JP2004353638A - マイクロポンプ - Google Patents
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Abstract
【目的】小形で振動特性にばらつきのない、振動板の振動量を大きくすることなくポンプ吐出口から充分な流量をもってガスを効率良く噴出させることができる、ポンプ性能の安定したマイクロポンプを容易に製造できるようにする。
【構成】ポンプ吐出口が設けられた下側基板と、通気孔があけられた電磁気的な振動子によって振動する第1の振動板が形成された中間基板と、電磁気的な振動子によって振動する第2の振動板が形成された上側基板とを、それぞれの振動板を支持する基部において順次積み重ねて接合することによって、下側基板と中間基板との間で吸気口を有する吸排気室が形成され、中間基板と上側基板との間で背圧室が形成されるように構成し、第1および第2の各振動板を、その振動方向が相反するように振動させるようにしたことを特徴とするマイクロポンプ。
【選択図】 図1
【構成】ポンプ吐出口が設けられた下側基板と、通気孔があけられた電磁気的な振動子によって振動する第1の振動板が形成された中間基板と、電磁気的な振動子によって振動する第2の振動板が形成された上側基板とを、それぞれの振動板を支持する基部において順次積み重ねて接合することによって、下側基板と中間基板との間で吸気口を有する吸排気室が形成され、中間基板と上側基板との間で背圧室が形成されるように構成し、第1および第2の各振動板を、その振動方向が相反するように振動させるようにしたことを特徴とするマイクロポンプ。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動板の振動によってガス等の流体を吐出する半導体基板のエッチングによるマイクロマシニング加工によって製造されるマイクロポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のマイクロポンプは、例えば、図10に示すように、ポンプ吐出口12および吸気口13が設けられた金属製のケース11の内部に、圧電素子14が取り付けられた振動板15を、ケース11との間で吸排気室16が、基板18との間で背圧室17が形成されるように、基板18を介してバネ19によって加圧保持するように構成されていた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−23688号公報
【0003】
このような構造によるマイクロポンプでは、その構成部品の全てが機械加工によるもので小形化には自ずと限界があるものとなっている。また、ポンプ性能を高めるためには部材の組付け精度が要求されるが、部材の寸法誤差や、振動板を加圧保持させる際の加圧状態のばらつきなどによって共振周波数、機械電気結合係数等のポンプ特性が個々にばらついてしまい、製品の歩留りの低下につながっている。
【0004】
特に、センサ本体に作用する角速度に応じたガス流の偏向状態を感熱抵抗素子によって電気的に検出するガスレートセンサで、センサ本体が半導体基板のエッチングによるマイクロマシニング加工によって製造された超小形のものにあって、そのセンサ本体に安定したガス流を送り込むポンプとして、より小形でポンプ性能の良いものが求められており、ポンプの駆動周波数、ガス吐出効率のばらつきはセンサ精度の低下につながるものとなっている。
【0005】
また、未公開ではあるが、本願と同一出願人によって、小形でポンプ特性にばらつきのないものを容易に製造することができるように、図11に示すように、下側基板1と上側基板3′との間に、半導体(シリコン)基板を凹状にエッチングすることによって薄膜状の振動板21が形成された中間基板2を、その振動板21の周囲を支持する基部22の部分で挟持して、その振動板21上に圧電素子9を接着するとともに通気孔5を設けて、ポンプ吐出口4が設けられた下側基板1と中間基板2との間で吸気口6を有する吸排気室7が形成され、中間基板2と上側基板3′との間で背圧室8が形成されるようにしたマイクロポンプが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献2】
特願2002−383097号
【0007】
このような構造によるマイクロポンプでは、半導体基板のエッチングにより薄膜状に形成された振動板21の振動による耐破壊強度の観点からその振動幅をある程度以上に大きくすることはできず、全体が超小形で吸排気室7および背圧室8の容量が小さいこととあいまって、ポンプ吐出量が少ないものになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、機械加工による構成部品を組み立てたマイクロポンプでは小形化に自ずと限界があるものとなっていることである。
【0009】
また、機械加工による構成部品を組み立てたマイクロポンプでは、振動板の組み付け精度が悪く、ポンプ性能にばらつきを生じてしまっていることである。
【0010】
そして、一つの振動板の振動によって超小形のマイクロポンプからガスを吐出させるのでは、その吐出されるガスの流量が少ないものになっていることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマイクロポンプは、半導体基板のエッチングによるマイクロマシニング加工によって小形でポンプ性能にばらつきのないものを容易に製造することができるとともに、特に2つの振動板を設けて、各振動板の振動方向が相反するようにそれぞれの振動板の振動を行わせることによって充分なポンプ吐出流量を得ることができるようにしている。
【0012】
具体的には、ポンプ吐出口が設けられた下側基板と、通気孔があけられた電磁気的な振動子によって振動する第1の振動板が形成された中間基板と、電磁気的な振動子によって振動する第2の振動板が形成された上側基板とを、それぞれの振動板を支持する基部において順次積み重ねて接合することによって、下側基板と中間基板との間で吸気口を有する吸排気室が形成され、中間基板と上側基板との間で背圧室が形成されるような構造としている。
【0013】
【実施例】
本発明によるマイクロポンプは、図1に示すように、ポンプ吐出口4が設けられた下側基板1と、通気孔5があけられた第1の振動板21が形成された中間基板2と、第2の振動板31が形成された上側基板3とを、それぞれの振動板21,31を支持する基部22,32において順次積み重ねて接合することによって、下側基板1と中間基板2との間で吸気口6を有する吸排気室7が形成され、中間基板2と上側基板3との間で背圧室8が形成されるように構成されている。
【0014】
そして、各振動板21,31の上には、平板状の圧電素子9,10がそれぞれの分極方向が揃えられて接着されており、図示しない駆動回路によって互いに逆位相の交流電圧が印加されて、各振動板21,31が互いに相反する方向に振動するようにしている。
【0015】
ここでは、振動子として圧電素子9,10を用いているが、その他電磁気的に振動する電歪振動子や磁歪振動子などが広く用いられる。
【0016】
中間基板2の振動板21には、下側基板1に設けられているポンプ吐出口4と同一の中心線上となる位置に通気孔5があけられており、振動板21および振動板31が同時に背圧室8側にたわんで背圧室8内のガスを吐出する際、ガスが一直線にポンプ吐出口4に流れて効率良く安定に吐出されるように、ポンプ吐出口4と通気孔5との相対的な位置決めがなされているとともに、ポンプ吐出口4と通気孔5との大きさが最適設定されている。
【0017】
中間基板2に振動板21を形成する場合、本発明では、図4および図5に示すように、シリコン基板における(100)面からなる片面を凹状にウェットエッチングすることによって、薄膜化された振動板21を得るようにしている。
【0018】
半導体(シリコン)基板のエッチングによるマイクロマシニング加工には、ドライエッチングおよびウェットエッチングによる加工技術がある。そして、それぞれのエッチングには全ての方向にエッチングする等方性エッチングと特定の方向に選択的にエッチングする異方性エッチングとがあり、半導体基板を立体的に加工するフォトリゾグラフィー技術では異方性エッチングが比較的多く用いられる。
【0019】
本発明では、エッチング速度が速くてスループット性が良く、バッチ処理によりコストの削減が可能であり、ドライエッチングよりも生産性に優れたウェットエッチングを採用して、シリコン基板を異方性エッチングするようにしている。その際、シリコン基板の(100)面をエッチングすると、(111)面からなる側面をもった四角錐状に加工されて、正方形の薄膜化された振動板21が形成される。
【0020】
そのエッチングされた部位は、(100)面による平面と、(111)面による側面とが露出された状態になる。(111)面は異方性ウェットエッングにおいて最終的に出現する安定な結晶面であり、エッチングにより薄膜状に形成された振動板21の全周がその(111)面からなる部分によって支持される、このような振動板21の支持状態は安定であるとともに構造的に強固であり、ばらつきなく常に一定の振動特性を発揮することのできる振動板21を容易に得ることができるようになる。
【0021】
そして、その正方形の振動板21上には、図6に示すように、振動時に圧電素子9が振動板21に与える応力が円周上均等に分散して、部分的に集中するようなことがないように、円形の平板状の圧電素子9が同一中心をもって接着されている。
【0022】
上側基板3にあっても同様に、シリコン基板を凹状にエッチングすることにより、正方形の薄膜化された振動板31が形成されることになる。そして、その正方形の振動板31上には、円形の平板状の圧電素子10が同一中心をもって接着されている。
【0023】
また、下側基板1にあっては、シリコン基板をエッチングして、吸排気室7の下側部分となる凹部が形成されるようにしている。
【0024】
このように構成された本発明によるマイクロポンプの動作について、以下説明する。
【0025】
まず、図2に示すように、圧電素子9に負側の駆動電圧が印加されて振動板21が下方にたわむと同時に、圧電素子10に正側の駆動電圧が印加されて振動板31が上方にたわむと、吸排気室7が陽圧となり、背圧室8が陰圧となって、吸排気室5内のガスが通気孔5を通して背圧室8内に送り込まれる。図中、矢印はそのときのガスの流れを示している。
【0026】
このとき、2つの振動板21,31が互いに離反する方向にたわむことによって背圧室8の容積が大きく増大して、背圧室8内にガスを充分に吸い込むことになる。
【0027】
次に、図3に示すように、圧電素子9に正側の駆動電圧が印加されて振動板21が上方にたわむと同時に、圧電素子10に負側の駆動電圧が印加されて振動板31が下方にたわむと、背圧室8が陽圧となり、その背圧室8内のガスが通気孔5を通してポンプ吐出口4から外部に噴出する。同時に、吸排気室7が陰圧となり、吸気口6から吸排気室7内にガスを吸い込む。図中、矢印はそのときのガスの流れを示している。
【0028】
このとき、2つの振動板21,31が互いに接近する方向にたわむことによって背圧室8の容積が大きく減少して、背圧室8内のガスを充分に吐出することになる。
【0029】
このようなポンプ動作がくり返し行われることにより、ポンプ吐出口4からガスの噴出が断続的に安定して行われることになる。
【0030】
その際、図11に示すマイクロポンプのように、中間基板2に振動板21が1つだけ設けられているものに比べて、同一寸法で、同一の印加電圧によって圧電素子9による振動板21のたわみ量が同じになるように駆動した場合、本発明のマイクロポンプによれば、2つの振動板21,31の相反した振動によって背圧室8の容積が大きく変化して(その変化の割合がほぼ2倍となる)、ポンプ吐出量が増大することになる。
【0031】
また、本発明のマイクロポンプによれば、図11に示す中間基板2に振動板21が1つだけ設けられているマイクロポンプと同じポンプ吐出量を得るためには、振動板21,31の印加電圧を1/2にして、その各振動幅を半分にすればよく、各振動板21,31の耐久性が向上する。
【0032】
本発明によるマイクロポンプにあっては、図7に示すように、中間基板2の振動板21と上側基板3の振動板31の各下面に、それぞれ分極方向を揃えて圧電素子9,10を接着して、互いに逆位相の交流電圧を印加するようにしても、前述と同様のポンプ動作を行わせることができるようになる。
【0033】
この場合には、特に、マイクロポンプの外部に圧電素子10およびその電極部分が露出しないために、外力によって圧電素子10およびその電極部分が破損するようなことがなくなる。
【0034】
また、図8に示すように、中間基板2の振動板21の上面に圧電素子9を、上側基板3の振動板31の下面に圧電素子10をそれぞれ分極方向が逆になるように接着して、互いに同位相の交流電圧を印加するようにしても、前述と同様のポンプ動作を行わせることができるようになる。
【0035】
さらに、図9に示すように、中間基板2の振動板21の下面に圧電素子9を、上側基板3の振動板31の上面に圧電素子10をそれぞれ分極方向が逆になるように接着して、互いに同位相の交流電圧を印加するようにしても、前述と同様のポンプ動作を行わせることができるようになる。
【0036】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、小形化を図るに際して、それぞれ半導体基板のエッチングにより振動板が形成された中間基板および上側基板を、下側基板上に重ねて、その各振動板を支持する基部において接合させるようにしているので、各振動板の装着状態が常に一定となり、振動特性にばらつきのないポンプ性能の安定したマイクロポンプを容易に製造することができるようになる。
【0037】
そして、その際、特に本発明によれば、中間基板と上側基板とにそれぞれ設けられた2つの振動板を、その振動方向が相反するように振動させるようにしているので、各振動板の振動量を大きくすることなく、ポンプ吐出口から充分な流量をもってガスを効率良く噴出させることができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマイクロポンプの一実施例を示す正断面図である。
【図2】本発明の一実施によるマイクロポンプの一動作状態を示す正断面図である。
【図3】本発明の一実施によるマイクロポンプの他の動作状態を示す正断面図である。
【図4】半導体ウエハをエッチングすることによって振動板が形成された中間基板を示す正断面図である
【図5】その振動板が形成された中間基板の斜視図である。
【図6】同実施例における方形の振動板の上に円形の電歪振動子を装着した状態を示す平面図である。
【図7】本発明によるマイクロポンプの他の実施例を示す正断面図である。
【図8】本発明によるマイクロポンプのさらに他の実施例を示す正断面図である。
【図9】本発明によるマイクロポンプのさらに他の実施例を示す正断面図である。
【図10】従来のマイクロポンプの一構成例を示す正断面図である。
【図11】従来のマイクロポンプの他の構成例を示す正断面図である。
【符号の説明】
1 下側基板
2 中間基板
21 振動板
22 基部
3 上側基板
31 振動板
32 基部
4 ポンプ吐出口
5 通気孔
6 吸気口
7 吸排気室
8 背圧室
9 圧電素子
10 圧電素子
【産業上の利用分野】
本発明は、振動板の振動によってガス等の流体を吐出する半導体基板のエッチングによるマイクロマシニング加工によって製造されるマイクロポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のマイクロポンプは、例えば、図10に示すように、ポンプ吐出口12および吸気口13が設けられた金属製のケース11の内部に、圧電素子14が取り付けられた振動板15を、ケース11との間で吸排気室16が、基板18との間で背圧室17が形成されるように、基板18を介してバネ19によって加圧保持するように構成されていた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−23688号公報
【0003】
このような構造によるマイクロポンプでは、その構成部品の全てが機械加工によるもので小形化には自ずと限界があるものとなっている。また、ポンプ性能を高めるためには部材の組付け精度が要求されるが、部材の寸法誤差や、振動板を加圧保持させる際の加圧状態のばらつきなどによって共振周波数、機械電気結合係数等のポンプ特性が個々にばらついてしまい、製品の歩留りの低下につながっている。
【0004】
特に、センサ本体に作用する角速度に応じたガス流の偏向状態を感熱抵抗素子によって電気的に検出するガスレートセンサで、センサ本体が半導体基板のエッチングによるマイクロマシニング加工によって製造された超小形のものにあって、そのセンサ本体に安定したガス流を送り込むポンプとして、より小形でポンプ性能の良いものが求められており、ポンプの駆動周波数、ガス吐出効率のばらつきはセンサ精度の低下につながるものとなっている。
【0005】
また、未公開ではあるが、本願と同一出願人によって、小形でポンプ特性にばらつきのないものを容易に製造することができるように、図11に示すように、下側基板1と上側基板3′との間に、半導体(シリコン)基板を凹状にエッチングすることによって薄膜状の振動板21が形成された中間基板2を、その振動板21の周囲を支持する基部22の部分で挟持して、その振動板21上に圧電素子9を接着するとともに通気孔5を設けて、ポンプ吐出口4が設けられた下側基板1と中間基板2との間で吸気口6を有する吸排気室7が形成され、中間基板2と上側基板3′との間で背圧室8が形成されるようにしたマイクロポンプが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献2】
特願2002−383097号
【0007】
このような構造によるマイクロポンプでは、半導体基板のエッチングにより薄膜状に形成された振動板21の振動による耐破壊強度の観点からその振動幅をある程度以上に大きくすることはできず、全体が超小形で吸排気室7および背圧室8の容量が小さいこととあいまって、ポンプ吐出量が少ないものになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、機械加工による構成部品を組み立てたマイクロポンプでは小形化に自ずと限界があるものとなっていることである。
【0009】
また、機械加工による構成部品を組み立てたマイクロポンプでは、振動板の組み付け精度が悪く、ポンプ性能にばらつきを生じてしまっていることである。
【0010】
そして、一つの振動板の振動によって超小形のマイクロポンプからガスを吐出させるのでは、その吐出されるガスの流量が少ないものになっていることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマイクロポンプは、半導体基板のエッチングによるマイクロマシニング加工によって小形でポンプ性能にばらつきのないものを容易に製造することができるとともに、特に2つの振動板を設けて、各振動板の振動方向が相反するようにそれぞれの振動板の振動を行わせることによって充分なポンプ吐出流量を得ることができるようにしている。
【0012】
具体的には、ポンプ吐出口が設けられた下側基板と、通気孔があけられた電磁気的な振動子によって振動する第1の振動板が形成された中間基板と、電磁気的な振動子によって振動する第2の振動板が形成された上側基板とを、それぞれの振動板を支持する基部において順次積み重ねて接合することによって、下側基板と中間基板との間で吸気口を有する吸排気室が形成され、中間基板と上側基板との間で背圧室が形成されるような構造としている。
【0013】
【実施例】
本発明によるマイクロポンプは、図1に示すように、ポンプ吐出口4が設けられた下側基板1と、通気孔5があけられた第1の振動板21が形成された中間基板2と、第2の振動板31が形成された上側基板3とを、それぞれの振動板21,31を支持する基部22,32において順次積み重ねて接合することによって、下側基板1と中間基板2との間で吸気口6を有する吸排気室7が形成され、中間基板2と上側基板3との間で背圧室8が形成されるように構成されている。
【0014】
そして、各振動板21,31の上には、平板状の圧電素子9,10がそれぞれの分極方向が揃えられて接着されており、図示しない駆動回路によって互いに逆位相の交流電圧が印加されて、各振動板21,31が互いに相反する方向に振動するようにしている。
【0015】
ここでは、振動子として圧電素子9,10を用いているが、その他電磁気的に振動する電歪振動子や磁歪振動子などが広く用いられる。
【0016】
中間基板2の振動板21には、下側基板1に設けられているポンプ吐出口4と同一の中心線上となる位置に通気孔5があけられており、振動板21および振動板31が同時に背圧室8側にたわんで背圧室8内のガスを吐出する際、ガスが一直線にポンプ吐出口4に流れて効率良く安定に吐出されるように、ポンプ吐出口4と通気孔5との相対的な位置決めがなされているとともに、ポンプ吐出口4と通気孔5との大きさが最適設定されている。
【0017】
中間基板2に振動板21を形成する場合、本発明では、図4および図5に示すように、シリコン基板における(100)面からなる片面を凹状にウェットエッチングすることによって、薄膜化された振動板21を得るようにしている。
【0018】
半導体(シリコン)基板のエッチングによるマイクロマシニング加工には、ドライエッチングおよびウェットエッチングによる加工技術がある。そして、それぞれのエッチングには全ての方向にエッチングする等方性エッチングと特定の方向に選択的にエッチングする異方性エッチングとがあり、半導体基板を立体的に加工するフォトリゾグラフィー技術では異方性エッチングが比較的多く用いられる。
【0019】
本発明では、エッチング速度が速くてスループット性が良く、バッチ処理によりコストの削減が可能であり、ドライエッチングよりも生産性に優れたウェットエッチングを採用して、シリコン基板を異方性エッチングするようにしている。その際、シリコン基板の(100)面をエッチングすると、(111)面からなる側面をもった四角錐状に加工されて、正方形の薄膜化された振動板21が形成される。
【0020】
そのエッチングされた部位は、(100)面による平面と、(111)面による側面とが露出された状態になる。(111)面は異方性ウェットエッングにおいて最終的に出現する安定な結晶面であり、エッチングにより薄膜状に形成された振動板21の全周がその(111)面からなる部分によって支持される、このような振動板21の支持状態は安定であるとともに構造的に強固であり、ばらつきなく常に一定の振動特性を発揮することのできる振動板21を容易に得ることができるようになる。
【0021】
そして、その正方形の振動板21上には、図6に示すように、振動時に圧電素子9が振動板21に与える応力が円周上均等に分散して、部分的に集中するようなことがないように、円形の平板状の圧電素子9が同一中心をもって接着されている。
【0022】
上側基板3にあっても同様に、シリコン基板を凹状にエッチングすることにより、正方形の薄膜化された振動板31が形成されることになる。そして、その正方形の振動板31上には、円形の平板状の圧電素子10が同一中心をもって接着されている。
【0023】
また、下側基板1にあっては、シリコン基板をエッチングして、吸排気室7の下側部分となる凹部が形成されるようにしている。
【0024】
このように構成された本発明によるマイクロポンプの動作について、以下説明する。
【0025】
まず、図2に示すように、圧電素子9に負側の駆動電圧が印加されて振動板21が下方にたわむと同時に、圧電素子10に正側の駆動電圧が印加されて振動板31が上方にたわむと、吸排気室7が陽圧となり、背圧室8が陰圧となって、吸排気室5内のガスが通気孔5を通して背圧室8内に送り込まれる。図中、矢印はそのときのガスの流れを示している。
【0026】
このとき、2つの振動板21,31が互いに離反する方向にたわむことによって背圧室8の容積が大きく増大して、背圧室8内にガスを充分に吸い込むことになる。
【0027】
次に、図3に示すように、圧電素子9に正側の駆動電圧が印加されて振動板21が上方にたわむと同時に、圧電素子10に負側の駆動電圧が印加されて振動板31が下方にたわむと、背圧室8が陽圧となり、その背圧室8内のガスが通気孔5を通してポンプ吐出口4から外部に噴出する。同時に、吸排気室7が陰圧となり、吸気口6から吸排気室7内にガスを吸い込む。図中、矢印はそのときのガスの流れを示している。
【0028】
このとき、2つの振動板21,31が互いに接近する方向にたわむことによって背圧室8の容積が大きく減少して、背圧室8内のガスを充分に吐出することになる。
【0029】
このようなポンプ動作がくり返し行われることにより、ポンプ吐出口4からガスの噴出が断続的に安定して行われることになる。
【0030】
その際、図11に示すマイクロポンプのように、中間基板2に振動板21が1つだけ設けられているものに比べて、同一寸法で、同一の印加電圧によって圧電素子9による振動板21のたわみ量が同じになるように駆動した場合、本発明のマイクロポンプによれば、2つの振動板21,31の相反した振動によって背圧室8の容積が大きく変化して(その変化の割合がほぼ2倍となる)、ポンプ吐出量が増大することになる。
【0031】
また、本発明のマイクロポンプによれば、図11に示す中間基板2に振動板21が1つだけ設けられているマイクロポンプと同じポンプ吐出量を得るためには、振動板21,31の印加電圧を1/2にして、その各振動幅を半分にすればよく、各振動板21,31の耐久性が向上する。
【0032】
本発明によるマイクロポンプにあっては、図7に示すように、中間基板2の振動板21と上側基板3の振動板31の各下面に、それぞれ分極方向を揃えて圧電素子9,10を接着して、互いに逆位相の交流電圧を印加するようにしても、前述と同様のポンプ動作を行わせることができるようになる。
【0033】
この場合には、特に、マイクロポンプの外部に圧電素子10およびその電極部分が露出しないために、外力によって圧電素子10およびその電極部分が破損するようなことがなくなる。
【0034】
また、図8に示すように、中間基板2の振動板21の上面に圧電素子9を、上側基板3の振動板31の下面に圧電素子10をそれぞれ分極方向が逆になるように接着して、互いに同位相の交流電圧を印加するようにしても、前述と同様のポンプ動作を行わせることができるようになる。
【0035】
さらに、図9に示すように、中間基板2の振動板21の下面に圧電素子9を、上側基板3の振動板31の上面に圧電素子10をそれぞれ分極方向が逆になるように接着して、互いに同位相の交流電圧を印加するようにしても、前述と同様のポンプ動作を行わせることができるようになる。
【0036】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、小形化を図るに際して、それぞれ半導体基板のエッチングにより振動板が形成された中間基板および上側基板を、下側基板上に重ねて、その各振動板を支持する基部において接合させるようにしているので、各振動板の装着状態が常に一定となり、振動特性にばらつきのないポンプ性能の安定したマイクロポンプを容易に製造することができるようになる。
【0037】
そして、その際、特に本発明によれば、中間基板と上側基板とにそれぞれ設けられた2つの振動板を、その振動方向が相反するように振動させるようにしているので、各振動板の振動量を大きくすることなく、ポンプ吐出口から充分な流量をもってガスを効率良く噴出させることができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマイクロポンプの一実施例を示す正断面図である。
【図2】本発明の一実施によるマイクロポンプの一動作状態を示す正断面図である。
【図3】本発明の一実施によるマイクロポンプの他の動作状態を示す正断面図である。
【図4】半導体ウエハをエッチングすることによって振動板が形成された中間基板を示す正断面図である
【図5】その振動板が形成された中間基板の斜視図である。
【図6】同実施例における方形の振動板の上に円形の電歪振動子を装着した状態を示す平面図である。
【図7】本発明によるマイクロポンプの他の実施例を示す正断面図である。
【図8】本発明によるマイクロポンプのさらに他の実施例を示す正断面図である。
【図9】本発明によるマイクロポンプのさらに他の実施例を示す正断面図である。
【図10】従来のマイクロポンプの一構成例を示す正断面図である。
【図11】従来のマイクロポンプの他の構成例を示す正断面図である。
【符号の説明】
1 下側基板
2 中間基板
21 振動板
22 基部
3 上側基板
31 振動板
32 基部
4 ポンプ吐出口
5 通気孔
6 吸気口
7 吸排気室
8 背圧室
9 圧電素子
10 圧電素子
Claims (4)
- ポンプ吐出口が設けられた下側基板と、通気孔があけられた電磁気的な振動子によって振動する第1の振動板が形成された中間基板と、電磁気的な振動子によって振動する第2の振動板が形成された上側基板とを、それぞれの振動板を支持する基部において順次積み重ねて接合することによって、下側基板と中間基板との間で吸気口を有する吸排気室が形成され、中間基板と上側基板との間で背圧室が形成されるように構成し、第1および第2の各振動板を、その振動方向が相反するように振動させるようにしたことを特徴とするマイクロポンプ。
- 第1および第2の各振動板を振動させる振動子は、それぞれの振動板の表面または裏面に取り付けられ、互いに逆極性の交流信号によって駆動されるようにしたことを特徴とする請求項1の記載によるマイクロポンプ。
- 第1および第2の各振動板を振動させる振動子は、それぞれの振動板の表面と裏面とに取り付けられ、互いに同極性の交流信号によって駆動されるようにしたことを特徴とする請求項1の記載によるマイクロポンプ。
- 中間基板および上側基板が半導体基板をエッチングすることよって形成されたものであり、下側基板がポンプの実装基板であることを特徴とする請求項1の記載によるマイクロポンプ。
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