and provided on the seal member 12 at intervals. Openings 19 'distribute the injected gas to the second manifold 20'. 2nd manifold The filter is composed of a plurality of channel-shaped flow channels in an inlet filter structure 28, which is a so-called comb filter. It is continuously exposed in the circumferential direction to the opening (entrance) end of the road and communicates with the entire circumferential direction. I have.   3-8, the integrated body has a first flat layer 10. This Is preferably single-crystal silicon, and in FIG. The groove-forming surface is shown with the four walls 25 of 28 visible. Figure 7 and As shown in FIGS. 8 and 9, a comb filter is provided on each of the four walls 25 in parallel. At a relatively narrow width. These grooves are made of glass Because of the closure by the layer 11, each of the grooves 26 directs the gas flow to all other Parallel to the groove 26, from the manifold 20 'of FIG. It can be carried to the manifold groove structure 27. 28 ', the manifold groove 27 has access to the entrance end of the spiral groove structure. This spiral groove structure The structure is formed by winding a plurality of interconnected sides that gradually decrease in length. 1 and is received by the outlet tube 14 of the housing member 13 in FIG. Inner end for discharging downstream at a central outlet 30 shown as It ends at 29. For clarity in FIG. 3, the individual groove widths are Are not drawn for the entire helical length of one flow path defined as follows. Rather , One line with spiral paths a, b, c, d, e, f, g 1 shows the entire spiral path. In Fig. 6, adjacent spiral V-cut widths, depths, and intervals of paths b, c, and d are narrower and narrower in width and depth. It is shown on the same scale for comparison with FIG.   Finally, in FIG. 5, the heater layout of the electric resistance material 32 is silicon. It is shown applied to the other flat surface of layer 10. This heater ray The out effectively covers the entire lower surface of layer 10 and the external pin connector of FIGS. 1 and 1A. Means 15 are provided with lead wires 32 and 32 '. The metal layer is resistive heating Sputtering on the surface as a meandering pattern, which is a typical pattern for Alternatively, it is preferably electroplated gold or aluminum. Here, Two pins are provided to provide positive and negative connections to the power supply for the heater.   FIG. 9 shows a conventional circular wafer having the same diameter of 3 inches and a thickness of 0.015 inches. Multi-element of multiple micro gas rheostats made from this wafer on -35 Fig. 3 shows a typical layout of a duplicate. In FIG. 9, 37 complete duplicates The double line indicating a square shape is indicated by a diamond saw or other method. Individual square elements (eg, 0.375 inch square) can be cut from the whole You can see that. The glass layer was a 3.0 x 3.0 inch square panel, Panels are cut on the entire wafer 35 before cutting into single or multi-element arrays. It can be understood that the film is adhered to all the groove forming surfaces.   In use, the gas flow from the inlet to the outlet of the rheostat described above is shown in FIG. And follows the relationship in a laminar flow condition of the following equation: Is the absolute pressure at the inlet and outlet of the rheostat in psia, T is the absolute temperature Degree (R), U is the absolute viscosity of the gas (1bm/ Ft degree sec) .   The electrical energy to the heater pin connector is applied to various selected voltage levels. The electrical energy may be supplied continuously on a pulse width modulation basis. To provide a dwell period [dwell period] between successive input pulses. That is currently preferred. During the idle period, the gas temperature and instantaneous pressure level Le P1And PTwoMonitor (via a suitable microchip pressure-temperature transducer) Is used repeatedly so that the current mass flow of the rheostat control gas flow is Is set. For example, during an idle period, the heater or silicon resistance may be It can be measured by a sensor. Since the resistance is proportional to the temperature, the temperature of the chip Includes the possible mass flow at that temperature. Resistance temperature device (RT Ds) is commercially available for various applications. Alternatively, the mass flow is measured One or more temperature sensors responsive to the average body temperature, along with the measured inlet and outlet pressures. Can be determined in the same manner as a predetermined calibration table using a sensor. .   In FIG. 10, for each of several starting or reference temperatures, The flow turn-down ratio starting from the down ratio 1 is set. That is, 32 F Curve A starting at 68 F, curve B starting at 68 F, and starting at 120 F Curve C and Curve D starting at 160F.   In the sample shown in FIG. 10, a dynamic range of more than 4: 1 It can be seen that control is possible over the range of line A from 32 to 600F. this The range decreases for curves B, C, and D, in which the starting temperature increases gradually, In curve D of the starting temperature of 0F, the range in which the flow rate can be controlled is only 2.75: 1. is there.   Reference is made to another embodiment of the present invention, shown in FIGS. The first figure (Figure 11) is a rheostat having an inlet housing member 42 and an outlet housing 44. FIG. 3 is an ideal side view of the socket housing 40, Inlet tube 46 and outlet tube respectively associated with these housing members. Fluid communication is provided with the valve 48. Integrated with discharge or outlet housing member In addition, an electrical connection 50 is provided, whose arrangement is such that its function (as described above) is Because it is to provide electrical connection to the multilayer body 52, it is more than just a design choice Is a problem. The electrical connection is made within an electrical connection structure 54 integral with the discharge housing. It is supported in.   As can be seen from FIG. 12, the multilayer body (52) indicated by the dashed line is a rheostat how. The housing is supported in a jing (40) and preferably has a substantially circular Forming flange 41 to install the device in piping or other circular frames or channels Easy to place. As described above, electrical connections include 50A and 50B Are required, which are fixed in the housing, It is electrically insulated from the housing by the insulating composition 56. The insulating composition is Preferably, it has a borosilicate glass structure, which compresses the resulting glass Welded in place at high temperatures effective to maintain condition. Such a process Are from Northeast Electronics Corp. , Milfor d, commercially available from CT.   FIG. 13 is a sectional view taken along the line 13-13 in FIG. Where the entrance house (42) connects the housing at the weld 59 from the injection tube (46). Discharge housing (4) formed by An inlet housing manifold 58 leading to 4) is provided. Between the inlet and the outlet Arranged preferably is a gas, more preferably a noble gas, especially xenon A multilayer body 52 for controlling the flow of a fluid from an inlet to an outlet. Real truth In the example, the multilayer body comprises a sealing glass layer 60, an intermediate flow control layer 62, And a glass layer 64, and is fixed in the housing. In the embodiment described earlier In this case, the seal connecting the main body to the housing is made of an elastomer material. Unfortunately, this has limited the operating temperature of the rheostat to a maximum of about 400F. Has the property of In addition, outgassing of the elastomeric material has a wide tolerance and In today's environment where high-purity gases are measured at high mass flow rates, it is very difficult It is difficult.   The glass layers (60, 64) are in an operating temperature range from about 0 (zero) to about 600F. The thermal expansion coefficient (COTE) of the intermediate flow control layer, which is preferably silicon Preferably, the composition has an approximate coefficient of thermal expansion. Has suitable COTE Various glass compositions are known, but Dow C is a preferred composition. grade-7740 gas commercially available from Oring (Ithaca, NY) Ras is given. This glass can be prepared by various known techniques using a silicon interlayer. Although it is possible to join the anode, a preferred method is anodic joining (for example, the aforementioned Wal lis). Generally, anodic bonding is performed on a hot surface (usually 400 to 500C). ), A silicon layer is placed on top of it, and a glass layer is placed on top of it. It is. A voltage of about 1 kV applies two layers (a silicon layer on the cathode side and a glass layer on the anode side). Applied across these layers, the layers are pressed hermetically to form a silicon-glass stack. To form As already described with reference to FIG. Wafer made with Ronics photo etching technology and having many units -Manufactured in shape. Anodic bonding is performed before the wafer is cut into individual components. Is preferred. That is, the chip is cut by this preferred process Sometimes they are already multi-layered.   Housing shall be made of low carbon stainless steel such as 304L class Is preferred. Unfortunately, glass with a COTE that is well matched to silicon is Difficult to join to stainless steel. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, To facilitate joining to the preferred stainless steel housing used for The layer body first comprises a KOVAR metal composition (typically comprising iron, nickel, cobalt ). The multilayer chip (52) has a supporting glass layer (64). Via this, the tip is placed in a stainless steel (eg, 304L) Fixed to a back plate 66 made of Stainless steel backplate and supporting glass Between the metal layers is a KOVAR foil layer 68, which can bond glass and , Can be supported by a stainless steel back plate 66. Suitable for foil Other materials include titanium, stainless steel, and aluminum. For example, Titanium foil is useful if the housing is made of titanium, which will Can be welded to the housing. The foil thickness is preferably between about 1.5 mil and 3 mil, It is preferable in terms of durability even with a thin foil. However, as the foil thickness increases, Difficult. In a preferred embodiment, the foil layer is spiked into the backplate. Contact (E.g., with a laser or electronic beam) and the backplate is And fixed to the housing by a circular seal ring 70 fixed to the housing. You. The supporting glass layer can be formed by a known method (for example, G. Wallis). "Electric field" by Mr. and DI Pomerantz Assisted Glass Sealing Method (Assisted Glass) -Metal Sealing), Applied Physics, No. 40 Vol. 10, No. 3, pp. 3946-3949 (September 1969). And incorporated in this specification).   The resulting structure provides a structurally separate but bonded chip. This In such an arrangement, the chip is mechanically and mechanically created in the housing by the foil. Decoupled from thermal stress. For example, if the housing is exposed to changes in ambient temperature (ie, The housing changes its dimensions (expands or shrinks) when exposed to You. When the chip is directly bonded to the housing, the heat between the chip and the housing The coefficient of expansion (COTE) mismatch becomes very large, resulting in chip breakage. May cause. On the other hand, the separation buffer means (for example, When using a laster or polymer gasket) to fix the chip, The release of organic matter at high operating temperatures creates significant problems in regulating flow. May cause. Emissions can occur when the organic / polymeric material is heated, This can happen when volatiles are released therefrom when the pressure drops. There And most preferably eliminates the presence of all non-metallic, especially non-inorganic components It is to be. Therefore, the present invention provides a housing protected by a housing The present invention provides a solid fluid control device that is decoupled from ringing stress. Furthermore, c To minimize heat transfer from the housing to the chip, the back plate (66) It is preferable to keep it as thin as possible. In fact, sealing the chip to the foil support layer Another advantage is that the seal formed between the chip and the foil is preferably a A seal that prevents bypass leakage and reduces gas mass flow The point is that the vehicle must pass through the control device.   FIGS. 14 and 15 show a top view and a deformed intermediate flow control layer (62), respectively. FIG. Here, the sealing glass layer (60) is intended for the flow control layer. To the surface that has been photoetched. Etching in the semiconductor manufacturing industry Preferably, the etching is performed by a known technique. , Along one or more (111) planes of silicon. Single crystal silicon Usually, it is commercially available as a wafer having a polished (100) plane. Illustrated The various grooves that are not shown may not show the same angle. According to the etching process (for example, anisotropy such as KOH on the (100) plane) All 35.26 degrees from horizontal by etching technique (using etchant) It has a wall that is the complement of The “V” shaped grooves are co-etched [co-etc ing] soak the etchant so that the walls meet at the “V” bottom Formed by On the other hand, a channel with a flat bottom Shows areas where etchant stopped prematurely before meeting at the bottom of the channel . The sealing glass layer is applied to the inlet manifold 80 etched into the chip. It has an inlet port 74 leading to it. The gas then passes through a series of comb filters 82. And into the trough 84, from there into the capillary tube 86, to the exit port Get out of 88. Manifold, trough, capillary, filter area About 94.55, 78.79, 10.72, 2.04 × 10-6inTwoIt is. A very large number of comb filters are provided to combine filters. Without significantly reducing the cross-sectional area and approaching the cross-sectional area of other flow channels, Can be plugged. did Thus, plugged filter elements do not significantly restrict flow.   The end of the flow control layer has a flat electrode surface 90 on which the electrically conductive metal layer 9 2 (eg, gold) is formed (eg, by sputtering) and a wire lead 9 is formed. 4, preferably through an ultrasonic ball joint (in the microprocessor manufacturing industry). And well-known techniques) to the electrical pins (59). Current (i) is intermediate Upon passing through the flow control layer, this layer becomes iTwoHeat according to R. Power is iTwoTo R Proportionally, the resistance (R) of silicon is about 3Ω at ambient temperature, About 600 F) and about 10Ω. The required electrical energy is about 16 volts About 30 watts at the applied voltage. According to the above equation, the temperature of the device is high From the inherent maximum) to the minimum based on the temperature that the intermediate control layer gives to the gas. And control. The gas stream exits the outlet (88) and exits through the ports in the glass support layer (64). 96 and the discharge tube (48) through the alignment port 98 in the back plate (91). Get out of.   To maximize the heating effect, the inner surface of the inlet housing manifold (58) Reflects the heat dissipation (eg heat dissipation comes from the silicon flow control layer) Preferably, it is polished back to the layer. Plating the outer surface of the glass layer The heat may be further reflected and returned to the chip surface. For such reflective materials Include aluminum, silver, gold, mixtures and alloys thereof. Energy -The storage method is important in a satellite environment with limited onboard power. Another important consideration is the issue of thermal management. Because the device of the present invention The area where heat is generated (similar to prior art thermo throttles) and where the device is operated This is because it affects the environment.   The multilayer body is connected to the supporting glass side portion via the foil (68) and the back plate. Preferably, it is attached to the housing only along the length. See FIG. 15 for details. As shown in detail, the center of the supporting glass layer (64) is etched in a circular shape. Thus, a circular land or boss 100 is provided. Seal on foil layer (68) It is this boss that is done. Because it is connected only at the boss, Reduced contact between foil, but hinders conductive heat loss from multilayer body to housing Can be This boss provides a span where the chips can be securely hermetically bonded, The tip is mechanically separated from the housing and fluid flow is through the tip, Ensures that it does not leak around the support structure of the pump.   Controlling the gas flow can be easily done by knowing the relationship between viscosity and temperature. Wear. Therefore, a simulation was performed to determine these relationships. Was. The viscosity is U = −1.365543 × 10-6+ 3.4895757 × 10-8 T6.738664 × 10-12TTwoIs calculated as a function of temperature using the formula Was. The result of this calculation is [in degrees Rankine] at absolute temperature. Fig. 16 is a graph of temperature (T) versus viscosity (U) and a graph of the product of T versus UT. This is shown in FIG.   Typical design parameters are shown in Table 1 below.   The device of the present invention is required to control the flow of gas, and of some liquids. It has a number of uses in the environment where it is used. Such an environment depends on gas chromatography. And other analytical and medical instruments and control systems.   U.S. Application No. 08/6, noted above for microvalves and microthrusters As described above with respect to US Pat. It is particularly useful for controlling thruster gas flow. Thrust force is discharged Viscosity is a function of the pressure drop and the presence of the nozzle. As a result, the thrust force and duration are at least partly It can be controlled using a clogas rheostat. For example, the device of the present invention If a small thruster burst is required, the gas flow can be reduced to a micro thruster. Can be taken.   The present invention may also be an element of a closed loop control system. For example, thrust force And the power to the thrusters can be measured, these will throttle the gas mass supply up and down Can be effectively changed by the thrust force and thruster. Thus, the power used can be changed. Alternatively, the present invention is itself a closed loop system. Control system. Here, the resistance of the heater and chip is measured, and the rheostat is measured. By knowing or measuring the pressure drop at the point, the mass flow can be determined . Thus, certain temperature set points can be used indirectly as mass flow set points. The output of the comparator (compares the actual temperature with the set point or the inversion of the output signal) Can be used to control the current sent to heaters and chips. An example For example, a temperature equivalent to the desired mass flow rate (which can be determined from a look-up table And therefore programmable to the memory chip), but below the set point, When increased, the comparator output is provided to the heater circuit, causing a temperature rise and current Decrease the amount. Furthermore, these control systems are also located in the housing Integrated circuit etched or etched into part of the solid rheostat itself Can take a state.   In the mechanical configuration of the embodiment of FIGS. One example, a flow control chip 100, is provided with an element 102 of an upper housing 103. Annular insert 10 of glass (preferably borosilicate glass) bonded to the center hole of 1 firmly supports the whole. The hole in the insert 101 is At the inner ends of the joined elements 101, 102, 104 Thus, the end of the insert 101 protrudes downward from the elements 102 and 104 as a ring, This protruding end can be polished. This polishing operation is preferably performed by anodic contacting. In some cases, the chip is assembled on a flat upper surface like the silicon layer 105 of the chip 100. Ensures a high quality flat annular end face of the element 101 to be cut. Thus, shoulder Before assembling ring 107 to element 102 to complete upper housing 103 The position and direction of the lower surface of the chip 100, particularly the glass support layer 106, Required A predetermined offset of the chip 100 from the lower surface, which is the reference for the element 102, The offset [offset] σ can be accurately controlled. Ring 107 Is preferably made of stainless steel and is pressed against Kovar of the upper housing element 102. [Inertia-welded].   The upper housing element 102 and tube 104 are Kovar, glass The insert 101 is preferably Dow Corning 7740 glass This allows the difference in the coefficient of thermal expansion present at the Kovar / glass interface to be at least Is also always advantageous for distributed compression loads, which hinder Kovar-glass bonding It is.   A further feature of the embodiment of FIGS. 18 and 19 is that the lower housing Uniform offset state with a short distance from the lower surface of 100 supporting glass layers 106 A precision sub-assembly for mounting the electric heater is there. For this purpose, the lower housing 108 is cup-shaped and made of stainless steel Steel is preferred, and the skirt 11 which will later be inserted into the shoulder of the ring 107. 0 is provided. The cup-shaped bottom of the lower housing 108 is diametrically opposite Are provided by holes provided in parallel with the heater means 10. Feed-through for firmly supporting and accurately positioning 9 An annular glass insert 111 is provided for attaching 112 and 112 'respectively. Te Kovar or stainless steel is suitable for the feed rods 112-112 '. You. Glass of Insert 111 and their with Kovar or stainless steel The joining relationship may be the same as that described for the insert 101. Lower housing 108 is completed by a central entrance port and tube structure 113. Lower how The assembly of the jing to the upper housing is a circumferential continuous well in a mated relationship Completed permanently by the hand 114.   Full surface on glass and / or silicon as direct and only support for chip 100 Depends on what directly supports or contacts the chip 100 Of the electrical energy supplied to the heater element by avoiding the dependence on the heat sink metal It proves to be advantageous because it can be used economically. Of this nature A greater advantage can be seen in the variant of FIG. This excludes: In all respects, this is the same as that described with reference to FIG. That is, In FIG. 20, the potential heat of the chip 100 and the upper housing element 102 'is shown. The longitudinal offset? Between the sink mass and the sink mass Providing bonding support for glass insert 101 near the plane of anodic bonding of FIG. By adopting the frusto-conical structure 115 in the portion, the size is effectively increased.   Direction indicating injection feed gas flow at 113 and release control gas flow at 104 It will be appreciated that the arrows conform to the tip shape shown at 100. here, The etched comb filter grooves (not shown) are used to form the flow control grooves (also shown in FIG. 18). The filter action is performed on the upstream side from the etched region of (b). This is for example , Similar to the configuration of FIG. 3, where the comb filter action is an inner part of the flow control. Around the zone, the outlet flow is in the center of the chip and the controlled discharge flow is -To the head 104. On the other hand, in the case of the flow in the opposite direction, the tube 104 is Tube 113 is on the inlet side and outlet is on the outlet side. In this case, comb filter etching The gas flow upstream of the flow control channel, i.e., to the area of the central inlet opening and flow control channel system Flow control point system and the flow control gutter system discharges via tube 113. It is desirable that   The embodiment of FIGS. 21 and 22 is a modification of the embodiment of FIGS. here, A single cup-shaped housing member 120 is characterized by a counterbore It has a skirt portion, and inside the counterbore, a pre-flow of the operation flow control chip 122. The assembly, together with the electrical connections 123 and 123 ', is a single housing closure 124. This housing closure member is It has an outer shape that allows accurate and stable seating in bore and counterbore configurations. Closed The large central hole in the chain member 124 is formed by an annular glass (dielectric) insert 125 (see FIG. 18-20 corresponding to the shape and function of the insert 101) have. Similarly, the central outlet tube 126 is provided with a hole in the insert 125. Has a cylindrical joining interface with The polished lower part of the insert 125 The protruding annular end face has an anodized bond to the upper flow control layer of tip 122. And thus, basically, the only means for tip support to the housing Is provided.   Apart from the structure of FIGS. 18 and 19, the feed rods 123 and 12 of FIGS. 3 'is retained therein by the cylindrical outer surface of the housing closure member 124. Integrated into one subassembly, and these electrical members 123 and 123 ' The annular glass (dielectric) insert 126 allows the diameter within the closure member 124 to be reduced. In the opposite hole, as described at 111 in connection with FIGS. 18 and 19, Installed.   The gas rheostat tip 122 is a cross section of the tip shown in FIG. As is evident, they are shown as squares, spaced on the left and right. Chips The diagonal region is indicated by the imaginary line 127 in FIG. This is applied to the diagonal alignment 21'-21 'in FIG. Can be seen. This figure shows two square diagonal lines on the top surface of chip 122. Metal terminals at both ends in the radial direction located at the end angles (on the alignment 21-21), that is, Has opposing semi-circular paths, provided in parallel between contacts 130 and 131 The radial undulating path of two similar heater elements A and B is shown. For the sake of clarity in FIG. 22, only the terminal 130 corresponds to the heater elements A and B. Connected to the first end. A similar connection is a heater connection. It is noted that this is also made between the other ends of the elements A and B and the other terminal 131. Needless to say, the lower ends of the feed rods 123 and 123 'are soft and cantilevered. Holding the arc-shaped contact wiping arms 132 and 132 '. These arms are shown as metal terminals 130 on the top flat surface of chip 122. And 131 are in elastic contact.   21 and 22, an enlarged spiral sealed flow control groove. 133 indicates the heater elements A and B and the circumference of the chip 122 by virtual lines. It is shown superimposed on the continuous outer annular region.   An inlet tube 121 in a housing closure assembly 124; Directional arrows in the outlet tube 134 of the housing member 120 indicate the injection flow and the housing. 1 shows one direction of the rheostat controlled release flow from the ring. The injection flow is Has direct and exclusive access to the central port 135 of loop 122, which is , Branched into a four-sided comb filter region 136 and having a radially outer gas inlet . The four sides of the comb filter are formed by a chip 122 formed of a dielectric (glass) annular member 125. Is almost covered by the hatched annular region of the joint support. Pull On the contrary, the aggregated flow after passing through the comb filter is collected in the surrounding branch structure 137. Is accepted. There, for the expanding spiral path of rheostat flow control, At 38, it is injected and at one outlet port 139 of the chip, housing Into the inner opening 140 of the housing, and to the downstream side through the housing port 134. Is discharged.   In the embodiment of FIGS. 23 and 24, as in 122 of FIGS. The threostat 122 'may be used in certain housing and electrical terminal applications (FIGS. 21 and 22 (other than 22). FIG. And 24, the portion corresponding to the flow accommodating section is described with reference to FIGS. 21 and 22. It is indicated by the same reference numbers as before. That is, the injection through the central opening 135 ' The flow is directed radially outward to a branch pipe (manifold) to the four sides of the comb filter means 136 '. -Comb filter is shown as having access. Through the flow control flow path 133 'via the flow control flow path 133' and the flow path 138 '. Discharge to the mouth. The other end of the flow control flow path is closed housing (FIGS. 23 and 2). 139 ') into an internal opening (not shown in FIG. 4) from which the housing Is discharged from the ring. In FIG. 23, the phase of the hexagonal planar shape of the tip 122 ' A dashed line 145 along the opposite side indicates the support shape of one internal contour of the housing member. Suggesting another technique of mounting chips on suitable shelves or shoulder means to configure You can see that   The above description is intended to be illustrative of the present invention and is not limiting. seed Various variations, modifications, and additions will become apparent to those skilled in the art upon reviewing this specification. And they are within the spirit and scope of the invention as defined by the claims.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １． Ａ．一表面内に前記表面と実質的に平行なガス流チャネルを設けた流れ制御 層を有する多層レオスタット本体であって、前記チャネルは前記流れ制御層及び 前記表面に接合されたシ−ル層によって形成され、前記レオスタット本体は、前 記チャネルへの流体入口及び前記チャネルからの流れ排出口を有している多層レ オスタット本体と、 Ｂ．前記レオスタットの前記流入口へガスを導き、前記レオスタット排出口 からガスを導くための分離された液体流路を有するハウジングであって、前記ハ ウジング内で前記レオスタット本体を安定に支持するための手段を有するハウジ ングと、 Ｃ．前記レオスタット本体を加熱するための制御可能なヒ−タ−からなるこ とを特徴とするガスレオスタット。 ２．前記レオスタット本体の前記流れ制御層は、シリコン、ヒ化ガリウム、窒 化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素からなるグル−プから選択された単結晶材料 からなることを特徴とする請求項１に記載のガスレオスタット。 ３．前記流れ制御層は、フォトエッチング可能な材料からなることを特徴とす る請求項１に記載のガスレオスタット。 ４．前記流れ制御層の前記表面内の前記ガス流路は、入口マニホ−ルドと、フ ィ−ダトラフと、フィルタと、毛細管によって形成されることを特徴とする請求 項１に記載のガスレオスタット。 ５．前記フィルタは、前記入口マニホ−ルドと前記フィ−ダトラフとの間に配 置されていることを特徴とする請求項４に記載のガスレオスタット。 ６．前記チャネルは、フォトエッチングによって形成されることを特徴とする 請求項１に記載のガスレオスタット。 ７．前記レオスタット本体は、それに接合された支持ガラス層をさらに備えた ことを特徴とする請求項４に記載のガスレオスタット。 ８．前記レオスタット本体が収容されたハウジングをさらに備えたことを特徴 とする請求項１に記載のガスレオスタット。 ９．前記ハウジング内に固定され、前記レオスタット本体が接合される金属箔 の層をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載のガスレオスタット。 １０．前記ハウジングは、研磨された表面を有する入口ハウジングマニホ−ル ドを形成していることを特徴とする請求項８に記載のガスレオスタット。 １１．前記ヒ−タ−は、前記流れ制御層の表面のメタライズ処理された２つの 端子部を有する電気ヒ−タ−エレメントを含み、前記ヒ−タ−エレメントは、電 圧が前記２つのメタライズ処理された部分に加えられると、実質的に前記流れ制 御層全体を加熱するように配置され機能することを特徴とする請求項１に記載の ガスレオスタット。 １２．スラスタからの制御されたガス排除によって、姿勢を修正するための手 段を有する衛星において、請求項１によって規定される前記ガスレオスタットを 用いて、スラスタへのガス流を計測することを含むことを特徴とする衛星。 １３．ガス流を制御するための方法において、 Ａ．下記ｉ）からｉｉｉ）を有する流れ制御層： ｉ．前記流れ制御層内のチャネルによって規定され、シ−ル層によってシ −ルされたガス流れチャネル、 ｉｉ．上記流れチャネルへの入口、および ｉｉｉ．前記流れチャネルからの排出口 を有する多層流れ制御本体を提供するステップと、 Ｂ．前記本体に、流れを制御すべきガスの差圧を与えるステップと、 Ｃ．前記流れ制御層を加熱して前記ガス流れチャネルを通過するガス流を減 少さるステップとを含み、これにより、ガスの絶対粘度に絶対温度を乗じた積を がガス流を減少させるように作用することを特徴とする、ガス流を制御するため の方法。 １４．前記加熱ステップは、前記流れ制御層の面のうちの１つの範囲にわたっ て作用することを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １５． Ａ．流入口及び流出口及び内部空間を提供するハウジングと、 Ｂ．前記内部空間に配置され、前記入口及び前記出口との間の流体連通を提 供する微細加工されたガス流流路を備えた固体レオスタットと、 Ｃ．前記固体レオスタット内の前記ガス流流路を加熱するための手段とを含 むことを特徴とするガス流を絞り込むための装置。 １６．前記固体レオスタットは、前記入口との連通と前記微細加工されたガス 流路との間に、微細加工されたフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項 １５に記載の装置。 １７．前記固体レオスタットは、微細加工された層及びそれに接合されたシ− ルとを含む多層本体であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。 １８．内側部分を有するハウジングであって前記内側部分はハウジングによっ て規定されたものであるハウジングと、前記ハウジング内に支持され、前記内側 部分の一部に延在する箔基板と、前記箔に接合された微細加工可能な本体とを含 む、微細加工可能な本体のための支持構造。 １９．前記内側部分内で支持され、前記内側部分の一部に延在し、前記箔基板 と平行に配置されたバックプレ−トをさらに備えたことを特徴とする請求項１８ に記載の支持構造。 ２０．表面にガス流チャネルを微細加工した平面形本体と、前記表面に接合さ れ前記チャネル開口を覆うシ−ル層と、前記ガス流チャネルを加熱するための手 段とを含むことを特徴とする固体ガス質量流絞り装置。 ２１．前記平面形本体の、前記シ−ル層とは反対側の面に接合された支持層を さらに備え、中央に前記平面形層を挟んだ多層サンドイッチ構造を形成したこと を特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２２．前記シ−ル層及び前記支持層は、金属で被覆され、前記中央の平面形層 から発せられる熱放射を反射してそこに戻すようにしたことを特徴とする請求項 ２０に記載の装置。 ２３．前記加熱するための手段は、前記平面形層の両側に接合された金属スト リップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２４．前記シ−ル層はガラスであることを特徴とする請求項１に記載のガスレ オスタット。 ２５．前記チャネルは、前記流入口と流れ排出口の間の、単一の流路を規定す ることを特徴とする請求項１に記載のガスレオスタット。 ２６．前記チャネルは、前記流入口と前記流れ排出口の間に平行に連通する複 数個のチャネルのうちの１つであることを特徴とする請求項１に記載のガスレオ スタット。 ２７． Ａ．互いに組み合わせた時に共通中心軸のまわりに閉鎖された内部容積を規 定する第１及び第２の独立したハウジングエレメントであって、前記ハウジング エレメントの一方は、前記軸上で外部ガス入口チュ−ブを接続するためのポ−ト 手段を有し、前記ハウジングエレメントの他方は、前記軸上で外部ガス出口チュ −ブを接続するためのポ−ト手段を有するハウジングエレメントと、 Ｂ．前記ハウジングによりその内部に支持された多層レオスタット本体であ って、前記レオスタット本体は、層厚を規定する間隔をおいた２つの平坦表面を 有し、前記表面のうちの一方にガス流チャネルを設けた流れ制御層と、前記一方 の面に接合された平坦表面を有するシ−ル層とを備え、前記チャネルの一端は、 前記レオスタット本体の中心を介して前記軸上のチュ−ブ接続のための前記手段 の一方へ向かうガス供給の一つの中心ポ−トを有し、前記チャネルの他端は、前 記内部容積を介して前記軸上のチュ−ブ接続のための前記手段の他方へ向かうガ ス流供給を有するように構成された前記レオスタット本体と、 Ｃ．前記ハウジングによってその内部に支持された、前記レオスタット本体 を加熱するための、制御可能なヒ−タ−と を含むことを特徴とするガスレオスタット。 ２８．前記レオスタット本体は、前記ハウジングエレメントの一方によって完 全に支えられ、前記ヒ−タ−は、前記ハウジングエレメントの他の一方によって 完全に支えられていることを特徴とする請求項２７に記載のガスレオスタット。 ２９．前記レオスタット本体及び前記ヒ−タ−は双方とも、前記ハウジングエ レメントの一方によって支えられていることを特徴とする請求項２７に記載のガ スレオスタット。 ３０．フィルタ手段が、前記ハウジングエレメントの一方によって、（ａ）外 部ガス入口チュ−ブ接続のための前記手段と、（ｂ）前記チャネルの一端部との 間に介挿関係に支えられ、前記チャネルの他端は、外部ガス出口チュ−ブ接続の ための前記手段に接続されていることを特徴とする請求項２７に記載のガスレオ スタット。 ３１．前記フィルタ手段は、前記軸のまわりに対称的に配列されていることを 特徴とする請求項３０に記載のガスレオスタット。 ３２．前記フィルタ手段は、前記軸のまわりに対称的に配列された、４つの同 様な櫛形フィルタ辺をもつ正方形の形状であることを特徴とする請求項３０に記 載のガスレオスタット。 ３３． Ａ．互いに組み合わせた時に共通中心軸のまわりに閉鎖された内部 容積を規定する第１及び第２の独立した金属ハウジングエレメントであって、前 記ハウジングエレメントの一方は、前記軸上のガス接続のためのポ−ト手段を有 する閉鎖部材であり、前記ハウジングエレメントの他方は、ガス接続ポ−トと、 前記記閉鎖部材による容積閉鎖嵌合を受けとめるための内部ショルダ−とを有す るカップであるハウジングエレメントと、 Ｂ．層厚を規定する間隔をおいた２つの平坦表面を有し、前記表面のうちの 一方にガス流チャネルを設け前記一方の表面に接合された平坦表面を有するシ− ル層を備えた多層レオスタットであって、前記チャネルの一端は、前記レオスタ ット本体の中心を介して前記閉鎖部材の前記ポ−ト手段に至るガス流供給の１つ の中心ポ−トを有し、前記チャネルの他端は、前記内部容積を介して前記ガス接 続ポ−トの他方に至るガス流供給を有している多層レオスタット本体と、 Ｃ．前記閉鎖部材は、前記一方のハウジング素子のポ−トを規定する穴を有 するとともに前記閉鎖部材の上部外側露出表面と前記閉鎖部材の下部内側露出表 面との間に延在する中心穴に接合された誘電体材料の円筒形環状本体を有し、前 記環状本体は、前記閉鎖部材の下部内側露出表面を越えて軸方向に突出する下部 環状端部を有し、前記円筒状本体の前記下部突出環状端部は、前記レオスタット 本体に接合されてその唯一の支持を提供し、前記環状本体の前記穴は、前記レオ スタット本体の中心を介して、ガス流供給の１つの中心ポ−トと連通した構成と 、 Ｄ．前記ハウジングによってその内部に支持された、前記レオスタット本体 を加熱するための制御可能なヒ−タ−と を含むガスレオスタット。 ３４．前記ヒ−タ−は、前記レオスタット本体の構成要素であることを特徴と する請求項３３に記載のガスレオスタット。 ３５．前記レオスタット本体は、前記円筒状本体の径方向外側にある環状領域 において周辺で連続し、前記チャネルは、前記環状領域内に実質的に規定される ことを特徴とする請求項３３に記載のガスレオスタット。 ３６．前記ヒ−タ−エレメントは、前記レオスタット本体の構成要素であり、 前記環状領域内に実質的に規定されていることを特徴とする請求項３４に記載の ガスレオスタット。 ３７．フィルタ手段は、前記レオスタット本体の構成要素であり、（ａ）前記 チャネルの一端と（ｂ）前記一つの中心ポ−トとの間に介挿されていることを特 徴とする請求項３３に記載のガスレオスタット。 ３８．前記ヒ−タ−へのフレキシブルな内部接続を備えた、間隔をおいた導電 性送り棒は、前記一方のハウジングエレメントの間隔をおいた２つのさらなる穴 にその内部で接合された誘導体材料の個別の本体内に独立して支持されているこ とを特徴とする請求項３４に記載のガスレオスタット。 ３９．前記チャネルは、前記環状領域内で拡大するらせん状伸展であることを 特徴とする請求項３５に記載のガスレオスタット。 ４０． Ａ．互いに組み合わせたときに共通の中心軸の周りに閉鎖された内 部容積を規定する第１及び第２の分離した金属ハウジングエレメントであって、 前記エレメントの一方は、前記軸上に中心をおいた穴と、誘電体材料の円筒状部 材とを有し、前記円筒状材は、前記円筒状部材の内側軸方向端部が前記内部容積 中に突出して、前記軸に直交するとともに前記一方の金属ハウジング部材から軸 方向オフセット位置にある突出平坦内部端面を形成するように前記穴に接合嵌合 されたハウジングエレメントと、 Ｂ．電気回路構成要素を含み、前記平坦な内部端面に接合された平坦表面を 有し、誘電体材料の前記円筒状部材によって機械的に支持された固体マイクロチ ップ素子と、 Ｃ．前記ハウジングエレメントの一方を通る絶縁流路を有し、前記固体素子 の前記電気回路構成要素へのフレキシブルな導電接続を備えた電気供給素子とを 含むマイクロチップアセンブリ。 ４１．前記マイクロチップ素子は、電気的に制御可能なマイクロガスレオスタ ットであることを特徴とする請求項４０に記載のマイクロチップアセンブリ。[Claims]   1.     A. Flow control with a gas flow channel in one surface substantially parallel to said surface A multi-layer rheostat body having layers, wherein the channels are the flow control layer and The rheostat body is formed by a seal layer bonded to the surface, A multilayer laser having a fluid inlet to the channel and a flow outlet from the channel. Ostat body,     B. Guiding gas to the inflow port of the rheostat; A housing having a separate liquid flow path for conducting gas from A housing having means for stably supporting the rheostat body in a housing And     C. A controllable heater for heating the rheostat body; And a gas rheostat.   2. The flow control layer of the rheostat body may include silicon, gallium arsenide, Single crystal material selected from the group consisting of silicon carbide, boron nitride and silicon carbide The gas rheostat according to claim 1, comprising:   3. The flow control layer is made of a photo-etchable material. The gas rheostat according to claim 1.   4. The gas flow path in the surface of the flow control layer includes an inlet manifold, Claims: 1. Formed by an ida trough, a filter, and a capillary. Item 2. A gas rheostat according to Item 1.   5. The filter is located between the inlet manifold and the feeder trough. The gas rheostat according to claim 4, wherein the gas rheostat is disposed.   6. The channel is formed by photo etching. The gas rheostat according to claim 1.   7. The rheostat body further comprises a support glass layer bonded thereto. The gas rheostat according to claim 4, characterized in that:   8. A housing housing the rheostat body. The gas rheostat according to claim 1, wherein   9. Metal foil fixed in the housing and joined to the rheostat body The gas rheostat according to claim 8, further comprising:   10. The housing includes an inlet housing manifold having a polished surface. The gas rheostat according to claim 8, wherein a gas rheostat is formed.   11. The heater includes two metallized surfaces of the flow control layer. An electric heater element having a terminal portion, wherein the heater element is an electric heater element; When pressure is applied to the two metallized sections, the flow control is substantially reduced. The arrangement of claim 1, wherein the arrangement is operative to heat the entire layer. Gas rheostat.   12. Hands to correct attitude by controlled gas removal from thrusters A satellite having steps, wherein said gas rheostat as defined by claim 1 is Using the measuring gas flow to a thruster.   13. In a method for controlling a gas flow,     A. A flow control layer having the following i) to iii):       i. Defined by the channels in the flow control layer and sealed by the seal layer. A gas flow channel,       ii. An inlet to the flow channel, and       iii. Outlet from the flow channel Providing a multilayer flow control body having:     B. Providing the body with a differential pressure of the gas whose flow is to be controlled;     C. Heating the flow control layer to reduce gas flow through the gas flow channel Reducing the absolute viscosity of the gas multiplied by the absolute temperature. For controlling gas flow, characterized in that it acts to reduce gas flow the method of.   14． The heating step covers one of the faces of the flow control layer. 14. The method according to claim 13, wherein the method works.   15. A. A housing providing an inlet and an outlet and an internal space;     B. Disposed in the interior space to provide fluid communication between the inlet and the outlet. A solid rheostat with a micromachined gas flow channel to provide;     C. Means for heating the gas flow path in the solid rheostat. A device for narrowing a gas flow.   16. The solid rheostat communicates with the inlet and the micromachined gas A micro-machined filter is further provided between the flow path and the flow path. The apparatus according to claim 15,   17． The solid rheostat comprises a microfabricated layer and a sheet bonded thereto. 16. The device of claim 15, wherein the device is a multilayer body including   18. A housing having an inner portion, the inner portion being defined by the housing. A housing defined in the housing and supported in the housing, A foil substrate extending over a portion of the portion; and a microfabricable body bonded to the foil. A support structure for the main body that can be processed finely.   19. The foil substrate supported within the inner portion, extending over a portion of the inner portion, 19. The apparatus according to claim 18, further comprising a back plate disposed in parallel with the back plate. 3. The support structure according to 1.   20. A flat body with a micromachined gas flow channel on the surface, and a A sealing layer covering the channel opening and a means for heating the gas flow channel. And a solid gas mass flow restrictor.   21. A support layer bonded to a surface of the flat body opposite to the seal layer; Furthermore, that a multilayer sandwich structure sandwiching the planar layer in the center is formed. The device according to claim 20, characterized in that:   22. The seal layer and the support layer are covered with metal, and the central planar layer Claims characterized in that heat radiation emitted from is reflected back to it. 21. The apparatus according to 20.   23. The means for heating comprises a metal strike bonded to both sides of the planar layer. The device of claim 20, comprising a lip.   24. The gas seal according to claim 1, wherein the seal layer is glass. Ostat.   25. The channel defines a single flow path between the inlet and the outlet. The gas rheostat according to claim 1, wherein:   26. The channel has a plurality of channels communicating in parallel between the inlet and the outlet. 2. The gas rheo according to claim 1, wherein the gas rheo is one of several channels. Stat.   27.     A. When combined with each other, define an internal volume that is closed around a common central axis. First and second independent housing elements defining the housing One of the elements is a port for connecting an external gas inlet tube on the shaft. Means, the other of said housing elements having an external gas outlet tube on said shaft. A housing element having port means for connecting the     B. A multi-layer rheostat body supported inside the housing by the housing; Thus, the rheostat body has two flat surfaces spaced apart to define the layer thickness. A flow control layer having a gas flow channel on one of said surfaces; A seal layer having a flat surface joined to the surface of The means for tube connection on the shaft through the center of the rheostat body One central port of the gas supply towards one of the Gas through the internal volume to the other of the means for tube connection on the shaft Said rheostat body configured to have a flow supply;     C. The rheostat body supported therein by the housing A controllable heater for heating A gas rheostat comprising:   28. The rheostat body is completed by one of the housing elements. Fully supported, said heater being driven by the other of said housing elements 28. The gas rheostat according to claim 27, which is fully supported.   29. The rheostat body and the heater are both 28. The garment of claim 27 supported by one of the elements. Threostat.   30. The filter means may be (a) outside by one of said housing elements. Said means for connecting the gas inlet tube of the section, and (b) one end of said channel. The other end of the channel is connected to an external gas outlet tube connection by an interposed relationship. 28. A gas rheo as claimed in claim 27, wherein said gas rheo is connected to said means for connecting. Stat.   31. The filter means is arranged symmetrically around the axis; The gas rheostat according to claim 30, characterized in that:   32. The filter means comprises four identical filters arranged symmetrically about the axis. 31. The filter according to claim 30, wherein the filter has a square shape having various comb-shaped filter sides. The gas rheostat mentioned above.   33. A. Interior closed around a common central axis when combined with each other First and second independent metal housing elements defining a volume; One of the housing elements has port means for gas connection on the shaft. The other of the housing elements is a gas connection port, An internal shoulder for receiving a volume closure fit by the closure member. A housing element which is a cup     B. Having two flat surfaces spaced apart defining a layer thickness, of which said surfaces A gas flow channel on one side and a seal having a flat surface joined to said one surface; A multi-layer rheostat with a monolayer, wherein one end of the channel is One of the gas flow supplies through the center of the slot body to the port means of the closure member The other end of the channel is connected to the gas through the internal volume. A multilayer rheostat body having a gas flow supply to the other of the continuation ports;     C. The closure member has a hole defining a port of the one housing element. And an upper outer exposed surface of the closing member and a lower inner exposed surface of the closing member. A cylindrical annular body of dielectric material joined to a center hole extending between The annular body has a lower portion that projects axially beyond a lower inner exposed surface of the closure member. An annular end, wherein the lower protruding annular end of the cylindrical body is the rheostat; Joined to the body to provide its sole support, the hole in the annular body is A configuration communicating with one central port of the gas flow supply through the center of the stat body; ,     D. The rheostat body supported therein by the housing A controllable heater for heating the Including gas rheostat.   34. The heater is a component of the rheostat body. 34. The gas rheostat according to claim 33.   35. The rheostat body has an annular area radially outside the cylindrical body. At the periphery, wherein the channel is substantially defined within the annular region 34. The gas rheostat according to claim 33, wherein:   36. The heater element is a component of the rheostat body, 35. The device of claim 34, wherein the device is substantially defined within the annular region. Gas rheostat.   37. The filter means is a component of the rheostat body, and (a) It is characterized in that it is interposed between one end of the channel and (b) the one central port. 34. The gas rheostat according to claim 33.   38. Spaced conductive with flexible internal connections to the heater Sex feed rod is provided with two further holes spaced at said one housing element Shall be independently supported in separate bodies of the derivative material bonded within 35. The gas rheostat according to claim 34, wherein:   39. The channel being a helical extension that expands within the annular region. 36. The gas rheostat according to claim 35.   40. A. Closed around a common central axis when combined with each other First and second separate metal housing elements defining a partial volume, One of the elements has a hole centered on the axis and a cylindrical portion of dielectric material. Material, wherein the cylindrical member has an internal volume end at the inner axial end of the cylindrical member. Projecting inwardly and orthogonal to the axis and from the one metal housing member to the axis. Joint fits into the hole to form a protruding flat inner end face at a directional offset position Housing element     B. An electrical circuit component, comprising a flat surface joined to the flat inner end face. A solid microchip mechanically supported by the cylindrical member of a dielectric material Element     C. An insulating flow path passing through one of the housing elements; An electrical supply element with a flexible conductive connection to the electrical circuit component of Including microchip assembly.   41. The microchip element is an electrically controllable micro gas rheostat. The microchip assembly according to claim 40, wherein the microchip assembly is a unit.
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