JPH0463973A - マイクロポンプの製造方法 - Google Patents
マイクロポンプの製造方法Info
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- JPH0463973A JPH0463973A JP17506090A JP17506090A JPH0463973A JP H0463973 A JPH0463973 A JP H0463973A JP 17506090 A JP17506090 A JP 17506090A JP 17506090 A JP17506090 A JP 17506090A JP H0463973 A JPH0463973 A JP H0463973A
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- valve parts
- silicon substrate
- micropump
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- Pending
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Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、マイクロポンプの製造方法に関し、特にマイ
クロマシニング技術を応用した精密流体制御用デバイス
として、医療、分析等の分野で実用が期待されているマ
イクロポンプの製造方法に関するものである。
クロマシニング技術を応用した精密流体制御用デバイス
として、医療、分析等の分野で実用が期待されているマ
イクロポンプの製造方法に関するものである。
［従来の技術］
上記の様なマイクロマシニング技術は、高度な新技術分
野を開拓するものとして現在、進展中のものである。
野を開拓するものとして現在、進展中のものである。
マイクロマシニング技術の応用として、多くの分野への
適用が考えられるが、具体的に実用化を目指して研究が
進んでいる分野としてマイクロポンプやマイクロバルブ
等の流体制御デバイスかある。
適用が考えられるが、具体的に実用化を目指して研究が
進んでいる分野としてマイクロポンプやマイクロバルブ
等の流体制御デバイスかある。
マイクロマシニング技術によるマイクロポンプについて
は、圧電方志 静電方式等各種の方式があるが、基本的
な構造は、はとんど同じで第１図に示す様にシリコン基
板を両側からエツチングしてダイアフラム敵 バルブ部
を形成し三次元構造に加工した後、このシリコン基板を
ガラス基板でサンドイッチし、陽極接合法等で接合一体
化する事により、流路とバルブを形成したマイクロボン
プを作製出来る。
は、圧電方志 静電方式等各種の方式があるが、基本的
な構造は、はとんど同じで第１図に示す様にシリコン基
板を両側からエツチングしてダイアフラム敵 バルブ部
を形成し三次元構造に加工した後、このシリコン基板を
ガラス基板でサンドイッチし、陽極接合法等で接合一体
化する事により、流路とバルブを形成したマイクロボン
プを作製出来る。
この様な構造のマイクロポンプにおいては、バルブ部（
弁部）の密閉性（シール性）を確保し、逆流方向の漏れ
を防ぐために、バルブ部に予圧を付与する必要があり、
従来はシリコン基板上に熱酸化により５ｉ０２を形成し
た後、バルブ上面以外の部分をエツチング除去する事に
よって残留するバルブ上面の５ｉ０２膜を予圧のための
薄膜層（予圧層）としていた。
弁部）の密閉性（シール性）を確保し、逆流方向の漏れ
を防ぐために、バルブ部に予圧を付与する必要があり、
従来はシリコン基板上に熱酸化により５ｉ０２を形成し
た後、バルブ上面以外の部分をエツチング除去する事に
よって残留するバルブ上面の５ｉ０２膜を予圧のための
薄膜層（予圧層）としていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、前述の従来技術では、予圧層となる５ｉ０２膜
は無機物質で硬度も高く、弾力性がないため、バルブ部
の形状、反りの状態によって予圧層面のガラス基板面へ
のコンタクトが不安定になり、バルブ部の気密性が悪く
逆流方向の漏れが生じる場合があった。
は無機物質で硬度も高く、弾力性がないため、バルブ部
の形状、反りの状態によって予圧層面のガラス基板面へ
のコンタクトが不安定になり、バルブ部の気密性が悪く
逆流方向の漏れが生じる場合があった。
このために、バルブの機能としてのマージンが低く、歩
留りの悪いものであった。
留りの悪いものであった。
本発明は、この様な課題を解決するためのもので、バル
ブ部の密閉性（シール性）のマージンを向上し、且つ基
板ガラスと固着しない構造を有するマイクロポンプの製
造方法を提供する事を目的とするものである。
ブ部の密閉性（シール性）のマージンを向上し、且つ基
板ガラスと固着しない構造を有するマイクロポンプの製
造方法を提供する事を目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
上記の問題を解決するために本発明のマイクロポンプの
製造方法は、シリコン基板をエツチングし、ダイアフラ
ム、バルブ部を形成した後、そのバルブ部の１上面（ガ
ラス基板と接触する面）に、ポリイミド、ポリシリコン
等の耐熱高分子層を形成し予圧層としたものをガラス基
板と陽極接合する事によってマイクロポンプ完成体とし
た事を特徴とする。
製造方法は、シリコン基板をエツチングし、ダイアフラ
ム、バルブ部を形成した後、そのバルブ部の１上面（ガ
ラス基板と接触する面）に、ポリイミド、ポリシリコン
等の耐熱高分子層を形成し予圧層としたものをガラス基
板と陽極接合する事によってマイクロポンプ完成体とし
た事を特徴とする。
［作用］
本発明によれば、マイクロポンプのバルブ部の予圧層と
して高分子膜を形成する事によって、バルブとガラス基
板の接触においてバルブの形状、反りに変動がある場合
に、従来、無機物層では片あたり現象によりバルブ部の
密閉性が不十分であったが、高分子層により弾力性があ
るために多少の片あたりがあっても吸収して、バルブ部
全周でガラス基板面と接触する事が出来る様になった。
して高分子膜を形成する事によって、バルブとガラス基
板の接触においてバルブの形状、反りに変動がある場合
に、従来、無機物層では片あたり現象によりバルブ部の
密閉性が不十分であったが、高分子層により弾力性があ
るために多少の片あたりがあっても吸収して、バルブ部
全周でガラス基板面と接触する事が出来る様になった。
このために、マイクロポンプの機能としてバルブ部の密
閉性が確実になり、プロセスにおいてのマージンを広げ
る事も可能になった。
閉性が確実になり、プロセスにおいてのマージンを広げ
る事も可能になった。
［実施例コ
第１図は、本発明に基ずくマイクロポンプの製造方法を
説明するための概略の工程断面図である。
説明するための概略の工程断面図である。
第１図（ａ）は、シリコン基板を熱酸化膜（Ｓ１０２）
をマスクとして、６０℃に加温した３０％ＫＯＨ溶液で
両面からエツチングする事により、ダイアフラム敵 バ
ルブ部を形成したものである。
をマスクとして、６０℃に加温した３０％ＫＯＨ溶液で
両面からエツチングする事により、ダイアフラム敵 バ
ルブ部を形成したものである。
次に、マスクとして用いた熱酸化膜（Ｓｉ０２）をフッ
酸により除去（ｂ）した後、バルブ部の上面にスクリー
ン印刷によりポリイミド系のコーテイング材を塗布し、
３５０℃Ｘ３０分でキユアリングを行った（ｃ’）。
酸により除去（ｂ）した後、バルブ部の上面にスクリー
ン印刷によりポリイミド系のコーテイング材を塗布し、
３５０℃Ｘ３０分でキユアリングを行った（ｃ’）。
このバルブ部に予圧層を形成したシリコン基板の両面に
、ガラス基板を陽極接合法により接合しく３５０°Ｃ１
０，５ｋｖ）、最後にダイアフラム部駆動用のピエゾ素
子と流体のイン、アウト用のパイプを取り付けて完成さ
せた。
、ガラス基板を陽極接合法により接合しく３５０°Ｃ１
０，５ｋｖ）、最後にダイアフラム部駆動用のピエゾ素
子と流体のイン、アウト用のパイプを取り付けて完成さ
せた。
この様にして作製したマイクロポンプを、従来品との比
較でバルブ部の密閉性、逆流の状況について吐出量の安
定性で調査した。
較でバルブ部の密閉性、逆流の状況について吐出量の安
定性で調査した。
６０Ｈｚでマイクロポンプを駆動させて吐出量を測定し
たところ、従来品は規格２μｌ±０．１／分に対して５
０％以上が、必要とする吐出量が得られず不良となりバ
ルブ部の密閉性が不十分であった。
たところ、従来品は規格２μｌ±０．１／分に対して５
０％以上が、必要とする吐出量が得られず不良となりバ
ルブ部の密閉性が不十分であった。
しかし、本発明による物は５０個製作したマイクロポン
プの内、１個が不良となったのみであった。
プの内、１個が不良となったのみであった。
予圧層の材質として、ポリイミド以外にポリアミド系、
ポリシリコン系についても同様の試作を行ったが、陽極
接合においても問題なく充分な密閉性が得られる事が確
認出来た。
ポリシリコン系についても同様の試作を行ったが、陽極
接合においても問題なく充分な密閉性が得られる事が確
認出来た。
［発明の効果］
以上述べた様に、本発明によればマイクロポンプのバル
ブ部に予圧層を付与するために、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリシリコン等の耐熱高分子層を形成する事により
、バルブとガラス基板の接触面での不均一性を、その弾
力性により吸収する事が出来、バルブ部の密閉性を改善
する事が可能となり、マイクロポンプとしての品質安定
、歩留り向上が図れた。
ブ部に予圧層を付与するために、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリシリコン等の耐熱高分子層を形成する事により
、バルブとガラス基板の接触面での不均一性を、その弾
力性により吸収する事が出来、バルブ部の密閉性を改善
する事が可能となり、マイクロポンプとしての品質安定
、歩留り向上が図れた。
第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明によるマイクロポンプ
の製造工程を示す断面図。 １・・・・シリコン基板 ２・・・・熱酸化膜（Ｓｉ０２） ３・・・・高分子層（予圧部） ４・・・・ガラス基板 ５・・・・ピエゾ素子 ６・・・・パイプ 以上。 出願人セイコーエプソン株式会社 代理人弁理土鈴木喜三部（他−名）
の製造工程を示す断面図。 １・・・・シリコン基板 ２・・・・熱酸化膜（Ｓｉ０２） ３・・・・高分子層（予圧部） ４・・・・ガラス基板 ５・・・・ピエゾ素子 ６・・・・パイプ 以上。 出願人セイコーエプソン株式会社 代理人弁理土鈴木喜三部（他−名）
Claims (3)
- （１）ダイアフラム、流路及びバルブ部を形成したシリ
コン基板をガラス基板でサンドイッチした構造を有する
マイクロポンプの製造方法において、上記ガラス基板の
面と接する、上記バルブ部に予圧を付与するための高分
子層を形成した事を特徴とするマイクロポンプの製造方
法。 - （２）高分子層の材質が、ポリイミド、ポリアミド、ま
たはポリシリコンである事を特徴とする請求項１記載の
マイクロポンプの製造方法。 - （３）シリコン基板とガラス基板の接合方法が、陽極接
合法である事を特徴とする請求項１記載のマイクロポン
プの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17506090A JPH0463973A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | マイクロポンプの製造方法 |
| DE69106240T DE69106240T2 (de) | 1990-07-02 | 1991-07-02 | Mikropumpe und Verfahren zur Herstellung einer Mikropumpe. |
| EP91306015A EP0465229B1 (en) | 1990-07-02 | 1991-07-02 | Micropump and process for manufacturing a micropump |
| US07/724,697 US5259737A (en) | 1990-07-02 | 1991-07-02 | Micropump with valve structure |
| HK102097A HK102097A (en) | 1990-07-02 | 1997-06-26 | Micropump and process for manufacturing a micropump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17506090A JPH0463973A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | マイクロポンプの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0463973A true JPH0463973A (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=15989532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17506090A Pending JPH0463973A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | マイクロポンプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0463973A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429839B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2004-05-04 | 삼성전자주식회사 | 일괄 공정에 의한 마이크로 소자의 제조 방법 |
| JP2007132631A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Showa Denko Kk | 熱交換器 |
| US7299815B2 (en) | 2003-09-05 | 2007-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Micropump check valve device and method of manufacturing the same |
| US7565744B2 (en) | 2004-01-21 | 2009-07-28 | Panasonic Corporation | Method of manufacturing a micropump check valve |
| CN102165193A (zh) * | 2008-09-29 | 2011-08-24 | 株式会社村田制作所 | 压电泵 |
-
1990
- 1990-07-02 JP JP17506090A patent/JPH0463973A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429839B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2004-05-04 | 삼성전자주식회사 | 일괄 공정에 의한 마이크로 소자의 제조 방법 |
| US7299815B2 (en) | 2003-09-05 | 2007-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Micropump check valve device and method of manufacturing the same |
| US7565744B2 (en) | 2004-01-21 | 2009-07-28 | Panasonic Corporation | Method of manufacturing a micropump check valve |
| JP2007132631A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Showa Denko Kk | 熱交換器 |
| CN102165193A (zh) * | 2008-09-29 | 2011-08-24 | 株式会社村田制作所 | 压电泵 |
| US8523538B2 (en) | 2008-09-29 | 2013-09-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric pump |
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