JPH0466788A - 流体制御装置の製造方法 - Google Patents
流体制御装置の製造方法Info
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- JPH0466788A JPH0466788A JP17871390A JP17871390A JPH0466788A JP H0466788 A JPH0466788 A JP H0466788A JP 17871390 A JP17871390 A JP 17871390A JP 17871390 A JP17871390 A JP 17871390A JP H0466788 A JPH0466788 A JP H0466788A
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- 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、マイクロポンプに於ける流体制御装置の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
［従来の技術〕
近年、マイクロメカニズムが注目されている。
その中で、ダイアフラム部を形成したシリコンウェーハ
を二枚のガラス板で両面から積層、接合して成るマイク
ロポンプは、微量且つ精密な流量制御が可能である。そ
の為医療用や分析用への応用が可能である事からその開
発が期待されているものである。
を二枚のガラス板で両面から積層、接合して成るマイク
ロポンプは、微量且つ精密な流量制御が可能である。そ
の為医療用や分析用への応用が可能である事からその開
発が期待されているものである。
従来技術の流体制御装置の製造方法は、以下の様なもの
であった。尚第４図（ａ）は、従来技術のダイアフラム
バルブの製造方法を示す断面図である。第４図（ｂ）は
、従来技術の構造を示す断面図である。
であった。尚第４図（ａ）は、従来技術のダイアフラム
バルブの製造方法を示す断面図である。第４図（ｂ）は
、従来技術の構造を示す断面図である。
シリコンウェーハの両面にフォトリソグラフィー技術及
びエツチング技術を使って、段差及び穴を加工してダイ
アフラムを形成する。
びエツチング技術を使って、段差及び穴を加工してダイ
アフラムを形成する。
具体的には穴部を１５０ミクロンの深さにエツチングす
る。そしてダイアフラム部を両面から６０℃に加温した
３０％ＫＯＨ溶液でエツチングしてダイアフラムシリコ
ンウェーハ１を形成していた。そして入口側ガラス基板
１２と出口側ガラス基板１１にて挟み込み陽極接合する
事によって流体制御装置を製造していた。
る。そしてダイアフラム部を両面から６０℃に加温した
３０％ＫＯＨ溶液でエツチングしてダイアフラムシリコ
ンウェーハ１を形成していた。そして入口側ガラス基板
１２と出口側ガラス基板１１にて挟み込み陽極接合する
事によって流体制御装置を製造していた。
又従来技術でのダイアフラムの形成は、エツチングでの
時間管理にて行っていた。
時間管理にて行っていた。
［発明が解決しようとする課題及び目的］しかし前記の
従来技術に於ける流体制御装置では、出口から吐出する
量がばらついていた。
従来技術に於ける流体制御装置では、出口から吐出する
量がばらついていた。
その原因としてダイアフラムの形成は、エツチングでの
時間管理にて行っていた為で、エツチングレートがばら
つき、ダイアフラムの厚みを一定の寸法に管理製造する
事は難しかった。その為ダイアフラム厚みがばらつき、
駆動源によるダイアフラムの変形量がばらつき、その結
果として吐出量がばらつく問題があった。
時間管理にて行っていた為で、エツチングレートがばら
つき、ダイアフラムの厚みを一定の寸法に管理製造する
事は難しかった。その為ダイアフラム厚みがばらつき、
駆動源によるダイアフラムの変形量がばらつき、その結
果として吐出量がばらつく問題があった。
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、ダイアフラムの厚みを一定の寸法
に管理製造する事であり、それによってダイアフラム厚
みが均一になり、駆動源によるダイアフラムの変形量が
均一となり、吐出量のばらつきが小さい流体制御装置の
製造方法を提供するところにある。
目的とするところは、ダイアフラムの厚みを一定の寸法
に管理製造する事であり、それによってダイアフラム厚
みが均一になり、駆動源によるダイアフラムの変形量が
均一となり、吐出量のばらつきが小さい流体制御装置の
製造方法を提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の流体制御装置の製造方法は、ダイアフラムと流
路とバルブと貫通穴を同一材料で一体成形したポンプ本
体用のシリコンウェーハをガラス基板等で積層、接合し
て成る流体制御装置の前記ダイアフラムのエツチングに
よる形成に於いて、前記ダイアフラムの厚みと正確に同
じ深さの前記貫通穴になる凹みと共に第一のエツチング
終点検出パターンを片面にエツチングにて形成し、次に
両面又は前記第一のエツチング終点検出パターンを形成
した面に前記第一のエツチング終点検出パターンの一部
又は全部と重なる第二のエツチング終点検出パターンを
前記ダイアフラムと共にエツチングにて形成し、前記貫
通穴と同時に前記第一のエツチング終点検出パターンと
前記第二のエツチング終点検出パターンの重なる部分が
貫通した事を検出してエツチングを終了する事を特徴と
し、検出方法が光学的、物理的、電気的、目視又は他の
方法で検出する事を特徴とする。
路とバルブと貫通穴を同一材料で一体成形したポンプ本
体用のシリコンウェーハをガラス基板等で積層、接合し
て成る流体制御装置の前記ダイアフラムのエツチングに
よる形成に於いて、前記ダイアフラムの厚みと正確に同
じ深さの前記貫通穴になる凹みと共に第一のエツチング
終点検出パターンを片面にエツチングにて形成し、次に
両面又は前記第一のエツチング終点検出パターンを形成
した面に前記第一のエツチング終点検出パターンの一部
又は全部と重なる第二のエツチング終点検出パターンを
前記ダイアフラムと共にエツチングにて形成し、前記貫
通穴と同時に前記第一のエツチング終点検出パターンと
前記第二のエツチング終点検出パターンの重なる部分が
貫通した事を検出してエツチングを終了する事を特徴と
し、検出方法が光学的、物理的、電気的、目視又は他の
方法で検出する事を特徴とする。
［作用コ
本発明の上記製造方法によれば、ダイアフラムの厚みと
正確に同じ深さの貫通穴になる凹みと共に第一のエツチ
ング終点検出パターンを片面にエツチングにて形成し、
次に両面又は前記第一のエツチング終点検出パターンを
形成した面に第一のエツチング終点検出パターンの一部
又は全部と重なる第二のエツチング終点検出パターンを
ダイアプラムと共にエツチングにて形成し、貫通穴と同
時に第一のエツチング終点検出パターンと第二のエツチ
ング終点検出パターンの重なる部分が貫通した事を検出
してエツチングを終了すれば、ダイアフラム部厚みを正
確に形成できる。
正確に同じ深さの貫通穴になる凹みと共に第一のエツチ
ング終点検出パターンを片面にエツチングにて形成し、
次に両面又は前記第一のエツチング終点検出パターンを
形成した面に第一のエツチング終点検出パターンの一部
又は全部と重なる第二のエツチング終点検出パターンを
ダイアプラムと共にエツチングにて形成し、貫通穴と同
時に第一のエツチング終点検出パターンと第二のエツチ
ング終点検出パターンの重なる部分が貫通した事を検出
してエツチングを終了すれば、ダイアフラム部厚みを正
確に形成できる。
又検出方法として検出パターン部が貫通し光が透過出来
る事を光学的に、そしてシリコンウェーハが折れシリコ
ンウェーハの位置が変化した事を物理的、電気的叉は他
の方法で検出できる。当然目視でも検出出来る事は、言
うまでもない。
る事を光学的に、そしてシリコンウェーハが折れシリコ
ンウェーハの位置が変化した事を物理的、電気的叉は他
の方法で検出できる。当然目視でも検出出来る事は、言
うまでもない。
実施例
［実施例１コ
以下図面を用い本発明の実施例１について、詳細に説明
する。第１図（ａ）は、本発明の実施例１の製造過程の
終盤を示す図で、貫通穴５が貫通すると同時に第一のエ
ツチング終点検出パターン２と第二のエツチング終点検
出パターン３でシリコンウェハーを切断し、エツチング
が終了した瞬間の図である。第１図（ｂ）は、本発明の
実施例１の第一のエツチング終点検出パターン２と第二
のエツチング終点検出パターン３により切断し分割され
シリコンウェハーが落下し、位置が変化した図である。
する。第１図（ａ）は、本発明の実施例１の製造過程の
終盤を示す図で、貫通穴５が貫通すると同時に第一のエ
ツチング終点検出パターン２と第二のエツチング終点検
出パターン３でシリコンウェハーを切断し、エツチング
が終了した瞬間の図である。第１図（ｂ）は、本発明の
実施例１の第一のエツチング終点検出パターン２と第二
のエツチング終点検出パターン３により切断し分割され
シリコンウェハーが落下し、位置が変化した図である。
第２図は、本発明の実施例１の製造方法を示す図である
。
。
最初第２図（ａ）の様に、外径３インチで２２０ミクロ
ンの厚みのシリコンウェーハの片面に、貫通穴５及び第
一のエツチング終点検出パターン２を所望するダイアフ
ラムの厚みと正確に同じ深さの４０ミクロンに、６０℃
に加温した３０％ＫＯＨ溶液でエツチングにより形成す
る。
ンの厚みのシリコンウェーハの片面に、貫通穴５及び第
一のエツチング終点検出パターン２を所望するダイアフ
ラムの厚みと正確に同じ深さの４０ミクロンに、６０℃
に加温した３０％ＫＯＨ溶液でエツチングにより形成す
る。
次に第２図（ｂ）の様に、両面に第一のエツチング終点
検出パターン２の一部又は全部と重なる第二のエツチン
グ終点検出パターン３及びバルブ側ダイアフラムパター
ン６と裏側ダイアフラムパターン７を、ＫＯＨ溶液でエ
ツチングして行く。
検出パターン２の一部又は全部と重なる第二のエツチン
グ終点検出パターン３及びバルブ側ダイアフラムパター
ン６と裏側ダイアフラムパターン７を、ＫＯＨ溶液でエ
ツチングして行く。
そして第２図（Ｃ）の様に、貫通穴５が貫通すると同時
に第一のエツチング終点検出パターン２と第二のエツチ
ング終点検出パターン３が重なった部分が貫通するので
、これを検出しエツチングを終了した。そして本発明の
実施例１でのエツチング終点検出は、目視により検出し
た。
に第一のエツチング終点検出パターン２と第二のエツチ
ング終点検出パターン３が重なった部分が貫通するので
、これを検出しエツチングを終了した。そして本発明の
実施例１でのエツチング終点検出は、目視により検出し
た。
又シリコンウェーハの厚みが同じで有ればバッチの中の
１枚を管理すれば充分である。
１枚を管理すれば充分である。
従来技術でのダイアフラムの厚みは±５ミクロン以上の
ばらつきであったが、本発明の実施例１で実際に製造し
た時のダイアフラムの厚みばらつきは、±１ミクロンの
範囲であった。
ばらつきであったが、本発明の実施例１で実際に製造し
た時のダイアフラムの厚みばらつきは、±１ミクロンの
範囲であった。
尚本発明の実施例１では、第二のエツチング終点検出パ
ターンをシリコンウェーハの両面から形成したが、製造
方法によりバルブ部と反対の面である裏側ダイアフラム
パターン７を先に仕上げた場合は、第一のエツチング終
点検出パターンを形成した面のみ第一のエツチング終点
検出パターンの一部又は全部と重なる様に第二のエツチ
ング終点検出パターンを形成しても効果は同じである。
ターンをシリコンウェーハの両面から形成したが、製造
方法によりバルブ部と反対の面である裏側ダイアフラム
パターン７を先に仕上げた場合は、第一のエツチング終
点検出パターンを形成した面のみ第一のエツチング終点
検出パターンの一部又は全部と重なる様に第二のエツチ
ング終点検出パターンを形成しても効果は同じである。
「実施例２］
以下図面を用いて本発明の実施例２について詳細に説明
する。本発明の実施例２では別の検出方法の実施例であ
る。
する。本発明の実施例２では別の検出方法の実施例であ
る。
ダイアフラムシリコンウェーハ１の製造プロセスは、本
発明の実施例１と同じなので省略する。
発明の実施例１と同じなので省略する。
第３図（ａ）は本発明の実施例２の検出方法で、貫通し
た一部検出パターン２をレーザー光８が通過しそれを検
出した場合である。尚、実施例２の（ａ）のエツチング
槽１４は、透明で厚い石英ガラス槽である。又エツチン
グ槽の材質がサファイヤであれば、６０℃に加温した３
０％ＫＯＨ溶液でエツチングされることは、はとんどな
い。さらに本発明の実施例２でレーザー光を使っている
が、可視光等でも効果は同じである。
た一部検出パターン２をレーザー光８が通過しそれを検
出した場合である。尚、実施例２の（ａ）のエツチング
槽１４は、透明で厚い石英ガラス槽である。又エツチン
グ槽の材質がサファイヤであれば、６０℃に加温した３
０％ＫＯＨ溶液でエツチングされることは、はとんどな
い。さらに本発明の実施例２でレーザー光を使っている
が、可視光等でも効果は同じである。
第３［ｆｆｌ （ｂ）は本発明の実施例２の他の検出方
法で、貫通した穴と同時にシリコンウェーハが切断され
電流が流れにくくなり、それを電流計９で検出した場合
である。
法で、貫通した穴と同時にシリコンウェーハが切断され
電流が流れにくくなり、それを電流計９で検出した場合
である。
第３図（ｃ）は本発明の実施例２の他の検８方法で、貫
通した穴と同時にシリコンウェーハ１が切断されシリコ
ンウェーハ１が落下し位置が変化し、目印１５の変化を
目視又は電気的接点に換えた時は電気的に検出する場合
である。
通した穴と同時にシリコンウェーハ１が切断されシリコ
ンウェーハ１が落下し位置が変化し、目印１５の変化を
目視又は電気的接点に換えた時は電気的に検出する場合
である。
又シリコンウェーハの厚みが同じで有ればバッチの中の
１枚を管理すれば充分である。
１枚を管理すれば充分である。
従来技術でのダイアフラムの厚みは±５ミクロン以上の
ばらつきであったが、本発明の実施例２で実際に製造し
た時のダイアフラムの厚みばらつきは、±０． ８ミク
ロンの範囲であった。
ばらつきであったが、本発明の実施例２で実際に製造し
た時のダイアフラムの厚みばらつきは、±０． ８ミク
ロンの範囲であった。
以上述べてきたように本発明によれば、所望するダイア
フラム厚みと正確に同じ深さの第一のエツチング終点検
出パターンを片面からエツチングし、第一のエツチング
終点検出パターンと第二のエツチング終点検出パターン
が重なる部分が貫通した事を検出する事で、ダイアフラ
ムの厚みを正確に加工出来る。
フラム厚みと正確に同じ深さの第一のエツチング終点検
出パターンを片面からエツチングし、第一のエツチング
終点検出パターンと第二のエツチング終点検出パターン
が重なる部分が貫通した事を検出する事で、ダイアフラ
ムの厚みを正確に加工出来る。
又シリコンウェーハの厚みがばらついても、本発明によ
ればダイアフラムの厚みを正確に加工出来る。
ればダイアフラムの厚みを正確に加工出来る。
これらによって、吐出量が一定のマイクロホンブを提供
出来るという効果を有する。
出来るという効果を有する。
第１図（ａ）と第１図（ｂ）は、本発明の実施例１のダ
イアフラム製造に於ける、検出方法の基本原理を示す図
。 第２図（ａ）〜第２図（Ｃ）は、本発明の実施例１のダ
イアフラム製造に於ける、製造及び検出方法の基本原理
を示す断面図。 第３図（ａ）は、本発明の実施例２のダイアフラム製造
に於ける、光学的な検出方法の基本原理を示す図。 第３図（ｂ）は、本発明の実施例２の他のダイアフラム
製造に於ける、電気的な検出方法の基本原理を示す図。 第３図（Ｃ）は、本発明の実施例２の他のダイアフラム
製造に於ける、物理的な検出方法の基本原理を示す図。 第４図（ａ）は、従来技術のダイアフラムバルブ陽極接
合前及び製造方法を示す断面図。 第４図（ｂ）は、従来技術のダイアフラムバルブの構造
を示す断面図。 １・・・・ ダイアフラムシリコンウェーハ２・・・・
第一のエツチング終点検出パターン３・・・・ 第二
のエツチング終点検出パターン４・・・・ 切断シリコ
ンウェーハ ５・・・・ 貫通穴 ６ ・ ７ ・ ８ ・ 弁側ダイアフラムパターン 裏側ダイアフラムパターン レーザー光 電流計 エツチング治具 出口側ガラス基板 入口側ガラス基板 スペーサ エツチング槽 目印 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（化１名） 第３図（Ｃ）
イアフラム製造に於ける、検出方法の基本原理を示す図
。 第２図（ａ）〜第２図（Ｃ）は、本発明の実施例１のダ
イアフラム製造に於ける、製造及び検出方法の基本原理
を示す断面図。 第３図（ａ）は、本発明の実施例２のダイアフラム製造
に於ける、光学的な検出方法の基本原理を示す図。 第３図（ｂ）は、本発明の実施例２の他のダイアフラム
製造に於ける、電気的な検出方法の基本原理を示す図。 第３図（Ｃ）は、本発明の実施例２の他のダイアフラム
製造に於ける、物理的な検出方法の基本原理を示す図。 第４図（ａ）は、従来技術のダイアフラムバルブ陽極接
合前及び製造方法を示す断面図。 第４図（ｂ）は、従来技術のダイアフラムバルブの構造
を示す断面図。 １・・・・ ダイアフラムシリコンウェーハ２・・・・
第一のエツチング終点検出パターン３・・・・ 第二
のエツチング終点検出パターン４・・・・ 切断シリコ
ンウェーハ ５・・・・ 貫通穴 ６ ・ ７ ・ ８ ・ 弁側ダイアフラムパターン 裏側ダイアフラムパターン レーザー光 電流計 エツチング治具 出口側ガラス基板 入口側ガラス基板 スペーサ エツチング槽 目印 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（化１名） 第３図（Ｃ）
Claims (2)
- （１）ダイアフラムと流路とバルブと貫通穴を同一材料
で一体成形したポンプ本体用のシリコンウェーハをガラ
ス基板等で積層、接合して成る流体制御装置の前記ダイ
アフラムのエッチングによる形成に於いて、前記ダイア
フラムの厚みと正確に同じ深さの前記貫通穴になる凹み
と共に第一のエッチング終点検出パターンを片面にエッ
チングにて形成し、次に両面又は前記第一のエッチング
終点検出パターンを形成した面に前記第一のエッチング
終点検出パターンの一部又は全部と重なる第二のエッチ
ング終点検出パターンを前記ダイアフラムと共にエッチ
ングにて形成し、前記貫通穴と同時に前記第一のエッチ
ング終点検出パターンと前記第二のエッチング終点検出
パターンの重なる部分が貫通した事を検出してエッチン
グを終了する事を特徴とする流体制御装置の製造方法。 - （２）検出方法が光学的、物理的、電気的、目視又は他
の方法で検出する事を特徴とする請求項１記載の流体制
御装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17871390A JPH0466788A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 流体制御装置の製造方法 |
| DE69106240T DE69106240T2 (de) | 1990-07-02 | 1991-07-02 | Mikropumpe und Verfahren zur Herstellung einer Mikropumpe. |
| US07/724,697 US5259737A (en) | 1990-07-02 | 1991-07-02 | Micropump with valve structure |
| EP91306015A EP0465229B1 (en) | 1990-07-02 | 1991-07-02 | Micropump and process for manufacturing a micropump |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP17871390A JPH0466788A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 流体制御装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466788A true JPH0466788A (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=16053265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17871390A Pending JPH0466788A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-06 | 流体制御装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0466788A (ja) |
-
1990
- 1990-07-06 JP JP17871390A patent/JPH0466788A/ja active Pending
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