KR100409145B1 - 마이크로밸브및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 마이크로 밸브(1)는 서로 고정적으로 결합되고 또한 서로 별개로 제조되는 전자 구동장치(2)와 다층형의 하부 밸브 부분(17)으로 이루어져 있다. 하부 밸브 부분(17)은 최소한 1 개의 전기자(18) 및 축방향으로 가동의 밸브 폐쇄 소자(20) 및 마이크로 밸브(1)의 축방향 가동의 구성부분을 최소한 부분적으로 에워싸는 케이싱(12)을 갖추고 있다. 하부 밸브 부분(17)은 금속 전도 석출에 의해 차례로 상하에 구성된다(다층전도법).
본 발명의 마이크로 밸브는 예를 들면 내연기관의 연료 분사 장치로 사용하기에 적합하다.

Description

마이크로 밸브 및 그 제조방법
접합된 복수의 층으로 형성되는 마이크로 밸브는 특히 독일 특허출원 공개 제 4221089 호 명세서에 의거해서 모두 공지이다. 상기 간행물에 기재된 마이크로밸브는 층형상으로 상하로 설치된 3 개의 구성 부분으로 되어 있다. 이들의 구성 부분은 플라스틱 재료 또는 알루미늄으로 되어 있다. 마이크로 밸브의 폐쇄 부재는 금속 분말을 함유하는 주형 플라스틱으로 되어 있고, 또한 복수의 층으로 구성되어 있다. 밸브를 제조하기 위해서는 플라스틱 성형 프로세스, 특히 사출 성형 혹은 구조 성형을 위해 엠보싱(embossing) 가공된다. 사용되는 플라스틱의 강도 또는 화학적 저항성은 규정의 작업 환경에 반드시 가장 적합하다고는 할 수 없다.
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 기재한 형식의 마이크로 밸브 및 청구항 제 11항에 기재한 형식의 마이크로 밸브의 제조방법에 관한 것이다.
도 1 은 제 1 마이크로 밸브의 단면도.
도 2 는 제 2 마이크로 밸브의 단면도.
도 3 은 S 형 분사 구멍이 부착된 원판을 갖춘 제 3 마이크로 밸브의 단면도.
도 4 는 환상 슬릿 노즐을 갖춘 제 4 마이크로 밸브의 단면도.
도 5 는 가동 환형상 슬릿 노즐을 갖춘 제 5 마이크로 밸브의 단면도.
도 6 은 S 형 분사 구멍이 부착된 원판을 갖춘 제 6 마이크로 밸브의 단면도.
도 7 은 마이크로 밸브용의 환형상 슬릿 노즐을 내장한 밸브 폐쇄부재의 제조 프로세스의 개략적인 단면도.
도 8 은 마이크로 밸브용의 전도 석출층의 가로 방향 피복 성장 프로세스의 개략적인 단면도.
본 발명의 마이크로 밸브는 청구항 제 1 항에 기재된 대로 마이크로 밸브가 서로 별개로 구성된 2 개의 기본 구성 블록, 즉 전자 구동 장치와 다층형의 하부 밸브 부분으로 구성되고 하부 밸브 부분이 최소한 1 개의 전기자와 밸브 폐쇄 소자와 밸브 시트면과 최소한 1 개의 출구를 갖추고 또한 하부 밸브 부분의 구성부분이금속 전도 석출에 의해 제작되어 있는 것을 특징으로 하고, 또한 특히 저렴하고 또한 간단하게 금속으로 제조되는 이점을 갖고 있다. 따라서 마이크로 밸브에 있어서 일체의 명확한 금속 특성이 얻어진다. 더욱이 마이크로 밸브의 전도 석출된 개개의 금속 구성 부분에 대해서는 종래 공지의 마이크로 밸브의 제조시에 가능했던 보다 좁은 공차 및 보다 저렴한 제작비를 유지할 수가 있다.
본 발명의 마이크로 밸브에 있어서 특히 유리한 점은 이 마이크로 밸브가 공지의 마이크로 밸브에서 생기는 밸브 폐쇄 소자에 대한 힘 및 모멘트의 보상을 갖추지 아니한 것이다. 압력 평형식 마이크로 밸브는 잘못하면 고부하를 받는 다이어프램을 갖게 된다. 압력 평형식 마이크로 밸브를 본 발명과 같이 구성하므로서 기계적으로 고부하를 받는 다이어프램을 구성 요소로서 필요로 하지 아니하는 이점이 있다. 마이크로 밸브의 밸브 스트로크와 절환할 유체압과 가로 방향 치수(X 축방향, y 축 방향의 치수)의 서로 관련성은 없어진다. 이에 따라서 적은 부피 흐름 및 큰 밸브 스토로크를 갖춘 변화 실시 형태의 마이크로 밸브도 제작할 수가 있다.
청구항 제 2 내지 제 10 항에 기재된 수단에 의해 청구항 제 1 항에 기재된 마이크로 밸브의 유리한 구성으로 바꾸는 개량이 가능하다.
금속 전도 석출에 의해 마이크로 밸브에 각종 다른 무화기(霧化器) 구조를 매우 간단하게 조립할 수 있다. 예를 들면 궁극적으로는 소위 「S 자형」분사 구멍이 달린 원판 또는 환형상 슬릿 노즐을 형성하는 복수의 금속층을 문제없이 석출할 수가 있다. 마이크로 밸브에 이와같이 전도 석출된 환형상 슬릿 노즐에 의해 유체를 특히 균등하게 극미세 안개화할 수가 있다. 이때문에 환형상 슬릿 노즐은 최소한 1 개의 중단이 없는 링슬릿을 갖추므로서 분출해야 할 유체는 링 슬릿의 바로 하류측에서 연계한 원환 형상의 분사층 흐름을 형성한다. 이 분사층 흐름은 하류 방향으로 향해서 차츰 지름을 증대시켜서 극미소 액체 방울로 붕괴한다.
마이크로 밸브에서 S 자형 분사 구멍이 붙은 원판을 사용하는 경우 높은 안개화도 이외에 벗어난 기묘한 분류 형상을 발생시키는 것이 유리하다. 이 S 자형 분사 구멍이 첨부된 원판은 단분류, 2 분류 및 다분류 스프레이를 위해 예를 들면 장방형, 3 각형, 입자형, 타원형과 같은 무수의 변화 상태의 분류 횡단면을 가능하게 한다. 이와같은 진기한 분류 형상은 예를 들면 내연기관의 각종 다른 흡기관 횡단면에 마이크로 밸브를 연료 분사 밸브로서 사용하는 경우에 규정의 기하학 형상에 대하여 가장 적합하도록 한다.
육안으로 보이는 마이크로스코픽 분사 밸브에 대비해서 구조 부피가 적고 구동장치의 수요 전력이 약간이고 또한 절환 시간이 짧은 이점이 있다.
본 발명에 의한 마이크로 밸브의 제조법의 요지는 청구항 제 11 항에 기재한 대로 금속전도 석출에 의해 마이크로 밸브의 복수의 층을 차례로 상하로 구성하는(다층 전도법) 점에 있다. 본 발명의 제조법의 이점은 마이크로 밸브의 구성 부분을 현저히 대량의 개수 재현 가능한 형식으로 매우 정확하고 또한 저렴하게 동시에 생산할 수가 있고 더욱이 구성부분은 금속으로 구성되어 있는데 의거해서 파손에 대한 내성을 갖추고 또한 예를 들면 폿트형 자석과 같은 별도의 밸브 구성부분에 예를 들면 접착, 납땜 또는 용접에 의해 매우 간편하고 또한 저렴하게 조립시킬 수가 있다. 본 발명의 방법상의 처리 단계는 윤곽이 거의 선택 자유이므로 매우 큰 성형의 자유도를 가능하게 한다. 그 경우 항상 새로운 구조를 갖는 금속 박층을 차례로 상하로 석출하기 위해 UV 오목판 리토그래피, 건식 에칭 또는 제거와 같은 방법을 마이크로전도법(수성 전해도로부터의 금속 석출)과 조합시키는 것이 유리하다. 이 프로세스는 2 층, 3 층 또는 다층의 층을 1 개의 마이크로 밸브를 위해 구성하는데 적합하다.
청구항 제 12 항 이후에 기재한 수단에 의해 청구항 제 11 항에 기재한 마이크로 밸브의 제조법의 유리한 구성과 새로운 개량이 가능해진다.
마이크로 밸브의 2 층의 층을 동일한 전도공정에서 구성하는 것이 특히 유리하고 그 경우 전도의 소위 「가로 방향 피복 성장」이 이용된다. 이 경우 전도 스타트층 및 새로운 포토 레지스트층을 부가적으로 피착하는 일없이 선행층의 포토레지스트 구조를 거쳐서 소기와 같은 금속의 성장은 속행된다. 이 가로 방향 피복 성장에 의해 격별히 현저한 경비 및 시간 절감이 얻어진다. 본 발명의 그밖의 이점 및 유리한 구성은 도면의 상세한 설명에서 명백하다.
다음에 도면에 의거해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 에 단면도로 도시한 마이크로 밸브(1)는 주로 2 개의 협동하는 기본 구성 부분 즉, 마이크로 밸브(1)를 작동하기 위한 전자 구동 장치(2)와 밸브 기능을 다하는 작동부재(3)를 갖춘 하부 밸브 부분(17)으로 되어 있다. 전자 구동 장치(2)는 예를 들면 원통형의 폿트 자석(5)에 의해 구성되어 있고 이 폿트 자석내에는 전자 코일(6)이 내장되어 있다. 밸브 세로 축선(8)을 중심으로 하여 동심적으로 구성된 전자 코일(6)은 반경 방향 안쪽으로 치우침 및 겉쪽으로 치우침으로 완전히 폿트형 자석에 의해 에워싸여져 있다. 작동부재(3)에서 반대 방향의 마이크로 밸브(1) 쪽에서는 예를 들면 2 개의 코일 접속 단자(9)가 마이크로 밸브(1)의 밖으로 연장되어 있고 이 코일 접속 단자를 거쳐서 전자 코일(6)의 급전이 보증된다.
마이크로 밸브(1)의 상부 부분에 있어서 폿트형 자석(5)은 가동실부재를 갖추고 있지 아니하므로 이 폿트형 자석의 제조를 위해서는 예를 들면 펀칭 가공, 엠보싱 가공, 분말 사출 주형, 절삭 가공 공정, 부식 처리 또는 금속 사출 성형(MIN)법과 같은 허용 오차(tolerance) 요구의 비교적 낮은 정밀 기계적 제조법을 적용할 수가 있다. 공지의 금속 사출 성형법은 폿트형 자석(5)의 제조시에 특히 상용되고 또한 예를 들면 관용의 플라스틱 사출 성형기에 있어서 결합제 예를 들면 플라스틱 결합제를 포함한 금속분말로부터의 성형품의 제조와 그것에 계속되는 결합제의 제거 및 잔류하는 금속 분말 구조의 소결로 형성되어 있다. 이 경우 금속분말의 조성은 폿트형 자석(5)의 희망하는 최적의 자기특성에 간단하게 조화할 수가 있다.
전자 코일(6)은 종래 관용하는 바와같이 단수 또는 복수의 와인딩을 갖춘 권성 코일로서 혹은 펀칭 부품으로서 혹은 다층 형상의 박막 구조 또는 두꺼운막 구조를 사용해서 제작할 수가 있다. 단일 와인딩으로 형성되는 튼튼한 코일이 설치되는 경우에는 이 코일을 금속 스트립의 형으로 폿트 자석(5)내에 플레스 끼움을 할 수도 있다. 전자 코일(6) 및 폿트형 자석(5)은 이 경우 내마모성 절연층으로 피복된다. 전자 코일(6)을 장배한 폿트형 자석(5)은 이 폿트 자석(5)에서 이반된 편쪽으로 또한 반경 방향에서 작동부재(3)를 에워싸는 하부 밸브 부분(17)의 케이싱(12)과, 예를 들면 접착, 용접 또는 납땜에 의해 접합되어 있다. 이 케이싱(12)은 요컨대 폿트형 또는 주발형으로 구성되어 있고 따라서 개구부(14)를 갖추고 이 개구부 내에 작동 부재(3)가 설치되어 있다. 마이크로 밸브(1)의 하류측 축방향 종단을 형성하는 케이싱(12)의 하부 플레이트(15)는 예를 들면 밸브 세로 축선(8)에 대해서 동심적으로 형성된 출구 포트(16)를 갖추고 이 출구 포트는 개구부(14)에 직접 연통하여 있다. 작동부재(3)와 서로 어울려서 케이싱(12)은 하부 플레이트(15) 및 경우에 따라서는 이 하부 플레이트(15)에 내장된 천공 원판 또는 노즐 소판을 포함해서 하부 밸브 부분(17)을 형성하고 있다. 폿트형 자석(5)은 궁극적으로는 그것의 외측 제한부로서 마이크로 밸브(1)의 전체 케이싱의 일부를 형성하고 있다.
케이싱(12)의 개구부(14) 내에 설치된 작동부재(3)는 서로 고정적으로 접합된 2 층의 금속층에 의해 형성되고 더욱이 폿트형 자석(5)에 마주한 편의 금속층은 원형 횡단면을 갖춘 플레이트 형상의 전기자(18)이고 또한 하부 플레이트(15)에 마주한 방향의 금속층은 원판 형상의 밸브 폐쇄소자(20)이다. 연질자성의 전기자(18)는, 예를 들면 밸브 폐쇄 소자(20)보다도 큰 직경 및 큰 축방향으로 넓어져(두꺼워) 있다. 작동부재(3)를 형성하고 있는 상술한 양구성 소자는 양자가 서로 어울려서 개구부(14)의 예를 들면 약 3/4 를 점유하고 있다. 마이크로 밸브(1)의 총지름이 예를 들면 10∼12mm 인 경우 전기자(18)는 예를 들면 7.5mm 의 지름을 또한 밸브 폐쇄 소자(20)는 예를 들면 5.5mm 의 지름을 갖고 있다. 금속층의 두께 즉, 전기자(18)의 두께와 밸브 폐쇄 소자(20)의 두께 및 하부 플레이트(15)의 두께는 통상 0.1mm∼1mm 의 범위내에 있다. 마이크로 밸브(1)의 치수에 관한 수치 표시 및 명세서중에서 표시한 그밖의 모든 척도는 단지 이해하기 쉽게 하기 위한 것뿐이고 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
작동부재(3)는 케이싱(12)과의 직결부를 갖고 있다. 그것은 폿트형 자석(5)과 하부 플레이트(15)와의 사이에 연장되어 있는 케이싱(12)의 환형 내부벽(22)과 전기자(18)와의 사이에 웨브 형상 · 판 스프링 형상의 스프링 소자(24)가 설치되어 있기 때문이다. 예를 들면 120 ° 의 각도 간격으로 서로 설치되어 있어서 개구부(14)를 통과해서 반경 방향으로 연장되는 3 개의 스프링 소자(24)는 예를 들면 0.1mm 의 두께 및 0.5mm 의 폭을 갖고 있다. 스프링 소자(24)의 길이는 필연적으로 전기자(18)와 환 형상 내부벽(22)의 치수로 생긴다. 폿트형 자석(5)에 마주한 방향의 전기자(18)의 상부 단면(25)에서는 이 전기자의 외주 지역을 따라 마이크로 밸브(1)의 밸브가 열린 때에 폿트형 자석(5)에 맞대이는 복수의 스톱퍼 돌기(27)가 형성되어 있다. 이 스톱퍼 돌기(27)는 전기자(18)에 예를 들면 3 개 또는 4 개 설치되어 있는 것이 유리하다. 밸브 폐쇄 소자(20)의 외주 지역을 따라 하부 플레이트(15)의 방향으로 향한 밀봉링(28)이 연장되어 있고 이 밀봉링은 원판 형상의 밸브 폐쇄 소자(20)의 하부 단면(29)을 넘어서 뻗어 있고 또한 본래의 밸브 폐쇄 부재를 이루고 있다. 이 밀봉링(28)은 밸브 폐쇄 소자(20)에 미미한 폭을 갖는 원환 형상의 융기로서 구성되어 있다. 하부 플레이트(15)의 상부 단면(30)은 이 하부 플레이트(15)와 협동하는 밸브 폐쇄 소자(20)의 최소한 밀봉링(28)의 영역에 있어서 밸브 시트면을 형성하고 있다.
접속해야 할 유체 예를 들면 가솔린과 같은 연료는 유체의 입구 포트로서 환형상 내부벽(22)내에 형성된 예를 들면 반경 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 통로(32)를 거쳐서 도시하는 화살표 방향으로 상응해서 고압부 즉, 마이크로 밸브(1)의 개구부(14)내로 반입된다. 이 마이크로 밸브가 작동되면 전자 구동 장치(2)는 작동부재(3)에 대해서 흡착력을 미친다. 밀봉링(28)이 밸브 시트면(30)에서 이간하고, 또한 마이크로 밸브(1)는 유체 흐름을 마이크로 밸브(1)의 출구 포트(16)로 향해서 자유롭다. 그때 전기자(18)는 그것의 스톱퍼 돌기(27)로서 폿트형자석(5)에 맞대여 있다. 작동부재(3)의 스토로크는 개구부(14)의 높이와 스톱퍼돌기(27)의 높이에 의해 얻어지고 요컨대 이 스톱퍼 돌기가 스토로크를 규제한다. 더욱 또 이 스톱퍼 돌기(27)는 폿트형 자석(5)에 있어서 고착에 의한 전기자(18)의 잠금을 방지한다. 폿트형 자석(5)이 차단되면 전기자(18)는 밸브 폐쇄 소자(20)와 함께 개구부(14) 내의 유체와 스프링 소자(24)에 의해 밸브 시트면(30)의 방향으로 움직여져서 마이크로 밸브(1)는 닫힌다. 따라서 작동부재(3)의 양 종단 위치 사이의 운동 거리가 스토로크에 지나지 않는다. 작동부재(3)의 개폐 운동은 축방향으로 연장되는 2 중 화살표에 의해 명시되어 있다. 전기자(18)에 대한 폐쇄력은 스프링소자(24)의 스프링력 + 액체력 F 이고 이 액체력은 개구부(14)와 밸브 출구 포트와의 압력차 △P 에 밸브 출구 포트의 면적 A를 곱한 값과 같다(F = △P X πr2). 마이크로 밸브(1) 전체는 10∼15mm 의 축방향 펼쳐짐을 갖추고 따라서 매우 약간인 내장 공간 밖에 필요로 하지 아니한다. 이 마이크로 밸브(1)를 예를 들면 내연기관의 연료 분사 밸브로서 사용하면 마이크로 밸브(1)의 치수가 미소인데 의거해서 오늘날 관용하는 연료 분사 밸브에 대비해서 내장공간은 1/3 ~ 1/10으로 축소된다.
도 2 이후의 도면에 도시한 별도의 실시예에서는 도 1 에 도시한 실시예에 대비해서 동등한 구성부분 또는 동등 작용의 구성부분에는 동일한 부호를 붙여서 도시하였다. 도 2 에 도시한 마이크로 밸브(1)가 도 1 에 도시한 마이크로 밸브와 상이한 점은 하부 플레이트(15)의 영역에 있어서이다. 도 2 의 하부 플레이트(15)는 마이크로 밸브(1)의 하류측 끝에 있어서 예를 들면 부가적인 금속층에 의해 보충되고 이 금속층은 분사 구멍이 부착된 플레이트(34)를 형성하고 있다. 이 분사 구멍이 부착된 플레이트(34)는 밸브 세로 축선(8)의 근처에 위치는 중앙 영역내에 최소한 1 개의 전형적으로 4 개의 분출 구멍(35)을 갖고 이 분출 구멍은 하부 플레이트(15)의 출구 포트(16)에 접속되어 있다. 분사 구멍이 부착된 플레이트(34)는 단층의 하부 플레이트(15)의 부분으로서, 따라서 케이싱(12) 내에 내장되어 있어도 좋고 또는 하부 플레이트(15)에 대해서 부가적으로 독립된 층을 이루고 있어도 좋고, 또는 하부 플레이트(15)에 완전히 대체하는 것으로서 밸브 시트면(30)을 함께 갖고 있어도 좋다. 마이크로 밸브(1)의 밸브가 열린 때에 밸브 시트면(30)과 밀봉 링(28) 사이에 생기는 개방 갭(37)의 면적은 분사 구멍이 부착된 플레이트(34)의 분출 구멍(35)의 가로 단면적의 합계의 2 배 내지 4 배이다. 마이크로 밸브(1)의 밸브가 열린 때에는 다음의 압력 분포가 생긴다. 개구부(14)내에는 마이크로 밸브(1)의 시스템압이 부가되어 있고 개방갭(gap; 37)에서는 시스템압의 일부분이 저하하고 또한 최소한 1 개의 분출 구멍(35)에서는 시스템압의 대부분이 강하한다. 마이크로 밸브(1)의 고압부와 개방갭(37)-분출 구멍(35) 사이의 공간과의 사이의 압력차는 마이크로 밸브(1)를 확실하게 닫는 충분한 크기이다.
도 3 에 도시한 마이크로 밸브(1)의 특색은 특히 하부 플레이트(15)의 영역 내에 다른 변화 상태의 분출역을 설치한 점이다. 하부 플레이트(15)는 예를 들면 편평한 다층원판(다층분사 구멍이 부착된 원판(38))으로서 구성되어 있다. 실시예의 경우와 거의같이 이 다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)은 하부 플레이트(15)의 일부분이라도 좋고 또는 이 하부 플레이트(15)에 대신해서 다층 분사 구멍이 부착된 원판(38) 자체에 마이크로 밸브(1)의 하부를 완전하게 형성시키도록 할 수도 있다. 도 3 에 도시한 실시예에서는 다층 분사 구멍이 부착된 원판(38)은 소위 「S형 원판」으로서 구성되어 있고 즉 다층 분사 구멍이 부착된 원판(38)내의 입구 포트와 출구 포트가 서로 어긋나게 형성되어 있고, 이에 따라 다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)을 유통하는 유체의 흐름이 필연적으로 「S 자 뒤틀림」을 그리게 된다. 마이크로 밸브(1), 특히 다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)을 제조하는 본 발명의 방법상의 단계에 의해 다수의 층으로 구성된 구조가 얻어진다. 본 발명의 제조법에 대해서는 추가로 상세히 설명하나 본 제조법에서 생기는 다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)의 약간의 중요한 특징을 이곳에서 거론해둔다.
다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)은 전도 석출에 의해 예를 들면 3 층의 금속층으로 구성되어 있다. 오목판 리토그래픽한 전도 기술적 제조에 의거해서 윤곽부형의 점에서 특별한 특징이 있다. 즉:
a) 금속층이 원판 전체면에 걸쳐서 거의 일정한 두께를 하고 있다.
b) 오목판 리토그래픽한 성형에 의해 금속층 내에 거의 수직인 잘라낸 부분이 생기고 이 잘라낸 부분이 각각 유체의 통하는 중공실을 형성한다.
c) 개개로 성형된 금속층의 다층 구조에 의해 잘라낸 부분의 희망하는 언더컷(undercut)과 겹친다.
d) 잘라낸 부분은 예를 들면 장방형, 다각형, 둥글게 모떼기 된 장방형, 둥글게 모떼기한 다각형, 타원형, 원형 등과 같은 거의 축평행의 내부벽을 갖춘 임의의 가로 단면 형상을 한다.
개개의 금속층은 차례로 전도 석출되므로 다음 층은 전착에 의거해서 그것의 하위에 위치하는 금속층과 고착 접합한다.
다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)은 통상 4 개의 입구 포트(42)를 구비한 상층(41)과 4 개의 출구 포트(44)를 구비한 하층(43)과 상술한 입구포트(42)와 출구포트(44) 사이에 위치하는 예를 들면 1 층의 중간층(45)을 갖추고 있다. 입구 포트(42)가 예를 들면 밸브 세로축선(8)의 근처에 설치되어 있는데 대해서 출구포트(44)는 밸브 세로축선(8)에 대해서 비교적 큰 간격을 취하고 따라서 입구 포트(42)에 대해 반경 방향으로 어긋나게 설치되어 있다. 중간층(45)내에는 4 개의 반경 방향 통로(46)가 연장되어 있고 이 반경 방향 통로는 입구 포트(42)와 출구포트(44)와의 직접적인 연통부를 형성하고 있다. 이 반경 방향 통로(46)는 예를 들면 투영도로 보아서 입구 포트(42) 및 출구포트(44)를 덮는 크기를 하고 있다. 입구 포트(42)와 출구 포트(44)는 반경 방향으로 어긋남과 동시에 부가적으로 주위 방향으로 어긋나도록 해서 설치할 수도 있다.
복수의 강한 흐름 변경부를 갖춘 다층 분사구멍이 설치된 원판(38) 내부에 있어서 소위 S 자 뒤틀림에 의거해서 흐름에는 분무화를 촉진하는 강한 난류가 가해진다. 이에 따라 흐름에 대한 가로 방향의 속도 구배가 특히 현저한 것으로 된다. 이 속도 구배는 흐름에 대한 가로 방향 속도의 변화의 하나로 나타나는 데에 불가하고 그 경우 흐름 중앙의 속도는 내부벽 근처의 속도보다도 현저히 크다. 이 속도차에서 결과하는 유체내의 높은 전단 응력이 출구 포트(44)에 있어서 미립 안개 방울로의 붕괴를 조성한다. 출구에 있어서는 흐름이 반경 방향 통로(46)에 의해유체에 가해지는 반경 방향 유동 성분에 의거해서 한쪽에서 박리되므로 흐름은 통로 윤곽에 다른 가이드를 결여하고 있기 때문에 유통 진정화를 받는 일은 없다. 유체는 박리된 쪽에서는 특히 높은 속도를 갖고 있는데 대해서 흐름의 접하고 있는 편의 출구 포트(44)의 쪽에서는 유체 속도는 저하한다. 따라서 분무화를 촉진하는 난류와 전단 응력은 출구에 있어서 무효하되는 일은 없다.
S 자형 원판의 형의 다층 반사 구멍이 설치된 원판(38)은 다종 다양한 변화 상태로 실시할 수가 있다. 예를 들면 각각 1 개의 입구 포트(42)를 1 개의 출구포트(44)와 연통하는 반경 방향 통로(46) 대신에 중간층(45)내에 단지 1 개의 연계된 예를 들면 원화형 또는 정방형의 통로(46)를 설치하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우 모든 입구 포트(42)는 이 통로(46)에 통하고 또한 모든 출구 포트(44)는 이 통로(45)에서 다시 분기한다. 입구포트(42)와 출구포트(44)는 서로 임의 크기의 어긋난 양을 갖고 설치할 수가 있다. 어긋난 양의 크기를 거쳐서 분류 방향 및 난류도를 조화 또는 설정할 수가 있다. 입구 포트(42), 출구 포트(44) 및 도경 방향 통로(46)의 전형적인 정방형 또는 장방형 횡단면 이외에 예를 들면 각을 둥굴게 모떼기한 장방형 또는 정방형, 원형, 원세그멘트, 타원형, 타원 세그먼트, 다각형, 각을 둥굴게 모떼기한 다각형 등과 같은 그밖의 기하학적 단면 형상도 간단하게 제작할 수가 있다. 또한 1 개의 다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)에 입구 포트(42)와 출구 포트(44)를 다른 단면 형상으로 하는 것도 고려된다. 예를 들면 정방형에서 장방형으로나 또는 그 역으로 혹은 장방형에서 원형이나 또는 그역으로 혹은 타원형에서 원형이나 또는 그 역으로 이행하도록 횡단면을 적당히 변화시킬 수도 있다. 더욱 또 입구 포트(42)와 출구 포트(44)는 문제없이 다른 구멍폭을 가질 수가 있다.
도 4 에 도시한 마이크로 밸브(1)는 하부 플레이트(15)내에 내장된 환형상 슬릿 노즐(48)을 갖추고 있다. 이 환형상 슬릿 노즐(48)이 상술한 다층 분사 구멍이 부착된 원판(38)과 다른 점은 주로 유체 출구 영역에 있어서이다. 하부 플레이트(15)에 있어서 복수의 출구 포트(44) 대신에 이 환형상 슬릿 노즐(48)은 다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)과 같이 예를 들면 상중하 3 층으로 구성되어 있고 또한 하층(43)내에는 전체 주위에 걸쳐서 중단되지 아니하는 좁은 환형상 슬릿(50)을 갖추고 있다. 이 환형상 슬릿(50)은 환형상 슬릿 노즐(48)의 상층(41) 내에 설치된 환형상 포트(52)보다도 현저히 큰 지름을 갖추고 있다. 물론 또한 이 환형상 포트(52)에 대신해서 다층 분사 구멍이 설치된 원판(38)(도 3)에 있어서 구성에 상응하는 복수의 입구 포트(42)를 재용할 수도 있다. 중간층(45) 내에는 역시 환형상 포트(42)와 환형상 슬릿(50)을 연통하는 최소한 1 개의 반경 방향 통로(46)가 설치되어 있다.
환형상 슬릿(50)에 의해 엷은 중공액층 흐름이 분출 가능하고 이 중공액층 흐름은 마이크로 밸브(1)의 후방에서 하류 방향으로 충분히 엷어진다. 이 액층 흐름의 박층화는 튤립 형상에 의거해서 야기되는 층흐름 원주의 상응하는 증대에 의해 조성된다. 분류의 자유 표면은 이와같이 해서 다시 확장되고, 또한 액층 흐름은 적당히 미세한 안개 방울로 붕괴한다. 다시 또 액층 흐름 횡단면이 커짐에 따라서 공간적인 안개 방울의 팻킹 밀도는 적어지고 이에따라서 연료 분무중에 있어서 보다 큰 물방울로의 안개 방울 재결합 경향(안개 방울 응결)의 공산도 적어진다. 액층 흐름의 붕괴는 환형상 슬릿(50)에 대한 규정의 축방향 간격을 거쳐 생긴다. 액층 흐름을 에워싸는 가스와의 공기 역학적인 상호 작용에 따라 액층 흐름표면은 환형상 슬릿 노즐(48)에 대한 거리의 증대에 따라 한층 강하게 물결치게 된다. 액류 흐름에 내재하는 불안정성은 환형상 슬릿(50)으로부터의 거리의 증대에 수반하여 점점 커져 나아가서는 극미소 안개 방울로의 돌발적인 붕괴점에 달한다. 본 실시예에 있어서 구성상의 이점은 발생하는 액층 흐름의 물결을 제외하면 장해가 거의 발생하지 아니하는 것이다. 예를 들면 하류측에서 박층화하는 액층 흐름내에 있어서 불합리한 국소적인 두께 소위 「방모」가 피할 수 있다.
특히 중요한 점은 액층 흐름이 그것의 전체 주위에 걸쳐서 중단되지 아니한 것이다. 그렇치 아니하면 액층 흐름의 금간 곳에 2 개의 자유층 끝이 발생하고 이 자유층 끝은 표면 장력의 물리학에 따라 수축해서 두께의 비드를 형성하게 된다. 그 결과 이와같은 곳에서는 비교적 큰 물방울 또는 방모가 생긴다. 그위에 액층 흐름이 중단하면 튤립 형상의 액층 경과가 흐트러진다.
환 형상 슬릿식 분출에 대해서 기술한 상술한 이점은 도 5 에 도시한 실시예에도 완전히 맞는다. 이 마이크로 밸브(1)에서는 다층의 하부 플레이트(15) 또는 환형상 슬릿 노즐(48)은 분할된 형으로 설치되어 있다. 외측의 링부(54)는 케이싱(12) 부분으로서 내부벽(22) 및 폿트형 자석(5)과 고정적으로 결합되어 있다. 이에 대해서 내측의 노즐부(55)는 외측의 링부(54)에서 완전히 분리해서 설치되어 있고 이 경우 노즐부(55)가 가동한 작동부재(3)의 일부를 구성하고 있는 것은물론이다. 따라서 노즐부(55)는 마이크로 밸브(1)의 개폐시에는 밸브 폐쇄 소자(20)의 스토로크 운동에 연동한다. 노즐부(55)의 외측 윤곽 링부(54)의 내측 윤곽과 함께 예를 들면 층형상으로 구성되어 있고 더욱이 노즐부(55)와 링부(54)의 사이의 유동 횡단면은 밸브 폐쇄 소자(20)의 근처에서 최대이다. 이 최대의 유동 횡단면은 도 5 에 도시한 바와같이 하부 플레이트(15)내에 설치되어 있어도 좋다. 하류의 방향에서 보아서 개구폭은 예를 들면 새로운 층마다 단계적으로 감소해서 드디어는 하층(43) 내의 좁은 환형상 슬릿(50)의 용기 폭에 달한다.
환형상 슬릿(50)의 지름은 밸브 폐쇄 소자(20)의 밀봉링(28)에 거의 같은 크기(지름)를 갖도록 설계되어 있다. 이와같이 구성을 하면 마이크로 밸브(1)를 닫기위해 공용되는 정수력은 시스템압과 마이크로 밸브(1)의 외부압과의 압력차의 일부분에서 얻어지는 것뿐만 아니라 이 압력차 전체에서 얻어지게 된다.
도 6 에 도시한 마이크로 밸브(1)는 상술한 모든 실시예와는 2 개의 점에서 상위하다. 즉 : 제 1 에는 유체 공급의 점이고, 제 2 는 밸브 폐쇄 소자(20)의 구성의 점이다. 본 실시예의 마이크로 밸브(1)에서는 작동부재(3)가 축방향으로 운동할 때의 케이싱(12)의 개구부(14)로의 유체를 공급하기 위한 최소한 1 개의 통로(32')가 밸브 세로 축선(8)에 대해서 평행하게 형성되어 있다. 그 경우 이 통로(32')는 폿트형 자석(5)을 관토해서 예를 들면 이 폿트형 자석의 축방향 넓어지는 전체에 걸쳐서 뻗어있고 또한 개구부(14)내로 통하고 있다. 이와같은 통로(32')는 예를 들면 주위 방향에서 보아서 스프링 소자(24)의 후방에 설치되어 있는 하류측 부위에서 정확하게 개구부(14)로 구멍져 있다. 밸브 폐쇄 소자(20)는 본 실시예의 마이크로 밸브에서는 밀봉링을 전혀 갖고 있지 않다. 오히려 소판 형상의 밸브 폐쇄 소자(20)의 하부 단면(29)이, 마이크로 밸브(1)의 닫힌 상태에서는 하부 플레이트(15)의 상부 단면(30)(밸브 시트면) 위에 직접 고정시킨다. 물론 이 밸브 폐쇄 소자(20)의 외경은 하부 플레이트(15)의 중앙에 설치된 출구 포트(16)의 지름보다도 약간 크므로 밸브 폐쇄 소자(20)는 적은 외측 링 밀봉부(57)로서 밸브 시트면(30)에 밀착하는데 지나지 아니한다. 이 외측링 밀봉부(57)는 마이크로 밸브(1)의 닫힌 때에 있어서 완전한 봉지를 보증하는 정도의 크기 여야 한다. 그 밖의 점에서는 마이크로 밸브(1)는 제 3 실시예(도 3)에 유사해서 분사 구멍이 설치된 원판(38)(S 자형 원판)을 장비하고 있고 이 경우의 흐름의 S 자형 뒤틀림은 화살표로 명시되어 있다.
여기에서는 도시는 생략하였으나 마이크로 밸브(1)의 다른 실시 상태는 영구 자석의 사용에 관한 것이다. 예를 들면, 하부 플레이트(15)에 설치된 영구 자석은 전자 구동 장치(2)의 무통전 상태에 있어서 전기자(18)를 밸브 폐쇄 소자(20)와 함께 밸브 시트면(30)에 흡착해서 마이크로 밸브(1)를 닫힌 상태로 하기 위한 것이다. 마이크로 밸브(1)가 작동되면 폿트형 자석(5)이 전기자(18)를 밸브 폐쇄 소자(20)와 함께 흡인하고 그에 따라 영구자석의 작용을 부분적으로 상쇄한다. 이제 마이크로 밸브(1)는 열린 상태에 있다. 본 실시예에서는 스프링소자(24)를 생략할 수가 있다.
다음에 도 7 및 도 8 에 의거해서 마이크로 밸브(1)또는 하부 밸브 부분(17)을 제작하기 위해서 특히 적합한 본 발명의 유리한 제작법을 상세히 설명한다. 단도 7 및 도 8 은 도 1 내지 도 6 에 도시한 상응하는 희망하는 윤곽을 갖는 하부 밸브 부분(17)의 실시예를 정확하게 도시하는 것은 아니고 제작 원리를 명확하게 하는 배열을 도시하는 데에 지나지 아니한다. 이는 제작법의 본 발명에 의한 제작 단계는 도시하는 모든 실시예의 제작을 어떤 한 경우에도 가능하게 한다.
구조 차원 및 분사 노즐 또는 분사 밸브의 정밀도에 대한 높은 요구에 의거해서 마이크로 구조 성형법은 오늘날 대량 생산을 위해 점점 그 중요성이 더해가고 있다. 본 발명은 포토리토그래픽 공정(UV-오목판 리토그래피)과 마이크로 직류의 순서 적용에 의거하는 마이크로 밸브 및 마이크로 밸브의 개개의 구성 부품의 제조법을 제안한다. 본 방법의 특징으로 하는 바는 큰 면적 척도에 있어서도 높은 구조 정밀도를 보증하므로 현저하게 대량의 개수를 수반하는 대량 생산을 위해서도 이상적으로 채용할 수 있는 것이다. 본 발명의 처리 공정에 의해 1 개의 웨이퍼에 있어서 마이크로 밸브(1)의 다수의 하부 밸브 부분(17)을 동시에 제작할 수가 있다.
본 방법의 출발점은 평평한 안정적인 플레이트(기판: 60)이고 이 플레이트는 예를 들자면 금속(구리), 규소, 유리 또는 세라믹으로 형성할 수가 있다. 이 플레이트(60)의 관용 두께는 50 ㎛ 내지 2 ㎛이고 이 두께가 다음의 처리 공정에 불합리한 영향을 미치는 일이 없는 것은 물론이다. 플레이트(60)에 크리닝을 실시한 후 먼저 금속성(예를 들면 Cu, Ti) 또는 폴리머성의 희생층(61)이 증착법, 스팩터링법, 원심 살포법, 스프레법 또는 그밖의 적당한 방법에 의해 성막 피착된다. 이 희생층(61)은 웨이퍼의 전체적으로 일괄 처리후 단체 플레이트(60)에서 구성부품, 즉, 하부 밸브 부분(16)을 간단히 개별화해서 분리하기 위해 예를 들면 에칭에 의해 선택적으로 제거된다. 희생층(61) 위에 금속성의 전도 스타트층(62)(예를 들면 Cu)이 스팩타링법, 증착법 또는 습식 화학법(무통전식의 금속 석출)에 의해 성층피착된다. 전도 스타트층(62)은 뒤의 마이크로 전도시의 도전을 위해 필요케 되고 이 마이크로 전도시에 금속층이 소정의 구조의 포토 레지스트층 내에 전도 석출된다. 또한 전도 스타트층(62)은 희생층(61)으로서 직접 사용할 수도 있다.
프레트(60)의 상술한 전처리 후 다음의 프로세스 단계에 있어서 전도 스타트 층(62) 위에는 전체면에 걸쳐서 상술한 바와같은 포토 레지스트(63)가 피착된다. 이를 위해서는 특히 변화 상태가 제공된다. 즉 :
1. 예를 들면 약 100℃에서의 고상 레지스트의 성막화.
2. 액상 레지스트의 원심 살포 또는 스프레이.
3. 액상 상태에서의 폴리이미드의 원심살포 또는 스프레이.
포토 레지스트(63)는 그 경우 단층 또는 복층으로 피착된다.
건조후 3 종의 변화 상태 모두에 있어서 포토 레지스트(63)는 고체의 형태를 취한다. 그 경우 포토 레지스트(63)의 두께는 그 후에 계속되는 전도 프로세스에 있어서 실현하려고 하는 금속층의 두께, 요컨대 예를 들면 분사 구멍이 설치된 원판(38)(도 3)의 하층(43)의 두께와 같지 아니하면 아니된다. 전형적인 층 두께로서는 하부 밸브 부분(17)의 각층의 희망하는 두께에 의해 10 ∼ 300 ㎛의 층 두께를 얻도록 노력이 기울여진다. 이렇게 하여 분사 구멍이 설치된 원판(38)의 층은 통상에를 들면 전기자(18) 보다도 엷은 두께를 갖는 것으로 된다. 실현해야 할 금속 구조는 포토리토그래픽한 마스크를 사용해서 포토 레지스트(63) 내에 반전 전사되어야 한다. 그 경우 1 개의 실시 상태에 의하면 마스크를 거쳐서 자외선 노광(예를 들면λ= 200 nm ∼ 500 nm)에 의해 포토 레지스트(63)를 직접 노광할 수가 있다(UV 오목판 리토그래피). 또한 포토 레지스트(63)를 성형하는 다른 실시 상태에 의하면 포토 레지스트(63) 위에 포토리토그래픽식으로 성형된 포토 레지스트(63)의 건식 엣칭 프로세스를 위한 마스크로서 사용되는 산화물(예를 들면, SiO2) 또는 질화물이 석출된다. 더욱더 레이저 제거법이 적용되고 이 경우 마스크를 피착후에 포토 레지스트(63)의 재료가 레이저에 의해 많이 제거된다.
UV 노광되는 포토 레지스트(63)의 현상에 의해 더욱 또는 상술한 다른 방법(건식 엣칭법, 레이저 제거법)의 적용에 의해 마스크에 의해 규정된 희망하는 구조가 포토 레지스트(63) 내에 얻어진다. 포토 레지스트(63)에 성형된 이 구조는 분사 구멍이 설치된 원판(38)의 금속층(43)(도 3)을 뒤에 성형하기 위한 오목 구조에 불과하다. 다른 실시예에서는 성층된 하부 밸브 부분(17)의 구성 기점을 이루는 하층에 대해서도 같은 것을 말할 수 있다. 그런데 다음의 전도 처리 단계에서는 발생한 레지스트 비트 내에 수성 전해 액에서 금속(65) 또는 금속 합금이 석출된다. 이 금속(65)은 전도에 의해 포토 레지스트(63)의 쓸모없는 구조의 윤곽에 긴밀하게 부착되므로 소정의 윤곽이 포토 레지스트 내에서 형상이 충실하게 재현된다. 다층 구조를 제작하기 위해 금속(65)의 전도층의 높이는 포토 레지스트(63)의 높이와 같지 않으면 아니된다. 석출해야 할 재료의 선택은 층에 대한 그때그때 요구에 관련되어 있고 이 경우 특히 기계적 강도, 화학적 안정성, 용접 가능성 그밖의 벡터가 중요하다. 통상은 Ni, NiCo, NiFe, Cu, Fe, Co, Zn 또는 Au가 사용된다. 그밖의 금속 및 합금의 사용도 당연히 고려된다.
완전한 하부 밸브 부분(17)의 구조를 실현하기 위해서는 전도 스타트층(62)의 피착 이후의 처리공정은 희망하는 층의 층수에 상응해서 반복되어야 한다. 요컨대 개개의 금속층은 레지스트 구조화에 따라서 항상 차례로 석출되고 또한 금속 점착 작용에 의해 서로 접해서 보존된다. 하부 밸브 부분(17)의 모든 층 및 모든 구성부분을 위해서는 다른 금속(65)을 사용할 수도 있고 따라서 예를 들면 전기자(18)와 분사 구멍이 설치된 원판(38)과는 동일한 재료로 형성될 필요는 없다. 다음의 금속 전도 석출전에 전도 스타트층(62)에 부가적으로 예를 들면 PVD 법(Physical Vapour Deposition) 또는 습식 화학법에 의해 발생되는 다른 점착성층을 포토 레지스트(63) 및/또는 선행 금속층 위에 피착할 수도 있고 이에따라 개개의 층상호간의 계수 품질을 개선할 수가 있다.
최종적으로 하부 밸브 부분(17)의 개별화가 행해진다. 이 때문에 희생층(61)이 에칭에 의해 제거되고 이에따라 하부 밸브 부분(17)이 단체 플레이트(60)에서 이간된다. 이어서 전도 스타트층(62)이 에칭에 의해 제거되고 또한 잔류하는 포토레지스트(63)가 금속 구조에서 박리된다. 이 박리는 예를 들면 KOH 처리법 또는 산소 프라즈마에 의해 혹은 폴리이미드의 경우에는 용제(예를 들면 아세톤)에 의해 행할 수가 있다. 포토 레지스트(63)의 박리 프로세스는 일반적으로 「스트릿핑」이란 상위 개념으로 공지로 되어 있다. 가능 상태로서 또한 전도 스타트층(62)을 적당히 선택한 경우에는 예를 들면 자석을 사용해서 플레이트(60)에서 기계적으로 분리할 수도 있다. 초음파에 의한 개별화도 같이 생각된다.
도 7 에서 명백한 바와같이, 스프링 소자(24)의 금속층을 전기자(18)와 밸브 폐쇄 소자(20)와의 사이에서 분리하는 것이 특히 유리하다. 스프링 소자(24)의 희망수에 의해 금속층은 약간의 영역에 있어서 전기자(18)의 외측 제한 가장자리를 넘어서 반경 방향으로 길게 나와져 있다.
경사진 측벽 또는 둥글게 모떼기된 측벽을 갖는 구조를 조성하려는 경우에는 이것은 소위 「가로 방향 피복성장부」(68)에 의해 행할 수가 있다. 이 기술에서는 하부 밸브 부분(17)의 2 층의 희망층을 1 회의 공정으로 전도 석출에 의해 형성할 수가 있다. 도 8 에서는 가로 방향 피복 성장부(68)는 부호(41, 45)로 표시한 2 층에 의거해서 명백하다. 전도 석출해야 할 금속(65)은 공지하는 바와같이 먼저 층(45)의 포토 레지스트 구조를 따라 포토 레지스트(63)의 위 가장자리까지 성장하고 이어서 이 포토 레지스트(63)를 넘어서 가로 방향으로 피복 성장한다. 이 포토 레지스트 구조의 피복 성장부(68)는 수평 방향과 연직 방향으로 거의 같은 치수 상태로 성장한다. 이 부분적인 피복 성장부(68)는 포토 레지스트(63)면의 다른 전도 스타트층(62)의 피착 및 다음의 전도층 자체의 피착에 대신하는 것이다. 그것은 하부 밸브 부분(17)의 2 개의 층(45,41)이 동일한 전도 공정으로 발생되기 때문이다. 이와같이 예를 들면 분사 구멍이 설치된 원판(38)의 상층(41)내의 입구 포트(42)(도 3)를 꼭 소기대로 제작할 수가 있게 된다. 가로 방향 피복 성장부(68)는 희망하는 구멍 사이즈를 유지하기 위해 소정의 시점에 적당한 성장을 중단해야 한다. 다른면에 있어서 이 가로 방향 피복 성장부(68)의 축방향 높이에 다른 포토 레지스트층(63)을 설치해 둘 수도 있고, 이 포토 레지스트층은 궁극적으로는 상층(41)의 가로 방향 피복 성장부(68)를 위한 스톱퍼로서 필요하게 되고 또한 입구포트(42)의 정확하게 규정된 크기를 보정한다.
뒤에 상대 운동이 가능(도 5 참조)한 구조를 분리하기 위해 도 7 에 도시한 바와같이 분리해야 할 부위에 적당한 희생층(61')이 사용된다. 이 희생층은 특히 PVD 에 의해 생성된 티탄층 또는 구리층이라도 좋고 이 금속층은 마이크로 밸브(1)의 뒤에 가동부분(내측의 노즐부(55))에 소속하게 되는 다음의 금속층을 석출하기 전에 뒤의 고정적인 링부(54)의 선행층 위에 피착된다.
희생층(61,61), 전도 스타트층(62) 혹은 포토 레지스트(63)의 제거전 또는 제거후에 하부 밸브 부분(17)과 폿트형 자석(5)을 결합하기 위해 필요로 하는 접합 프로세서(예를 들면 접착, 용접, 납땜)를 할 수가 있다.

Claims (20)

  1. 서로 상하로 설치되어 부분적으로 서로 접합된 복수 층으로 구성되고, 상기 복수 층중 최소한 1 개의 층이 최소한 부분적으로 금속 재료로 형성되어 있고, 또한 최소한 1 개의 입구와 최소한 1 개의 출구와, 상기 입구와 출구 사이에 개재하고 또한 구동 장치에 의해 변위가 가능한 밸브 폐쇄 소자에 설치된 밸브 시트면을 구비하는 마이크로 밸브에 있어서,
    마이크로 밸브(1)는 서로 별개로 구성된 2 개의 기본 구성 블록, 즉 전자 구동 장치(2)와 다층형 하부 밸브 부분(17)으로 형성되고, 상기 하부 밸브 부분(17)은 최소한 1 개의 전기자(18)와 밸브 폐쇄 소자(20)와 밸브 시트면(30)과 최소한 1개의 출구(16, 35, 44, 50)를 가지며, 또한 하부 밸브 부분(17)의 상기 구성 부분은 금속 전도 석출에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 하부 밸브 부분(17)은 외측을 폿트형 케이싱(12)에 의해 제한하고, 이 케이싱은 최소한 하부 플레이트(15)와 링형상의 내부벽(22)으로 형성되고, 또한 케이싱(12)에 의해 최소한 부분적으로 에워싸여진 개구부(14)를 가지며, 이 개구부 내로 최소한 1 개의 입구(32, 32')가 개구하고, 또한 상기 개구부를 기점으로 하여 최소한 1 개의 출구(16, 35, 44, 50)가 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 하부 밸브 부분(17)의 개구부(14) 내에 전기자(18)와 밸브 폐쇄 소자(20)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  4. 제 2 항에 있어서, 케이싱(12)의 하부 플레이트(15)는 밸브 폐쇄 소자(20)와 협동하는 밸브 시트면(30)을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  5. 제 2 항에 있어서, 전기자(18)와 밸브 폐쇄 소자(20)가 가동하는 작동부재(3)를 형성하고, 이 작동부재가 최소한 1 개의 스프링 소자(24)를 거쳐서 케이싱(12)의 내부벽(22)과 결합되는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전기자(18)는 밸브 폐쇄 소자(20)보다도 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  7. 제 2 항에 있어서, 케이싱(12)의 하부 플레이트(15)는 최소한 1 개의 분출 구멍(35)을 구비한 분사 구멍이 설치된 플레이트(34)를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  8. 제 2 항에 있어서, 케이싱(12)의 하부 플레이트(15)는 다층 분사의 구멍이 설치된 원판(38)을 갖고, 이 분사 구멍이 설치된 원판중 최소한 1 개의 입구 포트(42)가 반경 방향으로 어긋나 있는, 즉 최소한 1 개의 출구 포트(44)에 대해서편심되게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  9. 제 2 항에 있어서, 케이싱(12)의 하부 플레이트(15)는 중단되지 않는 환형 슬릿(50)을 출구로서 구비하는 환형 슬릿 노즐(48)을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  10. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서, 하부 플레이트(15)는 케이싱(12)의 고정 부분에 소속하는 외측 링부(54)와, 작동 부재(3)에 고착 결합된 하부 밸브 부분(17)의 가동 부분에 소속하는 내측 노즐부(55)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브.
  11. 마이크로 밸브, 특히 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 마이크로 밸브의 제조 방법에 있어서,
    금속 전도 석출에 의해 마이크로 밸브(1)의 복수 층(15, 18, 20, 22, 24, 34, 38, 41, 43, 45, 48)을 차례로 상하로 구성하는 단계(다층 전도법)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 제 1 처리 단계에서 플레이트(60) 위에 희생층(61)을 피착한 후에 포토 레지스트(63)를 성층하고, 이어서 상기 포토 레지스트(63)의 구조를 원하는 대로 성형하고 이에 따라 이 포토 레지스트(63) 내에 마이크로 밸브(1)의 후층에 대하는 네가티브 구조를 발생시키고, 그것에 이어서 마이크로 전도를 행하고, 그때에 포토 레지스트(63)의 네가티브 구조 내에 생긴 레지스트 비트를 전도에 의해 금속(65)으로 충전하고 이어서 마이크로 밸브(1)의 구성층(15, 18, 20, 22, 24, 34, 38, 41, 43, 45, 48)의 희망하는 층수에 상응해서 상술한 처리 단계의 반복을 실시하고 마지막으로 마이크로 밸브(1)의 개별화를 행함과 동시에 금속 구조로부터 포토 레지스트(63)를 분리하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 전도 석출해야할 개개의 층 사이에 전도 스타트층(62)을 피착하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 포토 레지스트(63)의 피착을 고상 레지스트의 성층화로 행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 포토 레지스트(63)의 피착을 액상 레지스트의 원심 살포 또는 스프레이로 행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 포토 레지스트(63)의 피착을 액상 상태의 폴리이미드의 원심 살포 또는 스프레이로 행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 포토 레지스트(63)의 구조 성형을 마스크를 통하여 UV 노광과 그것에 계속되는 현상에 의해서 행해지는(UV 오목판 리토그래피법) 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서, 포토 리토그래픽에 의해 구성되어 포토 레지스트(63)의 건식 에칭 프로세스용의 마스크로서 사용되는 산화물 또는 질화물의 분리에 의해 포토 레지스트(63)의 구조 성형을 행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  19. 제 12 항에 있어서, 포토 레지스트(63)의 구조 성형을 레이저에 의한 제거로 행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
  20. 제 12 항에 있어서, 마이크로 밸브(1)의 2 층의 층(15, 18, 20, 22, 24, 34, 38, 41, 43, 45, 48)을 동일한 전도 공정 중에 제조하고, 그때 포토 레지스트(63)를 넘어서 수평 방향 및 연직 방향으로 금속(65)을 성장시키는(가로 방향 피복 성장) 것을 특징으로 하는 마이크로 밸브의 제조 방법.
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