JP2009186017A - マイクロバルブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板を用いて形成され、フレーム11、弁体部12、およびビーム13を有する弁体基板1と、表面に開口する弁孔21を有し、該弁孔21に弁体部12が一致するようにしてフレーム11を表面に固定することにより弁体基板1が搭載される弁座基板2と、弁体基板1における弁座基板2側とは反対側の表面に搭載される第1基板3と、を具備する。弁体部12と弁座基板2との互いの対向面の少なくとも一方の表面に、弁孔21を弁体部12で閉止した状態において流体リーク量が許容範囲に納まるように高さ設計され弁体部12と弁座基板2とが固着するのを防止する複数の微小突起8を設けてある。
【選択図】図1
Description
本参考例のマイクロバルブは、図2に示すように、半導体基板を用いて形成された弁体基板1と、弁座基板2と、第1基板3とを備えている。なお、マイクロバルブの上下方向は、実際の使用状態での方位性に依存するため一義的に規定できないが、本参考例の記述では説明の便宜上、図2(b)における弁座基板2の配置側を下側、第1基板3の配置側を上側というように上下方向を規定するものとする。また、図2(b)は、図2(c)でのA−A断面に相当する箇所における概略断面図である。
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は図2に示した参考例のマイクロバルブと同じであって、図1に示すように、弁体部12と弁座基板2の対向面の弁体部12側における接触部位の表面に弁体部12と弁座基板2とが接触界面で固着するのを防止する微小突起8を備えた構成である。ここにおいて、図1は、図2(c)でのA−A断面に相当する箇所における概略断面図である。なお、参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態1と略同じであって、図5に示すように、第1基板3が少なくともフレーム11の開口部全面を覆うサイズである点などが相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態1と略同じであって、図12に示すように、弁体基板1と第1基板3の間に可動電極用電極パッド40と固定電極用電極パッド50を設けた点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は上述の図13と略同じであって、図14に示すように、弁体基板1と弁座基板2の間に可動電極用電極パッド40を設けた点が相違する。なお、実施形態3と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のマイクロバルブは、実施形態4のマイクロバルブの変形形態であって、図15に示すように、フレーム11と弁座基板2との間に設けたAl等の金属からなる導電性の接合層71と、弁孔21を介して弁座基板2の上下(表裏)が電気的に導通するAl、Au、Cr等の材料からなる金属配線72を備え、接合層71と金属配線72とを電気的に接続することにより、この金属配線72の弁座基板2下面(裏面)の箇所を可動電極用電極パッド40として用い、弁座基板2の弁体基板1との接合面とは反対面に可動電極用電極パッド40を取り出す構成である。ここにおいて、金属配線72と可動電極用電極パッド40とは各々別途形成しそれらを電気的に接続するようにした構成であってもよい。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図16に示す本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態5と略同じであって、実施形態5における弁体基板1がSOI(Silicon On Insulator)基板を用いて形成されている点が相違する。なお、実施形態5と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図17に示す本実施形態のマイクロバルブは、実施形態6と同様に弁体基板1がSOI基板を用いて形成されている。なお、実施形態6と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図18に示す本実施形態のマイクロバルブは、第1基板3が図8に示したような厚み方向に貫通する流入孔9dを備えており、第1基板3における弁体基板1の非対向面、つまり、第1基板3の上面に、可動電極用電極パッド40と固定電極用電極パッド50を備えた構成である。
2 弁座基板
3 第1基板
8 微小突起
11 フレーム
12 弁体部
13 ビーム
21 弁孔
Claims (4)
- 半導体基板を用いて形成され、フレームと、該フレームの開口内に配置された弁体部と、該弁体部と前記フレームとを連結し、前記弁体部が前記フレームに対し前記半導体基板の厚み方向に変位可能となる撓み性を有する薄肉のビームと、を備える弁体基板と、
表面に開口する弁孔を有し、該弁孔に前記弁体部が一致するようにして前記フレームを表面に固定することにより前記弁体基板が搭載される弁座基板と、
前記弁体基板における前記弁座基板側とは反対側の表面に搭載される第1基板と、
を具備するマイクロバルブであって、
前記弁体部と前記弁座基板との互いの対向面の少なくとも一方の表面に、前記弁孔を弁体部で閉止した状態において流体リーク量が許容範囲に納まるように高さ設計され前記弁体部と前記弁座基板とが固着するのを防止する複数の微小突起が設けられてなることを特徴とするマイクロバルブ。 - 前記微小突起は、前記弁体部のみに設けられてなることを特徴とする請求項1記載のマイクロバルブ。
- 前記半導体基板は、シリコン基板であり、前記微小突起の材料は、SiO2であることを特徴とする請求項2記載のマイクロバルブ。
- 前記微小突起は、前記弁座基板のみに設けられてなることを特徴とする請求項1記載のマイクロバルブ。
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