JPH0466785A - Micropump and manufacture thereof - Google Patents

Micropump and manufacture thereof

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Publication number
JPH0466785A
JPH0466785A JP17870890A JP17870890A JPH0466785A JP H0466785 A JPH0466785 A JP H0466785A JP 17870890 A JP17870890 A JP 17870890A JP 17870890 A JP17870890 A JP 17870890A JP H0466785 A JPH0466785 A JP H0466785A
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JP
Japan
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valve
wafer
micropump
diaphragm
film
Prior art date
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JP17870890A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yotsuya
真一 四谷
Yasuto Nose
野瀬 保人
Shinichi Kamisuke
真一 紙透
Nobuo Shimizu
信雄 清水
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Priority to US07/724,697 priority patent/US5259737A/en
Publication of JPH0466785A publication Critical patent/JPH0466785A/en
Priority to HK102097A priority patent/HK102097A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent a valve portion from being deformed by anisotropic etching so as to enhance the sealing property of the valve portion by forming diaphragms and vale films in such a manner as being concentrated on that side where a valve is formed, in the direction of the thickness of an Si wafer. CONSTITUTION:In manufacturing an Si base which constitutes the main body member of a micropump, an Si wafer of fare orientation (100) is polished at both sides and then washed to form a base 1 and oxide films (SiO2 film) 2 are formed over the whole surface of the base 1 through thermal oxidation. Next the oxide films 2 on both sides of the base 1 are subjected to registration patterning so that mask patterns 3d and 3c which correspond to a diaphragm and a valve film respectively are formed on one side face of the Si wafer. Then wet anisotropic etching of Si is carried out to form a diaphragm 6b and a valve film 6a. Then the oxide film 2 on the opposite side of the Si wafer is subjected to registration patterning to form a nonthrough hole 4 and also form a valve 5. Thereafter, energizing film 7 is formed on the valve 5 portion of the base and then the whole surface of the Si wafer is caused to undergo thermal oxidation to form an oxide film 2b over the whole surface.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明はマイクロポンプの製造方法に関し、特にマイ
クロマシーニング技術を応用した精密流体制御用デバイ
スの一環として医療・分析の分野でその実用化が強く期
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。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a method for manufacturing a micropump, and in particular, its practical application in the medical and analytical fields as part of a precision fluid control device that applies micromachining technology. This paper relates to a method for manufacturing micropumps, which is highly anticipated.

[従来の技丙] 上記のようなマイクロマシーニング技術は高度の新技術
分野を開拓するものとして現在その研究が進展中のもの
である。その動向については、日経エレクトロニクスN
(L480(1989年8月21日発行)p、 125
−155の”Siマイクロマシーニング技術′”と題す
る特集によって一般に広く開示されたものがある。
[Conventional Techniques] Research on the micromachining technology described above is currently progressing as it will open up new advanced technical fields. Regarding the trend, please refer to Nikkei Electronics N.
(L480 (published August 21, 1989) p. 125
-155, which was widely disclosed to the general public in a special feature titled "Si Micromachining Technology."

この中で、マイクロポンプに関してはその記事の第13
5頁〜第139頁にその構成を含めた解説が記載されて
いる。マイクロポンプは微量かつ精密な流量制御が可能
なので、医療用や分析化学用への応用が可能であること
からその開発が期待されているものである。
Among these, regarding the micro pump, see the 13th article in the article.
An explanation including its structure is provided on pages 5 to 139. Since micropumps are capable of controlling minute and precise flow rates, their development is expected because they can be applied to medical and analytical chemistry applications.

そして、上記マイクロポンプなどがその範鴫に入るマイ
クロメカニカルデバイスの製造方法等については、上記
文献の後半に記載されている。すなわち、その記事の第
146頁〜第149頁には、半導体のエツチング技術を
駆使してSi (シリコン)を複雑な3次元構造に加工
する(異方性エツチングなど)方法が、第150頁〜第
152頁には基板を預り合わせて様々な形状のものを作
る基板の接合技術(ガラスとSiの基板同志を接合する
陽極接合法など)が詳説されている。
A method for manufacturing a micromechanical device, which includes the above-mentioned micropump, is described in the second half of the above-mentioned document. That is, pages 146 to 149 of the article describe methods for processing Si (silicon) into complex three-dimensional structures (anisotropic etching, etc.) by making full use of semiconductor etching technology, and pages 150 to On page 152, there is a detailed explanation of substrate bonding techniques (such as the anodic bonding method for bonding glass and Si substrates) that create various shapes of substrates.

マイクロメカニカルデバイスとして早くから開発されて
実用化段階にあるものとしてはSi圧力センサがあるが
、その後の研究で最も進んでいるといわれるマイクロポ
ンプは現在試作段階であって実用に供せられるものは見
当たらない現状である。
A Si pressure sensor is a micromechanical device that was developed early on and is now in the practical application stage, but the micropump, which is said to be the most advanced in subsequent research, is currently in the prototype stage and has yet to be put into practical use. The current situation is that there is no such thing.

したがって、マイクロポンプの製造方法も模索段階であ
って特に確立されたものはないということができよう。
Therefore, it can be said that the manufacturing method of the micropump is still in the exploration stage and there is no established method.

[発明が解決しようとする課題] 上記課題を解決するために本発明者らにより、以前に提
示された特許では、マイクロポンプの基本的な製造方法
を確立したものがあった。即ち、正確な吐出量を示すマ
イクロポンプの製造方法を提示したからである。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors previously proposed a patent that established a basic manufacturing method for a micropump. That is, this is because a method for manufacturing a micropump that exhibits an accurate discharge amount has been presented.

しかしながら、マイクロポンプのダイヤフラムは、Si
ウェーハの厚さ方向において、中央部に作成するため、
弁部の異方性エツチングによるエツチング量が多く、弁
部の形状が変形しやすく、密閉性が低下する恐れがある
。また、このために弁部の変形を考慮して、マイクロポ
ンプのマスクを設計しなければならないので、マイクロ
ポンプの設計に制約が生じて、より密閉性の良いマイク
ロポンプの設計ができなくなる。
However, the diaphragm of the micropump is made of Si.
Because it is created in the center of the wafer in the thickness direction,
The amount of etching due to anisotropic etching of the valve part is large, and the shape of the valve part is easily deformed, which may reduce the sealing performance. Furthermore, the mask of the micropump must be designed in consideration of the deformation of the valve portion, which imposes restrictions on the design of the micropump, making it impossible to design a micropump with better sealing performance.

本発明は上述のような課題を解決するためになされたも
ので、前記ダイヤフラム及び弁膜をSiウェーハの厚み
方向において、弁の形成される側に偏在させて形成する
ことにより、弁部の異方性エツチングによる変形をなく
し、さらに設計の自由度を向上させた構造を有するマイ
クロポンプおよびその製造方法を提供することを目的と
するものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by forming the diaphragm and the valve membrane unevenly on the side where the valve is formed in the thickness direction of the Si wafer, the anisotropy of the valve part is improved. It is an object of the present invention to provide a micropump having a structure that eliminates deformation due to etching and further improves the degree of freedom in design, and a method for manufacturing the same.

[課題を解決するための手段] 本発明のマイクロポンプはダイヤフラム、流路、弁及び
弁膜を湿式異方性エツチングにより形成したSi基板を
ガラス基板でサンドイッチした構造を有し、前記ダイヤ
フラム及び弁膜をSiウェーハの厚さ方向において、弁
が形成される側に偏在させて形成したことを特徴として
いる。
[Means for Solving the Problems] The micropump of the present invention has a structure in which a Si substrate on which a diaphragm, a flow path, a valve, and a valve membrane are formed by wet anisotropic etching is sandwiched between glass substrates. It is characterized by being unevenly formed on the side where valves are formed in the thickness direction of the Si wafer.

その製造方法は(100)面方位のSiウェーハの片側
の面に、上記ダイヤフラム及び弁膜に相当するエツチン
グ用マスクを形成し、前記Siウェーハの前記片側の面
に湿式異方性エツチングにより所定深さの凹部を形成し
、そして前記Siウェーハの前記片側の面と反対側の面
に貫通孔に相当するエツチング用マスクを形成し、前記
Siウェーハの両面を湿式異方性エツチングにより所定
深さの凹部を形成し、それから前記Siウェーハの前記
片側の面と反対側の面に弁に相当するエツチング用マス
クを形成し、さらに前記Siウェーハの両面を所定量湿
式異方性エツチングすることにより所望形状のダイヤフ
ラム、弁、弁膜及び貫通孔を形成することを特徴として
いる。
The manufacturing method is to form an etching mask corresponding to the diaphragm and valve membrane on one side of a (100)-oriented Si wafer, and perform wet anisotropic etching on the one side of the Si wafer to a predetermined depth. Then, an etching mask corresponding to a through hole is formed on the surface opposite to the one surface of the Si wafer, and a recess of a predetermined depth is formed on both surfaces of the Si wafer by wet anisotropic etching. Then, an etching mask corresponding to a valve is formed on the one side and the opposite side of the Si wafer, and a predetermined amount of wet anisotropic etching is performed on both sides of the Si wafer to form a desired shape. It is characterized by forming a diaphragm, a valve, a valve membrane, and a through hole.

[実施例] 第1図はこの発明によるマイクロポンプの本体部材を構
成するSi基板の製造方法の一実施例を示す模式断面図
である。第一図(a)〜第1図(k)の工程同順に、各
工程段階の形成方法と形成状態を説明する。
[Example] FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a method for manufacturing a Si substrate constituting a main body member of a micropump according to the present invention. The forming method and forming state of each process step will be explained in the same order as in FIG. 1(a) to FIG. 1(k).

まず、第1図(a)において、面方位(100)のSi
ウェーハを両面研磨した後洗浄して厚さ280μmの基
板1を形成する。この基板1を熱酸化により第1図(b
)に示すように、全面に1.0μmの酸化膜(S102
膜)2を形成する。
First, in FIG. 1(a), Si with plane orientation (100)
After polishing both sides of the wafer, the wafer is cleaned to form a substrate 1 having a thickness of 280 μm. This substrate 1 is thermally oxidized as shown in FIG.
), a 1.0 μm oxide film (S102
Form a film) 2.

次に、第1図(c)に示すように、両面の酸化膜2にレ
ジストパターニングを行い、フッ酸系エツチングにてパ
ターン部分の酸化膜2を除去し、Siウェーハの片側の
面にダイヤフラムおよび弁膜に相当するマスクパターン
3dおよび3Cを形成する。
Next, as shown in FIG. 1(c), resist patterning is applied to the oxide film 2 on both sides, and the oxide film 2 in the patterned portion is removed by hydrofluoric acid etching. Mask patterns 3d and 3C corresponding to valve leaflets are formed.

ついで、Siの一回目の湿式異方性エツチングを行い、
第1図(d)にしめず深さ60μmのダイヤフラム6b
、弁膜6aを形成する。エツチングは、水酸化カリウム
30重量%水溶液で、80°Cでエツチングを行った。
Next, the first wet anisotropic etching of Si was performed,
Diaphragm 6b with a depth of 60 μm shown in Fig. 1(d)
, forming the valve membrane 6a. Etching was performed at 80°C using a 30% by weight aqueous solution of potassium hydroxide.

この場合、Siウェーハに正確に60μIの深さのエツ
チングを行うため、エツチング液は、水浴による保温と
撹拌を行った。
In this case, in order to accurately etch the Si wafer to a depth of 60 μI, the etching solution was kept warm in a water bath and stirred.

次に、Siウェーハの前記片側の面の反対側の面の酸化
膜2にレジストパターニングを行い、フッ酸系エツチン
グにてパターン部分の酸化膜2を除去し、第1図(e)
に示すように貫通孔に相当するマスクパターン3を形成
する。
Next, resist patterning is performed on the oxide film 2 on the opposite side of the one side of the Si wafer, and the oxide film 2 in the patterned portion is removed by hydrofluoric acid etching, as shown in FIG. 1(e).
A mask pattern 3 corresponding to a through hole is formed as shown in FIG.

そして、−回目の異方性エツチングと同様にSiの二回
目の異方性エツチングを行い、第1図(f)に示すよう
にSiウェーハの前記片側の面の反対側の面に深さ60
μmの未貫通孔を形成する。
Then, a second anisotropic etching of Si is performed in the same manner as the -th anisotropic etching, and as shown in FIG.
A non-penetrating hole of μm is formed.

このとき、Siウェーハの前記片側の面のダイヤフラム
6b、弁膜6aはそれぞれ深さ120μmになる。
At this time, the diaphragm 6b and the valve membrane 6a on one side of the Si wafer each have a depth of 120 μm.

さらにもう−度、Siウェーハの前記片側の面の反対側
の面にレジストパターニングを行い、フッ酸系エツチン
グにてパターン部分の酸化膜2を除去し、第1図(g)
に示すようにダイヤフラム及び弁に相当するマスクパタ
ーン3b及び3aを形成する。
Furthermore, resist patterning was performed on the surface opposite to the one surface of the Si wafer, and the oxide film 2 in the patterned portion was removed by hydrofluoric acid etching, as shown in FIG. 1(g).
Mask patterns 3b and 3a corresponding to diaphragms and valves are formed as shown in FIG.

そして、もう−度異方性エッチングを行い、第1図(h
)に示すようにSiウェーハの前記片側の面の反対側の
面に深さ50μmのダイヤプラム及び弁を形成する。こ
のとき、Siウェーハの片側の面のダイヤフラム6b、
弁膜6aはそれぞれ深さ170μmになり、貫通孔4も
形成される。
Then, another degree of anisotropic etching was performed, as shown in Figure 1 (h
), a diaphragm and a valve with a depth of 50 μm are formed on the surface opposite to the one surface of the Si wafer. At this time, the diaphragm 6b on one side of the Si wafer,
Each valve membrane 6a has a depth of 170 μm, and a through hole 4 is also formed.

この様にダイヤフラム6を厚さ方向において、弁の形成
される側へ偏在させると弁5の形成のための異方性エツ
チングは50μm程度ですみ、このため弁5の変形及び
欠けは全くなく、弁の密閉性の向上を計ることができる
。この後、フッ酸系溶液で酸化膜2.2aを除去して第
1図(i)に示した状態とする。
In this way, when the diaphragm 6 is unevenly distributed in the thickness direction toward the side where the valve is formed, the anisotropic etching for forming the valve 5 is only about 50 μm, so there is no deformation or chipping of the valve 5. Improved sealing performance of the valve can be measured. Thereafter, the oxide film 2.2a is removed using a hydrofluoric acid solution to obtain the state shown in FIG. 1(i).

次に、第1図(j)に示すように、この状態の基板の弁
5部に厚さ1μmの付勢膜7を形成するために5in2
のマスクスパッタリングを行う。これは、この後の組立
における陽極接合工程において、弁5の付勢膜7のみが
ガラスと接合しないようにするためである。
Next, as shown in FIG. 1(j), in order to form a biasing film 7 with a thickness of 1 μm on the valve 5 portion of the substrate in this state,
Perform mask sputtering. This is to prevent only the biasing membrane 7 of the valve 5 from being bonded to the glass in the anodic bonding step in subsequent assembly.

この後、Siウェーハ全面に前述の熱酸化を行い、第1
図(k)に示したように全面に酸化膜2bを厚さ0.1
3μm形成する。この全面熱酸化の工程は液体を流れや
すくするためと液体に薬液を用いたときなどの耐食性を
向上するために行われる。このようにして、第1図(k
)に示したように、弁5の部分に酸化膜からなる付勢膜
7が1μm程度残されたまま形成されたポンプ本体用の
Si基板の形成が終了する。
After this, the entire surface of the Si wafer is subjected to the aforementioned thermal oxidation, and the first
As shown in Figure (k), an oxide film 2b is applied to the entire surface with a thickness of 0.1
Form 3 μm. This entire surface thermal oxidation process is performed to make the liquid flow easier and to improve corrosion resistance when a chemical is used as the liquid. In this way, Figure 1 (k
), the formation of the Si substrate for the pump body is completed, with the biasing film 7 made of an oxide film remaining about 1 μm in the valve 5 portion.

第2図、第3図はマイクロポンプの組立て方法を説明す
る模式断面図であり、第2図は断面図、第3図は第2図
の断面個所を説明する平面構成図である。すなわち、第
2図は第3図に示したA−A線に沿う断面図である。な
お、第2図においてSi基板は薄い酸化膜2bの記載を
省略して示している。
2 and 3 are schematic cross-sectional views for explaining the method of assembling the micropump, FIG. 2 is a cross-sectional view, and FIG. 3 is a plan configuration diagram for explaining the cross-sectional location of FIG. 2. That is, FIG. 2 is a sectional view taken along the line A-A shown in FIG. 3. In addition, in FIG. 2, the Si substrate is shown with the thin oxide film 2b omitted.

図に見られるように、ダイヤフラム6と弁5と流路11
とが形成されたSi基板を下面に図示しない電極面を有
する下ガラス板10により所定の位置に陽極接合する(
前記文献参照)、ついで、上面に図示しない電極面を有
する上ガラス板9を同様に接合して流路11及びこれに
連結する圧力室12を形成する。この時、上ガラス板9
を、下ガラス板10にはともに厚さllllI21のホ
ウケイ酸ガラスを用い、あらかじめ下ガラス板10には
液体の供給口13、吐出口14となる孔を、上ガラス板
9にはダイヤフラム6の上部位置に圧電素子板17をG
!する孔18を設けておく。なお、この場合、酸化膜2
bは0−13μmと薄いので陽極接合が可能であるが、
付勢膜7は1μmの厚さを有する酸化膜であるので、陽
極接合されない。
As seen in the figure, the diaphragm 6, the valve 5 and the flow path 11
The Si substrate on which is formed is anodically bonded to a predetermined position using a lower glass plate 10 having an electrode surface (not shown) on the lower surface (
(Refer to the above-mentioned document) Then, the upper glass plate 9 having an electrode surface (not shown) on the upper surface is similarly bonded to form the flow path 11 and the pressure chamber 12 connected thereto. At this time, the upper glass plate 9
The lower glass plate 10 is made of borosilicate glass with a thickness of llllI21, and the lower glass plate 10 has holes that will become the liquid supply port 13 and the liquid discharge port 14, and the upper glass plate 9 has holes formed in the upper part of the diaphragm 6. Place the piezoelectric element plate 17 in the G position.
! A hole 18 is provided in advance. Note that in this case, the oxide film 2
Since b is thin at 0-13 μm, anodic bonding is possible, but
Since the biasing film 7 is an oxide film having a thickness of 1 μm, it is not anodic bonded.

その後、供給口13の下には供給チューブ15を、吐出
口14の下には吐出チューブ16を接合する。
Thereafter, a supply tube 15 is connected below the supply port 13, and a discharge tube 16 is connected below the discharge port 14.

最後に圧電素子板(ピエゾ)17をダイヤフラム6の上
部に接着し、図示しない圧電素子駆動用電気配線、さら
に供給口15、吐出口16に図示しない配管を施してマ
イクロポンプが完成する。
Finally, a piezoelectric element plate (piezo) 17 is adhered to the upper part of the diaphragm 6, electrical wiring for driving the piezoelectric element (not shown), and piping (not shown) are provided for the supply port 15 and the discharge port 16, thereby completing the micropump.

以上の工程を通して完成したマイクロポンプの形状は変
形が少なく設計どおりになり、さらに異方性エツチング
による弁の変形も少ないものが得られた。
Through the above steps, the shape of the micropump completed was as designed with little deformation, and the valve was also less deformed due to anisotropic etching.

また、実際に圧電素子板に通電させて駆動を行い水等の
液体をマイクロポンプより吐出させるとほぼ設計値どお
りの吐出量が得られた。これは、Si基板の流路、弁お
よび圧力室のある側の異方性エツチング量が少ないため
、エツチングによる流路、弁および圧力室等の変形が少
なく設計値に近くなったためである。
Furthermore, when the piezoelectric element plate was actually driven by energizing it and liquid such as water was discharged from the micropump, the discharge amount was obtained almost as designed. This is because the amount of anisotropic etching on the side of the Si substrate where the flow paths, valves, and pressure chambers are located is small, so that the deformation of the flow paths, valves, pressure chambers, etc. due to etching is small and the results are close to the designed values.

今度は、上記の状態で圧電素子板の駆動を止め、ポンプ
の供給口より所定の水圧をかけて、水の漏れ(ポンプの
密閉性)を調べた。その結果、全く水の漏れはなかった
。さらに、ポンプの吐出口に所定の水圧をかけて、水の
逆流の有無を調べたが、全く逆流はなかった。これらマ
イクロポンプの密閉性および逆流抑止性は、第1図(k
)においてSi基板のダイヤフラム6を弁5のある側に
偏在させたため、弁5のある側の異方性エツチング量が
減り、それに伴う弁5部の変形や欠けがほとんどなくな
ったためである。
Next, in the above state, the drive of the piezoelectric element plate was stopped, and a predetermined water pressure was applied from the supply port of the pump to check for water leakage (pump sealability). As a result, there was no water leakage at all. Furthermore, a predetermined water pressure was applied to the discharge port of the pump to check for water backflow, but there was no backflow at all. The hermeticity and backflow prevention properties of these micropumps are shown in Figure 1 (k
), the diaphragm 6 of the Si substrate was unevenly distributed on the side where the valve 5 was located, so the amount of anisotropic etching on the side where the valve 5 was located was reduced, and the resulting deformation or chipping of the valve 5 portion was almost eliminated.

なお、以上のように本発明をダイヤフラム駆動手段とし
て圧電素子を用いた一実施例について説明したが、本発
明による製造方法はこの実施例構造のマイクロポンプに
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
他の構成によるマイクロポンプやこれに類似する流体制
御用デバイスに適応し得るものであることは言うまでも
ない。
Although one embodiment of the present invention using a piezoelectric element as the diaphragm driving means has been described above, the manufacturing method according to the present invention is not limited to the micropump having the structure of this embodiment, and the gist thereof will be explained below. It goes without saying that the invention can be applied to micropumps of other configurations and similar fluid control devices without departing from the scope.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、特にマイクロポン
プ本体を構成するSi基板の形成方法において、前記ダ
イヤフラム及び弁膜を弁の形成される側に偏在させて形
成するため、異方性エツチングによるダイヤフラムおよ
び弁の変形および欠けがない。したがって、マイクロポ
ンプの吐出量を正確に規制する構造となり、さらに密閉
性および逆流抑止性の優れたマイクロポンプを製造でき
る効果を有する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in particular, in the method for forming the Si substrate constituting the micropump body, the diaphragm and the valve membrane are formed unevenly on the side where the valve is formed. No deformation or chipping of diaphragms and valves due to anisotropic etching. Therefore, the structure is such that the discharge amount of the micropump is accurately regulated, and a micropump with excellent sealing performance and backflow prevention properties can be manufactured.

また、マイクロポンプの設計の自由度が増し、より効率
の良いマイクロポンプの設計を可能にするという効果も
有する。
Furthermore, the degree of freedom in designing the micropump is increased, and there is also the effect that it is possible to design a more efficient micropump.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すマイクロポンプのSi
基板の製造方法を説明する模式断面工程図。 第2図は本発明の製造方法で形成されるマイクロポンプ
の組立て方法を説明する断面図。 第3図は第2図の断面個所を説明する平面構成図。 図において、1はSiウェーハ、2 、2a、2bは酸
化膜、3.3a、3b、3c、3dはエツチングマスク
パターン、4は未貫通孔、4aは貫通孔、5は弁、6,
6aはダイヤフラム、6bは弁膜、7は付勢膜、8はS
i基板、9は上ガラス板、 10は下ガラス板、11は流路、12は圧力室、13は
供給口、14は吐出口、15は供給チューブ、16は吐
出チューブ、17は圧電素子板である。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 銘木 喜三部(他1名)第1図(a) 第1図 (b) 第1図(c) 第1図(9) 第1図(h) 第1図(i) 第1図(d) 第1図 (f) 第1図(j) 第1図(k)
FIG. 1 shows a Si micropump showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional process diagram illustrating a method for manufacturing a substrate. FIG. 2 is a sectional view illustrating a method of assembling a micropump formed by the manufacturing method of the present invention. FIG. 3 is a plan configuration diagram illustrating the cross-sectional area of FIG. 2. In the figure, 1 is a Si wafer, 2, 2a, 2b are oxide films, 3.3a, 3b, 3c, 3d are etching mask patterns, 4 is an unpierced hole, 4a is a through hole, 5 is a valve, 6,
6a is a diaphragm, 6b is a valve leaflet, 7 is a biasing membrane, 8 is S
i substrate, 9 is an upper glass plate, 10 is a lower glass plate, 11 is a flow path, 12 is a pressure chamber, 13 is a supply port, 14 is a discharge port, 15 is a supply tube, 16 is a discharge tube, 17 is a piezoelectric element plate It is. Applicant Seiko Epson Co., Ltd. Agent Patent Attorney Kisanbe Meiki (and 1 other person) Figure 1 (a) Figure 1 (b) Figure 1 (c) Figure 1 (9) Figure 1 (h) Figure 1 (i) Figure 1 (d) Figure 1 (f) Figure 1 (j) Figure 1 (k)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ダイヤフラム、流路、弁及び弁膜を湿式異方性エ
ッチングにより形成したSi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において、前記
ダイヤフラム及び弁膜をSiウェーハの厚さ方向におい
て、弁が形成される側に偏在させて形成したことを特徴
とするマイクロポンプ。
(1) In a micropump having a structure in which a Si substrate on which a diaphragm, a flow path, a valve, and a valve membrane are formed by wet anisotropic etching is sandwiched between glass substrates, the valve is A micropump characterized in that it is formed unevenly on the side where it is formed.
(2)(a)(100)面方位のSiウェーハの片側の
面に、上記ダイヤフラム及び弁膜に相当するエッチング
用マスクを形成し、 (b)前記Siウェーハの前記片側の面に湿式異方性エ
ッチングにより所定深さの凹部を形成し、 (c)前記Siウェーハの前記片側の面と反対側の面に
貫通孔に相当するエッチング用マスクを形成し、 (d)前記Siウェーハの両面を湿式異方性エッチング
により所定深さの凹部を形成し、(e)前記Siウェー
ハの前記片側の面と反対側の面に弁に相当するエッチン
グ用マスクを形成し、 (f)前記Siウェーハの両面を所定量湿式異方性エッ
チングすることにより、 所望形状のダイヤフラム、弁、弁膜及び貫通孔を形成す
ること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。
(2) (a) Forming an etching mask corresponding to the diaphragm and valve membrane on one side of the (100)-oriented Si wafer, (b) Wet anisotropy on the one side of the Si wafer. forming a recessed portion of a predetermined depth by etching; (c) forming an etching mask corresponding to a through hole on the one surface and the opposite surface of the Si wafer; (d) wet etching both surfaces of the Si wafer. forming a recessed portion of a predetermined depth by anisotropic etching; (e) forming an etching mask corresponding to a valve on a surface opposite to the one surface of the Si wafer; (f) both surfaces of the Si wafer; 2. The method of manufacturing a micropump according to claim 1, wherein the diaphragm, valve, valve membrane, and through hole of a desired shape are formed by performing wet anisotropic etching of a predetermined amount of the micropump.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018028265A (en) * 2016-08-15 2018-02-22 株式会社菊池製作所 Micro-diaphragm pump

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