JP2019132278A5

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Publication number: JP2019132278A5
Application number: JP2019076645A
Authority: JP
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-08-20

Claims

圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）がポンプ本体（１２０，１７０）に取り付けられる、ポンプ（１００，２００，４００，５００）を製造する方法であって、前記方法は、
ポンプ室（１０２）とポンプ本体（１２０，１７０）とを備えるポンプ（１００，２００，３００，４００，５００）を用意する工程であって、前記ポンプ本体（１２０，１７０）は、７×７ｍｍ ^２以下の寸法、または３．５×３．５ｍｍ ^２以下の寸法、または２×２ｍｍ ^２以下の寸法を持ち、前記ポンプ室（１０２）の外周は、距離Ｂ_Ｐだけ前記ポンプ本体（１２０，１７０）の外周から離間され、前記距離Ｂ_Ｐは、最短位置で、３００μｍ以下である、用意する工程と、
圧電セラミック層（５１）を用意する工程と、
少なくとも１つの圧電要素（５３，８３，２１０）が少なくとも６つの角を持つ正多角形形状を持つように、前記圧電セラミック層（５１）をダイシングして前記少なくとも１つの圧電要素（５３，８３，２１０）にする工程と、
ポンプダイアフラム（１１０）に前記圧電要素（５３，８３，２１０）を取り付けることによって前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）を形成する工程と、を備える方法。
前記距離Ｂ_Ｐは、２００μｍ未満であるか、または１００μｍ未満である、請求項１に記載の方法。
前記用意されるポンプ（１００，２００，３００，４００，５００）は、円形のポンプ室を備える、請求項１または２に記載の方法。
前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）は、四角い圧電要素の効率と比較して少なくとも１９％高い効率を備え、前記効率は、下記の数式に従って計算される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
（数１）
効率＝Ｖ_{ｓｔｒｏｋｅ} ・ｐ_{ｓｔａｌｌ}
（式中、Ｖ_{ｓｔｒｏｋｅ}は、前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）のストローク量であり、ｐ_{ｓｔａｌｌ}は、前記ポンプ（１００，２００，３００，４００，５００）のストール圧である。）
前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）を形成するために前記ポンプダイアフラム（１１０）に前記圧電要素（５３，８３，２１０）を取り付ける前記工程は、前記ポンプ本体（１２０，１７０）に前記ポンプダイアフラム（１１０）を取り付ける工程の後に行なわれる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）を形成するために前記ポンプダイアフラム（１１０）に前記圧電要素（５３，８３，２１０）を取り付ける前記工程は、前記ポンプ本体（１２０，１７０）に前記ポンプダイアフラム（１１０）を取り付ける工程の前に行なわれる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記圧電セラミック層（５１）をダイシングして前記少なくとも１つの圧電要素（５３，８３，２１０）にする工程は、前記少なくとも１つの圧電要素（５３，８３，２１０）が偶数の多角形角を備えるように行なわれる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
前記圧電セラミック層（５１）をダイシングして前記少なくとも１つの圧電要素（５３，８３，２１０）にする工程は、前記少なくとも１つの圧電要素（５３，８３，２１０）が少なくとも８つの角を備えるように行なわれる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
前記圧電要素（５３，８３，２１０）をダイシングするとき、前記圧電要素（５３，８３，２１０）は、定義されたソーイングパターン（５２，８０）に沿って直線的に切断して前記圧電セラミック層（５１）からソーイングで切り出される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
前記圧電要素（５３，８３，２１０）をダイシングするとき、前記圧電要素（５３，８３，２１０）は、ビーム切断法またはジェット切断法によって、定義された切断パターン（５２，８０）に沿って前記圧電セラミック層（５１）から切り出される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
前記圧電セラミック層（５１）は、分極化された圧電セラミック膜である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
前記ダイアフラム（１１０）は、前記ダイアフラム（１１０）が非駆動状態で少なくとも部分的に前記ポンプ本体（１２０，１７０）から離間され、かつこの離間した領域が上から見て円形形状のポンプ室（１０２）を形成するように偏る、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
前記ポンプのポンプ本体（１２０，１７０）に配置される圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）を備えるポンプ（１００，２００，４００，５００）であって、
前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）は、圧電セラミック層（５１）から製造され、ダイアフラム（１１０）に配置される圧電要素（５３，８３，２１０）を備え、
前記圧電要素（５３，８３，２１０）は、少なくとも６つの角を持つ正多角形形状を持ち、
前記ポンプ（１００，２００，３００，４００，５００）は、ポンプ室（１０２）を備え、前記ポンプ室（１０２）の外周は、距離Ｂ_Ｐだけ前記ポンプ本体（１２０，１７０）の外周から離間され、
前記距離Ｂ_Ｐは、最短位置で、３００μｍ以下であり、
前記ポンプ本体（１２０，１７０）は、７×７ｍｍ ^２以下の寸法、または３．５×３．５ｍｍ ^２以下の寸法、または２×２ｍｍ ^２以下の寸法を持つ、ポンプ。
前記縁端距離Ｂ_Ｐは、２００μｍ未満であるか、または１００μｍ未満であるか、または５０μｍ未満である、請求項１３に記載のポンプ。
前記ポンプ（１００，２００，３００，４００，５００）は、円形のポンプ室（１０２）を備える請求項１３または１４に記載のポンプ。
前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）は、四角い圧電要素の効率と比較して少なくとも１９％高い効率を備え、前記効率は、下記の数式に従って計算される、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のポンプ。
（数２）
効率＝Ｖ_{ｓｔｒｏｋｅ} ・ｐ_{ｓｔａｌｌ}
（式中、Ｖ_{ｓｔｒｏｋｅ}は、前記圧電ダイアフラムトランスジューサ（１０１）のストローク量であり、ｐ_{ｓｔａｌｌ}は、前記ポンプ（１００，２００，３００，４００，５００）のストール圧である。）
前記圧電要素（５３，８３，２１０）は、偶数の多角形角を備える、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のポンプ（１００，２００，４００，５００）。
前記圧電要素（５３，８３，２１０）は、少なくとも８つの角を備える、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載のポンプ（１００，２００，４００，５００）。
前記圧電要素（５３，８３，２１０）は、１００μｍ以下の厚さを持つ、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のポンプ（１００，２００，４００，５００）。
前記ポンプは、マイクロダイアフラムポンプであり、前記マイクロダイアフラムポンプの前記ポンプ本体（１２０，１７０）は、金属を備えるか、または半導体材料を備えるチップとして実施される、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のポンプ（１００，２００，４００，５００）。