JPS59166703A - 流体素子及びその製造法 - Google Patents
流体素子及びその製造法Info
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- JPS59166703A JPS59166703A JP4016083A JP4016083A JPS59166703A JP S59166703 A JPS59166703 A JP S59166703A JP 4016083 A JP4016083 A JP 4016083A JP 4016083 A JP4016083 A JP 4016083A JP S59166703 A JPS59166703 A JP S59166703A
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- thin film
- silicon single
- anisotropic etching
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
- F15C5/00—Manufacture of fluid circuit elements; Manufacture of assemblages of such elements integrated circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Pressure Sensors (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】
本発明は、流体素子及びその製造法に関し、更に詳しく
は、精密微細な流路を備えるとともに、素子及び回路の
特性に影響を及ぼづことなく流路内の圧力等を測定でき
る流体素子及びその製法を提示するものである。
は、精密微細な流路を備えるとともに、素子及び回路の
特性に影響を及ぼづことなく流路内の圧力等を測定でき
る流体素子及びその製法を提示するものである。
従来、流体素子においては、圧力測定のために、流体素
子回路を外部の圧力計へ連接づる回路を設けるとか、圧
力変換器等を流路内ｌ＼挿入する等の手段が講じられて
いるが、外部圧力計を併置するものにおいては、連結用
管路を短く設定するこζを要するために流体素子或いは
圧力計の配置に制約を受け、内部圧力計を用いるものに
おいては、流路内に挿入された測定素子により擾乱を生
じさせるおそれがあり、また測定素子挿入が可能である
流路の大きさに限界があって微゛細な流路を備えるもの
においては不可能である。
子回路を外部の圧力計へ連接づる回路を設けるとか、圧
力変換器等を流路内ｌ＼挿入する等の手段が講じられて
いるが、外部圧力計を併置するものにおいては、連結用
管路を短く設定するこζを要するために流体素子或いは
圧力計の配置に制約を受け、内部圧力計を用いるものに
おいては、流路内に挿入された測定素子により擾乱を生
じさせるおそれがあり、また測定素子挿入が可能である
流路の大きさに限界があって微゛細な流路を備えるもの
においては不可能である。
本発明は上記した従来技術による流体素子における問題
点に鑑み、微細かつ精密な流路を備え、しかも流れを擾
乱させることなく、流路内圧力を高精度に計測し得る測
定手段を併設できる流体素子及びその製造法を提示する
ものである。
点に鑑み、微細かつ精密な流路を備え、しかも流れを擾
乱させることなく、流路内圧力を高精度に計測し得る測
定手段を併設できる流体素子及びその製造法を提示する
ものである。
本発明の流体素子は、シリコン単結晶基板上に異方性エ
ツチング加工により流体素子回路に相当りる溝を形成し
、置溝の開口側を被覆することにより流体素子回路を構
成させ、基板の外側面の回路の圧力測定個所に対応する
位置に異方性エツチング加工を施しＣ薄膜部を形成し、
該薄膜部によりダイヤフラム型圧力センサーを構成した
ものである。
ツチング加工により流体素子回路に相当りる溝を形成し
、置溝の開口側を被覆することにより流体素子回路を構
成させ、基板の外側面の回路の圧力測定個所に対応する
位置に異方性エツチング加工を施しＣ薄膜部を形成し、
該薄膜部によりダイヤフラム型圧力センサーを構成した
ものである。
本発明の流体素子製造法は下記の工程を含む。
■両面を鏡面に研磨された一定厚さのシリコン単結晶基
板の一方の面に、異方性エツチング加工を施づことによ
り、流体素子回路に相当づる形状を備える溝を形成させ
る工程。
板の一方の面に、異方性エツチング加工を施づことによ
り、流体素子回路に相当づる形状を備える溝を形成させ
る工程。
■上記のシリコン単結晶基板の溝を付された面と反対側
の面の流体素子回路における圧力測定個所に相当する部
分に、局部的に置方性エツチング加工を施して薄膜部を
形成させる工程。
の面の流体素子回路における圧力測定個所に相当する部
分に、局部的に置方性エツチング加工を施して薄膜部を
形成させる工程。
■上記工程により形成されｌ〔薄膜部に不純物を選択拡
散させて拡散抵抗を形成し、これを半導体歪ゲージとし
てブリッジ回路を構成（る工程。
散させて拡散抵抗を形成し、これを半導体歪ゲージとし
てブリッジ回路を構成（る工程。
■上記の各工程を経たシリコン単結晶基板の溝形成側の
面に、平坦なガラス板もしくは鏡面対称をなす溝を形成
された他のシリコン単結晶基板をを接着させる工程。
面に、平坦なガラス板もしくは鏡面対称をなす溝を形成
された他のシリコン単結晶基板をを接着させる工程。
以下、図面により本発明の実施例について述べる。第１
図に示すごとく、結晶の（１１０）面に沿って表裏両面
を鏡面研磨された０型シリコン単結晶基板１（厚さ約４
００μｍ）を用い、全面に熱酸化（あるいはＣＶＤ法）
により耐化皮膜（又は全化皮ＩＩＩ）を形成し、この皮
膜に対しフォトエツチングを施して流体素子回路に相当
覆る平面形状を備えるエツチングマスクを形成し、次い
で、ＫＯＨ４４％、エチルアル」−ル２０％、を含み、
浴温略８０℃に保たれた水酸化カヂウム水溶液又はエチ
レンジアミン１７ｃｃ、ピロカテコール３ｇ、水８ｃｃ
の割合で混合され、浴渇略１１０℃に保たれたＡｂｌ）
液を用いて異方性エツチング加工を施すことにより、深
さ約２００μｍの溝３を形成させ、次に、流体素子の回
路中１．：おける圧力検出位Ｍ４を設定し、シリコン単
結晶基板１の溝形成面に対し反対側面の圧力検出位置４
に対応する個所に、第２図に及び第３図に示す如く、上
記した異方性エツチング加工を施して薄膜部６を形成し
、上記薄膜部６に例えばボロン等の不純物を選択拡散さ
せてｐ型の拡散抵抗７を形成し、これを半導体歪ゲージ
として構成し、次いで、シリ」ン単結晶基板１の溝３に
を形成された側面に、第４図に示す如く、平坦なガラス
板９をガラス系接着材８により接着するか、或いは第５
図に示す如く、シリコン単結晶基板゛１に形成された溝
３と鏡対称となる溝３−を形成されたシリコン単結晶基
板１′を接着剤８により接着させて流路１０を完成させ
た。
図に示すごとく、結晶の（１１０）面に沿って表裏両面
を鏡面研磨された０型シリコン単結晶基板１（厚さ約４
００μｍ）を用い、全面に熱酸化（あるいはＣＶＤ法）
により耐化皮膜（又は全化皮ＩＩＩ）を形成し、この皮
膜に対しフォトエツチングを施して流体素子回路に相当
覆る平面形状を備えるエツチングマスクを形成し、次い
で、ＫＯＨ４４％、エチルアル」−ル２０％、を含み、
浴温略８０℃に保たれた水酸化カヂウム水溶液又はエチ
レンジアミン１７ｃｃ、ピロカテコール３ｇ、水８ｃｃ
の割合で混合され、浴渇略１１０℃に保たれたＡｂｌ）
液を用いて異方性エツチング加工を施すことにより、深
さ約２００μｍの溝３を形成させ、次に、流体素子の回
路中１．：おける圧力検出位Ｍ４を設定し、シリコン単
結晶基板１の溝形成面に対し反対側面の圧力検出位置４
に対応する個所に、第２図に及び第３図に示す如く、上
記した異方性エツチング加工を施して薄膜部６を形成し
、上記薄膜部６に例えばボロン等の不純物を選択拡散さ
せてｐ型の拡散抵抗７を形成し、これを半導体歪ゲージ
として構成し、次いで、シリ」ン単結晶基板１の溝３に
を形成された側面に、第４図に示す如く、平坦なガラス
板９をガラス系接着材８により接着するか、或いは第５
図に示す如く、シリコン単結晶基板゛１に形成された溝
３と鏡対称となる溝３−を形成されたシリコン単結晶基
板１′を接着剤８により接着させて流路１０を完成させ
た。
本発明の流体素子及び製造法は、上記した構成要件を備
えでいることにより下記づ゛る効果を奏づる。
えでいることにより下記づ゛る効果を奏づる。
■シリコン単結晶基板を用い、異方性エツチング加工に
より流体流路に相当づる溝を形成Ｊる構成となっている
ために、流路の断面形状が正確な四角形に形成され、微
細な流路であっても精密に形成される。
より流体流路に相当づる溝を形成Ｊる構成となっている
ために、流路の断面形状が正確な四角形に形成され、微
細な流路であっても精密に形成される。
■シリコン単結晶基板自体に形成された薄膜部に歪ゲー
ジを構成しているので、流体の流れに擾乱を生起させる
おそれが全くなく、正確な計測がなされる。
ジを構成しているので、流体の流れに擾乱を生起させる
おそれが全くなく、正確な計測がなされる。
■半導体であるシリコン単結晶々Ａを基板とじ−（使用
しているので、ＩＣ或いはＬＳＩのプロセス技術を利用
して半導体としての性質を更に生かすようにすることに
より、圧力センサーに限定されず、温度センサーその他
の各種ヒンサーデバイス或いはこれらセンサー拗＼らの
信号を増幅したり、温度補償を行なつ）ＣすＪる同辺デ
バイスを同一素子上に形成することが可能であって、流
体素子の多機能化を図ることができる。
しているので、ＩＣ或いはＬＳＩのプロセス技術を利用
して半導体としての性質を更に生かすようにすることに
より、圧力センサーに限定されず、温度センサーその他
の各種ヒンサーデバイス或いはこれらセンサー拗＼らの
信号を増幅したり、温度補償を行なつ）ＣすＪる同辺デ
バイスを同一素子上に形成することが可能であって、流
体素子の多機能化を図ることができる。
第１図はシリ」ン単結晶基板上における流路形成用溝の
形状及びセンサー描成のための薄膜部の位置を示タ一平
面図、第２図は第１図中に円をもって囲む薄膜部形成部
分を示ず部分拡大図、第３図及び第４図は組立構造を示
Ｊ−正面図である。 １．１′・・・シリコン単結晶基板、 ３，３′・・・
溝、 ４・・１・圧力検出位置、 ６・・・薄膜部、
７・・・拡散抵抗、 ８・・・接着剤、 ９・・・ガラ
ス板、 １０・・・流路。 特許出願人 日本オイルシール工業株式会社 第１゛図 第２図 Ｏ 第３図 第４図 手続７市正書（自発） 昭和５８年８月４日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第４０１６０号 ２、発明の名称 流体素子及びその製造法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 １０５ （３）明細書の図面の簡単な説明の欄 （１）明細書の特許請求の範囲の欄の記載を別紙の通り
に訂正づる。 （２）明細書の第３ページ第６行乃至第７行に記載の１
本発明の流体素子は、シリコン単結晶基板上に異方性エ
ツチング加工により」を、「本発明の流体素子は、結晶
の（１１０）面を基盤面とするシリコン単礁晶基板に、
異方性エツチング加工を施して、」に訂正する。 〈３）明細書の第３ページ第１５行に記載の［■両面を
鏡面に研磨された」を、 ［■結晶の（１１０）面を基盤面として両面を鏡面に研
磨された」に訂正覆る。 （４）明細書の第４ページ第８行乃至第９行に記載の「
単結晶基板をを接着」を、 「単結晶基板を接着」に訂正する。 （５）明細書の第４ページ第１４行乃至第１５行に記載
の１蛮化皮膜」を、 「窒化皮膜」に訂正する。 （６）明細書の第４ページ第１８行乃至第１９行に記載
の「エチルアルコール２０％、を含み、浴温路８０℃に
」を、 「エチルアルコール２０％を含み、浴温的８０℃」に訂
正する。 （７）明細書の第５ページ第１行乃至第２行に記載の［
浴温路１１０℃に保たれたＡｂｌ）液を用いてＪを、 ［浴温的１１０℃に保１〔れたＡＤＰ液を用いて、］に
訂正する。 （８）明細書の第５ページ第７行に記載の「第２図に及
び」を、 「第２図及び」に訂正１−タる。 （９・）明細書の第５ページ第１１行に記載の「ゲージ
として構成し、」を、 ［ゲージとしてブリッジ回路を構成し、」に訂正する。 （１０）明細書の第５ページ第１２行に記載の［溝３に
を形成された側面に、」を、 「溝３が形成された面に、ｊに訂正する。 （１１）明細書の第５ページ第１６行に記載の「鏡対称
」を、 「鏡面対称」に訂正づる。 （１２）明細書の第６ページ第１行に記載の［■シリコ
ン単結晶板を用い、］を、 「■結晶の（１１０）面を基盤面とするシリコン単結晶
板を用い、」に訂正】る。 （１３）明細書の第７ページ第６行に記載の「１・・・
単結晶基板、」を、 「１・・・結晶の（１１０）面を基盤面とづるシリコン
単結晶板、」に訂正する。 以 上 訂正 特許請求の範囲 １、結晶の（１１０）面を基盤面とするシリコン単結晶
基板の一方の側面に異方性エツチング加工により形成さ
れた溝を流体流路とし、前記シリコをセンサーとづる流
体素子。 ２、結晶の（１１０）面を基盤面とするシリコン単結晶
基板の一方の面に異方性エツチング加工を施して流体素
子回路に相当する溝を形成覆る工程、前記溝に対応する
前記シリコン単結晶基板の他方の面に異方性エツチング
加工を施して局部的に薄膜部を形成する工程、該薄膜部
に不純物を拡散させて拡散抵抗を形成し、該拡散抵抗を
歪ゲージとするブリッジ回路を構成する工程及び前記シ
リコン単結晶基板の溝形成側に、平坦な板もしくは前記
溝と鏡面対称をなす溝を形成されたシリコン単結晶基板
を接着させて前記溝により流体流路を構成する工程を含
む流体素子の製造法。
形状及びセンサー描成のための薄膜部の位置を示タ一平
面図、第２図は第１図中に円をもって囲む薄膜部形成部
分を示ず部分拡大図、第３図及び第４図は組立構造を示
Ｊ−正面図である。 １．１′・・・シリコン単結晶基板、 ３，３′・・・
溝、 ４・・１・圧力検出位置、 ６・・・薄膜部、
７・・・拡散抵抗、 ８・・・接着剤、 ９・・・ガラ
ス板、 １０・・・流路。 特許出願人 日本オイルシール工業株式会社 第１゛図 第２図 Ｏ 第３図 第４図 手続７市正書（自発） 昭和５８年８月４日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第４０１６０号 ２、発明の名称 流体素子及びその製造法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 １０５ （３）明細書の図面の簡単な説明の欄 （１）明細書の特許請求の範囲の欄の記載を別紙の通り
に訂正づる。 （２）明細書の第３ページ第６行乃至第７行に記載の１
本発明の流体素子は、シリコン単結晶基板上に異方性エ
ツチング加工により」を、「本発明の流体素子は、結晶
の（１１０）面を基盤面とするシリコン単礁晶基板に、
異方性エツチング加工を施して、」に訂正する。 〈３）明細書の第３ページ第１５行に記載の［■両面を
鏡面に研磨された」を、 ［■結晶の（１１０）面を基盤面として両面を鏡面に研
磨された」に訂正覆る。 （４）明細書の第４ページ第８行乃至第９行に記載の「
単結晶基板をを接着」を、 「単結晶基板を接着」に訂正する。 （５）明細書の第４ページ第１４行乃至第１５行に記載
の１蛮化皮膜」を、 「窒化皮膜」に訂正する。 （６）明細書の第４ページ第１８行乃至第１９行に記載
の「エチルアルコール２０％、を含み、浴温路８０℃に
」を、 「エチルアルコール２０％を含み、浴温的８０℃」に訂
正する。 （７）明細書の第５ページ第１行乃至第２行に記載の［
浴温路１１０℃に保たれたＡｂｌ）液を用いてＪを、 ［浴温的１１０℃に保１〔れたＡＤＰ液を用いて、］に
訂正する。 （８）明細書の第５ページ第７行に記載の「第２図に及
び」を、 「第２図及び」に訂正１−タる。 （９・）明細書の第５ページ第１１行に記載の「ゲージ
として構成し、」を、 ［ゲージとしてブリッジ回路を構成し、」に訂正する。 （１０）明細書の第５ページ第１２行に記載の［溝３に
を形成された側面に、」を、 「溝３が形成された面に、ｊに訂正する。 （１１）明細書の第５ページ第１６行に記載の「鏡対称
」を、 「鏡面対称」に訂正づる。 （１２）明細書の第６ページ第１行に記載の［■シリコ
ン単結晶板を用い、］を、 「■結晶の（１１０）面を基盤面とするシリコン単結晶
板を用い、」に訂正】る。 （１３）明細書の第７ページ第６行に記載の「１・・・
単結晶基板、」を、 「１・・・結晶の（１１０）面を基盤面とづるシリコン
単結晶板、」に訂正する。 以 上 訂正 特許請求の範囲 １、結晶の（１１０）面を基盤面とするシリコン単結晶
基板の一方の側面に異方性エツチング加工により形成さ
れた溝を流体流路とし、前記シリコをセンサーとづる流
体素子。 ２、結晶の（１１０）面を基盤面とするシリコン単結晶
基板の一方の面に異方性エツチング加工を施して流体素
子回路に相当する溝を形成覆る工程、前記溝に対応する
前記シリコン単結晶基板の他方の面に異方性エツチング
加工を施して局部的に薄膜部を形成する工程、該薄膜部
に不純物を拡散させて拡散抵抗を形成し、該拡散抵抗を
歪ゲージとするブリッジ回路を構成する工程及び前記シ
リコン単結晶基板の溝形成側に、平坦な板もしくは前記
溝と鏡面対称をなす溝を形成されたシリコン単結晶基板
を接着させて前記溝により流体流路を構成する工程を含
む流体素子の製造法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコン単結晶基板上に異方性エツチング加工によ
り形成された満により流体流路を構成し、異方性エツチ
ング加工により、前記溝に対応する前記シリコン単結晶
基板の外側面に形成された薄膜部をセンサーとする流体
素子。 ２、シリコン単結晶基板の一方の面に異方性エツチング
加工を施して流体素子回路に相当する溝を形成する工程
、前記溝に対応する前記基板の他方の面にエツチング加
工を施して局部的にｉＪＩＭ部を形成する工程、該薄膜
部に不純物を拡散させて拡散抵抗を形成し、該拡散抵抗
を歪ゲージとするブリッジ回路を構成づる工程及び前記
基板の溝形成側に、平坦な板もしくは前記溝と鏡面対称
をなす溝を形成されたシリコン単結晶基板を接ｄさせて
前記溝により流体流路を構成づ・る工程を含む流体素子
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016083A JPS59166703A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 流体素子及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016083A JPS59166703A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 流体素子及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166703A true JPS59166703A (ja) | 1984-09-20 |
| JPH0368242B2 JPH0368242B2 (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=12573006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4016083A Granted JPS59166703A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 流体素子及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59166703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045644A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | The University Of Washington | Valveless liquid microswitch |
-
1983
- 1983-03-11 JP JP4016083A patent/JPS59166703A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045644A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | The University Of Washington | Valveless liquid microswitch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0368242B2 (ja) | 1991-10-25 |
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