JPH06341556A - マイクロバルブ - Google Patents
マイクロバルブInfo
- Publication number
- JPH06341556A JPH06341556A JP12940893A JP12940893A JPH06341556A JP H06341556 A JPH06341556 A JP H06341556A JP 12940893 A JP12940893 A JP 12940893A JP 12940893 A JP12940893 A JP 12940893A JP H06341556 A JPH06341556 A JP H06341556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- silicon
- microvalve
- substrate
- hardness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lift Valve (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 導入口と導出口を遮断した場合のシール性能
が高いマイクロバルブを提供する。 【構成】 導入口５及び導出口６が形成されたガラス２
と、可動部１ａを有するＳｉ基板１と、電極４を有する
ガラス３とから構成されており、可動部１ａには不純物
がイオン注入されて高硬度部７を形成している。この高
硬度部７とガラス２とは硬度差が大きいので可動部１ａ
がガラス２に接触した場合に密着度が高まる。
が高いマイクロバルブを提供する。 【構成】 導入口５及び導出口６が形成されたガラス２
と、可動部１ａを有するＳｉ基板１と、電極４を有する
ガラス３とから構成されており、可動部１ａには不純物
がイオン注入されて高硬度部７を形成している。この高
硬度部７とガラス２とは硬度差が大きいので可動部１ａ
がガラス２に接触した場合に密着度が高まる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロマシンの分野
で使用されるマイクロバルブに関する。
で使用されるマイクロバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、マイクロバルブは例えば図４に
示すような構造となっている。ガラス３２、３３の中間
にＳｉ基板３１が形成されており、ガラス３３には電極
３４が形成されている。そしてガラス３２には気体また
は液体の導入口３５及び導出口３６が形成されている。
示すような構造となっている。ガラス３２、３３の中間
にＳｉ基板３１が形成されており、ガラス３３には電極
３４が形成されている。そしてガラス３２には気体また
は液体の導入口３５及び導出口３６が形成されている。
【０００３】このマイクロバルブを動作させて気体また
は液体を導入口３５から導出口３６へ通過させる場合に
は、電極３４を一方の電極とし、他方の電極をＳｉ基板
３１とし、一方の電極に正（または負）の電荷を供給し
他方の電極に負（または正）の電荷を供給することで両
電極が引き合う力を利用してＳｉ基板３１を下方向に引
き寄せることにより気体または液体を導通させることが
できる。
は液体を導入口３５から導出口３６へ通過させる場合に
は、電極３４を一方の電極とし、他方の電極をＳｉ基板
３１とし、一方の電極に正（または負）の電荷を供給し
他方の電極に負（または正）の電荷を供給することで両
電極が引き合う力を利用してＳｉ基板３１を下方向に引
き寄せることにより気体または液体を導通させることが
できる。
【０００４】また、導入口３５と導出口３６の間の流れ
を止めたい場合には、両電極に電荷の供給を中止する
か、または一方の電極に正（または負）の電荷を供給し
他方の電極にも正（または負）の電荷を供給して両電極
が反発する力を利用してＳｉ基板３１を上方向に動かし
流通路を遮断することができる。
を止めたい場合には、両電極に電荷の供給を中止する
か、または一方の電極に正（または負）の電荷を供給し
他方の電極にも正（または負）の電荷を供給して両電極
が反発する力を利用してＳｉ基板３１を上方向に動かし
流通路を遮断することができる。
【０００５】ところで、Ｓｉ基板３１とガラス３２の硬
度にはそれほど差がないためにマイクロバルブの可動部
である３１ａの部分がガラス３２に押し付けられた場合
に密着度が良くなくシール性能の低下を招いている。
度にはそれほど差がないためにマイクロバルブの可動部
である３１ａの部分がガラス３２に押し付けられた場合
に密着度が良くなくシール性能の低下を招いている。
【０００６】この問題の対策として、例えば従来図５に
示すように図４と同じ構造のマイクロバルブの可動部３
１ａの上部に例えばアルミニュウム等のパッキン３７を
形成したものが用いられている。
示すように図４と同じ構造のマイクロバルブの可動部３
１ａの上部に例えばアルミニュウム等のパッキン３７を
形成したものが用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図５の例では
マイクロバルブの導入口と導出口を遮断した場合の可動
部３１ａとガラス３２で形成されるシール性能を向上す
ることが期待できるが、パッキンを形成する過程が複雑
であるばかりでなく、シール性能が良いパッキンを形成
することが容易ではないという問題があった。
マイクロバルブの導入口と導出口を遮断した場合の可動
部３１ａとガラス３２で形成されるシール性能を向上す
ることが期待できるが、パッキンを形成する過程が複雑
であるばかりでなく、シール性能が良いパッキンを形成
することが容易ではないという問題があった。
【０００８】本発明は、上記課題を解決するために創案
されたものであり、マイクロバルブの導入口と導出口を
遮断した場合のシール性能が高いマイクロバルブを提供
することを目的としている。
されたものであり、マイクロバルブの導入口と導出口を
遮断した場合のシール性能が高いマイクロバルブを提供
することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマイクロバルブは、シリコンまたはガラス
と、前記シリコンまたはガラス上に形成され、流体シー
ル部を備えた可動部を有するシリコン基板と、前記シリ
コン基板上に形成され、気体または液体を導入する導入
口と出力する導出口とを有するシリコンまたはガラスと
を備え、前記可動部または可動部に対向するシリコンま
たはガラスの少なくとも一方に不純物がイオン注入され
たことを特徴としている。
に、本発明のマイクロバルブは、シリコンまたはガラス
と、前記シリコンまたはガラス上に形成され、流体シー
ル部を備えた可動部を有するシリコン基板と、前記シリ
コン基板上に形成され、気体または液体を導入する導入
口と出力する導出口とを有するシリコンまたはガラスと
を備え、前記可動部または可動部に対向するシリコンま
たはガラスの少なくとも一方に不純物がイオン注入され
たことを特徴としている。
【００１０】
【作用】本発明のマイクロバルブによれば、バルブ動作
を行ったときにシリコン基板の一部である可動部がシリ
コンまたはガラスに接触するようになるが、可動部また
は可動部に接触するシリコンまたはガラスの少なくとも
一方に不純物がイオン注入されているのでシリコン基板
とシリコンまたはガラスとは硬度差がかなり大きくな
り、可動部がシリコンまたはガラスに押し付けられたと
きに密着度が高まる。
を行ったときにシリコン基板の一部である可動部がシリ
コンまたはガラスに接触するようになるが、可動部また
は可動部に接触するシリコンまたはガラスの少なくとも
一方に不純物がイオン注入されているのでシリコン基板
とシリコンまたはガラスとは硬度差がかなり大きくな
り、可動部がシリコンまたはガラスに押し付けられたと
きに密着度が高まる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を、以下、図面に基づいて
説明する。図１において、１はＳｉ基板、２及び３はガ
ラス、４はガラス３上に形成された電極である。
説明する。図１において、１はＳｉ基板、２及び３はガ
ラス、４はガラス３上に形成された電極である。
【００１２】ガラス２には気体または液体の導入口５及
び導出口６が形成されている。
び導出口６が形成されている。
【００１３】そして、電極４を一方の電極とし、Ｓｉ基
板を他方の電極として静電的に可動部１ａを動かすこと
によって導入口５と導出口６との間の流通路を遮断した
り、開口したりする。
板を他方の電極として静電的に可動部１ａを動かすこと
によって導入口５と導出口６との間の流通路を遮断した
り、開口したりする。
【００１４】ここで、可動部１ａとガラス２との接触部
分には不純物がイオン注入されており、高硬度部７を形
成している。
分には不純物がイオン注入されており、高硬度部７を形
成している。
【００１５】したがって、ガラス２と高硬度部７の硬度
差が大きくなっているので、可動部１ａがガラス２に押
し付けられたときに、密着度が高まりシール性能が向上
するとともに高硬度部７に傷が付きにくい。
差が大きくなっているので、可動部１ａがガラス２に押
し付けられたときに、密着度が高まりシール性能が向上
するとともに高硬度部７に傷が付きにくい。
【００１６】このイオン注入のイオン種には様々なもの
が使用できるが、例えばＢ（ホウ素）、Ｎ（窒素）、Ｃ
（炭素）等がよく用いられる。
が使用できるが、例えばＢ（ホウ素）、Ｎ（窒素）、Ｃ
（炭素）等がよく用いられる。
【００１７】図２は高硬度部７を形成するイオン注入の
イオン種によってどのように硬度が変化するのかを示し
ている。図２の横軸はイオン注入量（イオン注入された
イオンの個数）を示し、縦軸はイオン注入されたＳｉ基
板の相対硬度を示している。ここで、イオン注入されな
かった場合のＳｉ基板の硬度を基準としその値を1.0と
している。この図からもわかるように低エネルギーでイ
オンを注入するよりも高エネルギーでイオンを注入した
方が高硬度層を形成することができる。
イオン種によってどのように硬度が変化するのかを示し
ている。図２の横軸はイオン注入量（イオン注入された
イオンの個数）を示し、縦軸はイオン注入されたＳｉ基
板の相対硬度を示している。ここで、イオン注入されな
かった場合のＳｉ基板の硬度を基準としその値を1.0と
している。この図からもわかるように低エネルギーでイ
オンを注入するよりも高エネルギーでイオンを注入した
方が高硬度層を形成することができる。
【００１８】次に，本発明のマイクロバルブの作成方法
を述べる。図３（ａ）に示すようにまずＳｉ基板１のイ
オン注入を行う部分だけを残してレジストマスク１１で
被覆し、イオン注入を行う。そして、レジストマスク１
１を除去した後、図３（ｂ）に示すようにガラス部分と
接する部分にはＳｉ3 Ｎ4 マスク１２を形成する。
を述べる。図３（ａ）に示すようにまずＳｉ基板１のイ
オン注入を行う部分だけを残してレジストマスク１１で
被覆し、イオン注入を行う。そして、レジストマスク１
１を除去した後、図３（ｂ）に示すようにガラス部分と
接する部分にはＳｉ3 Ｎ4 マスク１２を形成する。
【００１９】次いで、ＫＯＨ水溶液等でＳｉ基板１の上
面からの片面エッチングを行う。Ｓｉ基板１が、エッチ
ングにより図３（ｃ）に示すような形状となった後、Ｓ
ｉ3Ｎ4 マスク１２を除去する。
面からの片面エッチングを行う。Ｓｉ基板１が、エッチ
ングにより図３（ｃ）に示すような形状となった後、Ｓ
ｉ3Ｎ4 マスク１２を除去する。
【００２０】一方、ガラス２の導入口や導出口及びガラ
ス３の形状については電解放電加工法等を用いて加工を
行っておく。ガラス３の電極４については、前記加工さ
れたガラス３にＡｕ等の金属を蒸着することによって得
られる。
ス３の形状については電解放電加工法等を用いて加工を
行っておく。ガラス３の電極４については、前記加工さ
れたガラス３にＡｕ等の金属を蒸着することによって得
られる。
【００２１】そして、上述の方法により加工されたＳｉ
基板１を中央部にし、導入口及び導出口が形成されたガ
ラス２を最上部にし、電極が形成されたガラス３を最下
部とし、マイクロマシニング技術で用いられている陽極
接合法などによりこれらをはり合わせる。
基板１を中央部にし、導入口及び導出口が形成されたガ
ラス２を最上部にし、電極が形成されたガラス３を最下
部とし、マイクロマシニング技術で用いられている陽極
接合法などによりこれらをはり合わせる。
【００２２】以上のマイクロバルブの作成方法において
は、従来のマイクロバルブの作成方法の過程に図３
（ａ）の工程を付け加えただけであるので、非常に簡単
な方法で可動部１ａとガラス２の密着度が高いマイクロ
バルブを作成することができる。なお、図１の構成では
２をガラスとしているが、２をシリコンとし上記と同様
な方法で可動部１ａに対向するシリコン２の部分に不純
物をイオン注入し、シリコン基板１の可動部１ａ部分に
は不純物をイオン注入しないで、シリコン２と可動部１
ａとの硬度差を大きくすることによってもシール性能が
良く、高硬度部７には傷の付きにくいマイクロバルブが
得られる。
は、従来のマイクロバルブの作成方法の過程に図３
（ａ）の工程を付け加えただけであるので、非常に簡単
な方法で可動部１ａとガラス２の密着度が高いマイクロ
バルブを作成することができる。なお、図１の構成では
２をガラスとしているが、２をシリコンとし上記と同様
な方法で可動部１ａに対向するシリコン２の部分に不純
物をイオン注入し、シリコン基板１の可動部１ａ部分に
は不純物をイオン注入しないで、シリコン２と可動部１
ａとの硬度差を大きくすることによってもシール性能が
良く、高硬度部７には傷の付きにくいマイクロバルブが
得られる。
【００２３】また、上述の実施例ではマイクロバルブの
Ｓｉ基板１の可動部１ａにＢやＣやＮの不純物をイオン
注入することによって、ガラスよりもＳｉ基板１の可動
部１ａの方の硬度を高めるようにしているが、例えばＦ
ｅ（鉄）のように重い原子イオンを用いてＳｉ基板の可
動部にイオン注入を施し、Ｓｉ基板の可動部の方の硬度
を小さくするようにしても良いし、２をシリコンとしこ
のシリコン２の方にＦｅ（鉄）のように重い原子イオン
をイオン注入しシリコン２の方の硬度を小さくするよう
にしても良い。
Ｓｉ基板１の可動部１ａにＢやＣやＮの不純物をイオン
注入することによって、ガラスよりもＳｉ基板１の可動
部１ａの方の硬度を高めるようにしているが、例えばＦ
ｅ（鉄）のように重い原子イオンを用いてＳｉ基板の可
動部にイオン注入を施し、Ｓｉ基板の可動部の方の硬度
を小さくするようにしても良いし、２をシリコンとしこ
のシリコン２の方にＦｅ（鉄）のように重い原子イオン
をイオン注入しシリコン２の方の硬度を小さくするよう
にしても良い。
【００２４】この場合でもＳｉ基板の可動部とガラスと
の密着度は大きくなるのでシール性能が向上する。
の密着度は大きくなるのでシール性能が向上する。
【００２５】なお、重い原子イオンを用いる場合のマイ
クロバルブの作成方法は図３のイオン注入時にイオン種
を変えるだけであり、同じ作成方法によって行うことが
できる。
クロバルブの作成方法は図３のイオン注入時にイオン種
を変えるだけであり、同じ作成方法によって行うことが
できる。
【００２６】さらに、２をシリコンとし可動部１ａ及び
これに対向するシリコン２の部分の両方に図３による方
法でＢやＣやＮ等の不純物のイオン注入を施し、両方の
部分の硬度を高くすることによって、シール面に傷が生
じにくく寿命が長いマイクロバルブを作成することがで
きる。
これに対向するシリコン２の部分の両方に図３による方
法でＢやＣやＮ等の不純物のイオン注入を施し、両方の
部分の硬度を高くすることによって、シール面に傷が生
じにくく寿命が長いマイクロバルブを作成することがで
きる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
バルブによればマイクロバルブの可動部またはこれに対
向する部分に不純物をイオン注入しているので可動部と
対向部との硬度差が大きくなり、可動部を対向部に押し
付けたときに密着度を高めることができ、シール性能を
良くすることができる。
バルブによればマイクロバルブの可動部またはこれに対
向する部分に不純物をイオン注入しているので可動部と
対向部との硬度差が大きくなり、可動部を対向部に押し
付けたときに密着度を高めることができ、シール性能を
良くすることができる。
【図１】本発明の一実施例のマイクロバルブを示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明のマイクロバルブにおいてイオン注入量
と相対硬度の関係を示す図である。
と相対硬度の関係を示す図である。
【図３】本発明のマイクロバルブの作成方法を示す図で
ある。
ある。
【図４】従来のマイクロバルブの構造を示す図である。
【図５】従来のマイクロバルブの構造を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコンまたはガラスと、前記シリコン
またはガラス上に形成され、流体シール部を備えた可動
部を有するシリコン基板と、前記シリコン基板上に形成
され、気体または液体を導入する導入口と出力する導出
口とを有するシリコンまたはガラスとを備え、前記可動
部または可動部に対向するシリコンまたはガラスの少な
くとも一方に不純物がイオン注入されたことを特徴とす
るマイクロバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12940893A JPH06341556A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | マイクロバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12940893A JPH06341556A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | マイクロバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341556A true JPH06341556A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15008810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12940893A Pending JPH06341556A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | マイクロバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06341556A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19821638A1 (de) * | 1998-05-14 | 1999-11-25 | Festo Ag & Co | Mikroventil |
| JP2005180530A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電駆動型半導体マイクロバルブ |
| JP2005347664A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 香り発生チップ及びその製作方法 |
| JP2009186017A (ja) * | 2009-05-26 | 2009-08-20 | Panasonic Electric Works Co Ltd | マイクロバルブ |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12940893A patent/JPH06341556A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19821638A1 (de) * | 1998-05-14 | 1999-11-25 | Festo Ag & Co | Mikroventil |
| DE19821638C2 (de) * | 1998-05-14 | 2000-07-06 | Festo Ag & Co | Mikroventil |
| EP1078167B1 (de) * | 1998-05-14 | 2004-06-09 | FESTO AG & Co | Mikroventil |
| JP2005180530A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電駆動型半導体マイクロバルブ |
| JP4572534B2 (ja) * | 2003-12-18 | 2010-11-04 | パナソニック電工株式会社 | 静電駆動型半導体マイクロバルブ |
| JP2005347664A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 香り発生チップ及びその製作方法 |
| JP2009186017A (ja) * | 2009-05-26 | 2009-08-20 | Panasonic Electric Works Co Ltd | マイクロバルブ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| De Boer et al. | Guidelines for etching silicon MEMS structures using fluorine high-density plasmas at cryogenic temperatures | |
| US20160111394A1 (en) | Method for permanent bonding of wafers | |
| CN103477420B (zh) | 永久性粘合晶片的方法 | |
| US5221425A (en) | Method for reducing foreign matter on a wafer etched in a reactive ion etching process | |
| CN109427534A (zh) | 脱离控制方法和等离子体处理装置 | |
| JPH06341556A (ja) | マイクロバルブ | |
| CN1508849A (zh) | 用于在干刻蚀期间防止晶片边缘损坏的装置 | |
| CN110211870B (zh) | 晶圆减薄方法 | |
| US20070105239A1 (en) | Method of forming vertical microelectrodes in a microchannel | |
| JP2007533467A (ja) | ナノチャンネルを製造する方法およびこの方法で製造したナノチャンネル | |
| JPH02260424A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| CN103824767A (zh) | 一种深硅通孔的刻蚀方法 | |
| JPH04358071A (ja) | 真空処理装置 | |
| US20220082181A1 (en) | Method for manufacturing a micromechanical device and micromechanical valve | |
| CN109860039A (zh) | 一种磁场辅助化学刻蚀的装置及方法 | |
| Spiering et al. | Realization of mechanical decoupling zones for package-stress reduction | |
| JPS6044825B2 (ja) | エツチング方法 | |
| Phi et al. | Wafer-level fabrication of an EWOD-driven micropump | |
| CN104934293B (zh) | 一种金属层图形化方法 | |
| CN104637808B (zh) | 一种解决底切问题的刻蚀方法 | |
| JPH02280323A (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| JPS6393114A (ja) | ドライエツチング装置 | |
| US6579408B1 (en) | Apparatus and method for etching wafer backside | |
| Bertz et al. | The formation of very flat silicon sidewalls by dry etching | |
| JPH08293617A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |