KR100884893B1 - Micropump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로 펌프에 관한 것으로서, 특히 미량의 유체를 유동시키기 위한 밸브리스 마이크로 펌프에 관한 것이다. 본 발명의 마이크로 펌프는, 박막과, 박막 상면에 배치되어 박막을 변형 동작시키는 압전소자부와, 박막과 함께 펌핑 챔버를 형성하는 펌프 몸체와, 펌프 몸체에 형성되어 펌핑 챔버의 일측으로 연결되는 소정길이의 입구 채널; 및 펌프 몸체에 형성되어 펌핑 챔버의 타측으로 연결되는 소정길이의 출구 채널을 포함하고, 입구 채널은 펌핑 챔버 쪽으로 가까워질수록 점차적으로 단면적이 증가되고, 출구 채널은 펌핑 챔버로부터 멀어질수록 점차적으로 단면적이 증가된다. 펌핑 챔버에는 챔버 공간을 분할시키는 세로 격벽이 더 설치된다. 이러한 구성에 의해, 효율적인 펌핑이 가능하고, 유체의 누출을 최소화시킬 수 있다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to micropumps, and more particularly to valveless micropumps for flowing trace amounts of fluid. The micro-pump of the present invention includes a thin film, a piezoelectric element portion disposed on the upper surface of the thin film to deform and operate the thin film, a pump body forming a pumping chamber together with the thin film, and formed in the pump body and connected to one side of the pumping chamber. Inlet channels of length; And an outlet channel of a predetermined length formed in the pump body and connected to the other side of the pumping chamber, wherein the inlet channel gradually increases in cross-sectional area as it approaches the pumping chamber, and the outlet channel gradually increases in cross-sectional area as it moves away from the pumping chamber. Is increased. The pumping chamber is further provided with a vertical partition wall for dividing the chamber space. By such a configuration, efficient pumping is possible and leakage of fluid can be minimized.
압전소자, 펌핑 챔버, 입구 채널, 출구 채널, 밸브리스 Piezoelectric element, pumping chamber, inlet channel, outlet channel, valveless
Description
도 1은 본 발명에 따른 하나의 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 측단면도.1 is a side cross-sectional view schematically showing a micropump of one embodiment according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 하나의 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 정단면도.2 is a front sectional view schematically showing a micropump of one embodiment according to the present invention;
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 마이크로 펌프의 동작을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면.3A and 3B are schematic views for explaining the operation of the micropump of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 하나의 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 측단면도.4 is a side cross-sectional view schematically showing a micropump of one embodiment according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 측단면도.Figure 5 is a side cross-sectional view schematically showing another embodiment of the micropump according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 측단면도.6 is a side cross-sectional view schematically showing a micropump of another embodiment according to the present invention.
도 7은 본 발명의 마이크로 펌프에 인가되는 위상지연을 갖는 구동전압의 시간에 대한 파형의 변화도.Figure 7 is a change in waveform with time of the drive voltage having a phase delay applied to the micropump of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11 : 펌프 몸체 12 : 입구 채널11
13 : 출구 채널 14 : 펌핑 챔버13
15 : 박막 16 : 세로 격벽15 thin film 16: vertical bulkhead
17 : 압전소자부 171 : 소자영역층17: piezoelectric element portion 171: element region layer
171-1 : 제1소자 영역 171-2 : 제2소자 영역171-1: first device region 171-2: second device region
172 : 상부 전극층 172-1 : 제1상부전극층172: upper electrode layer 172-1: first upper electrode layer
172-2 : 제2상부전극층 173 : 하부 전극층172-2: second upper electrode layer 173: lower electrode layer
본 발명은 마이크로 펌프에 관한 것으로서, 특히 미량의 유체를 유동시키기 위한 밸브리스 마이크로 펌프에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to micropumps, and more particularly to valveless micropumps for flowing trace amounts of fluid.
미량의 유체를 유동 또는 펌핑하기 위한 마이크로 펌프에 대한 종래 기술이 미국특허 제7,104,768호에 개시되어 있다. 이 종래 기술의 마이크로 펌프는 펌핑 챔버와, 펌핑 챔버 전 후방에 각각 입구 밸브 챔버 및 출구 밸브 챔버를 포함하는 구성이다. 각 챔버들은 몸체와 그 상부에 형성된 박막에 의해서 구성되며, 각 박막 상면 부위에는 각각의 압전소자가 부착된다. 이러한 종래기술의 마이크로 펌프는 펌핑 챔버의 압전소자가 그 하면에 부착된 박막 부위를 변형시켜서 펌핑을 행하며, 입구 및 출구 챔버는 압전 소자가 작동 시에는 박막을 변형하여 밸브를 닫고, 비작동 시에는 밸브가 열려 있는 상태가 된다. 하지만, 이러한 종래기술의 마이크로 펌 프는 적어도 3a개의 압전소자가 필요하기 때문에 펌프 전체 크기가 커진다는 단점이 있다. 또한 그러한 구성은 구조와 그 제작 공정이 복잡할 수밖에 없다. 또한 3개의 압전소자를 순차적으로 구동 제어하여야 하기 때문에, 구동신호의 제어가 복잡하다. 또한 펌프가 작동하지 않을 시에는 입구 및 출구 밸브가 열려 있는 상태이기 때문에 내부의 유체가 상대적으로 다량 누출될 수 있다는 문제점이 있다.Prior art for micropumps for flowing or pumping trace amounts of fluid is disclosed in US Pat. No. 7,104,768. This prior art micropump comprises a pumping chamber and an inlet valve chamber and an outlet valve chamber, respectively, before and after the pumping chamber. Each chamber is composed of a thin film formed on the body and the upper portion, each piezoelectric element is attached to the upper portion of each thin film. In the conventional micro-pump, the piezoelectric element of the pumping chamber is pumped by deforming the thin film portion attached to the lower surface thereof, and the inlet and outlet chambers deform the thin film when the piezoelectric element is in operation to close the valve, The valve is open. However, this conventional micropump has a disadvantage in that the overall size of the pump increases because at least 3a piezoelectric elements are required. In addition, such a configuration is complicated in structure and manufacturing process. In addition, since the drive control of the three piezoelectric elements must be performed sequentially, the control of the drive signal is complicated. In addition, when the pump is not operating, the inlet and outlet valves are open, so there is a problem in that a relatively large amount of fluid leakage inside.
미국 특허출원 공개번호 2005/0158188호에는 다른 종래기술의 마이크로 펌프가 개시되어 있다. 이 기술은 입구부와 출구부에 각각 체크밸브를 부착한 형태를 띄고 있다. 하지만 이 기술은 한 개의 압전 소자를 사용한다는 점과, 유체의 누출이 없는 점에서 차별성을 갖지만, 체크밸브를 제작하여야 하는 단점이 있다. 체크밸브를 제작하기 위해서는 여러 층의 수평 기판이 필요하게 되고, 제작공정이 그만큼 복잡해지기 때문이다. 또한, 이 종래기술의 체크밸브는 장시간 구동할 경우에 마모 및 피로파괴가 쉽게 발생할 수 있고, 그에 따라 신뢰성 문제가 발생할 수 있다.US Patent Application Publication No. 2005/0158188 discloses another prior art micropump. This technology has a check valve attached to the inlet and the outlet respectively. However, this technique is different in that it uses one piezoelectric element and there is no leakage of fluid, but there is a disadvantage in that a check valve must be manufactured. In order to manufacture a check valve, several layers of horizontal substrates are required, and the manufacturing process is complicated. In addition, the check valve of the prior art can easily cause abrasion and fatigue breakage when the drive for a long time, thereby resulting in reliability problems.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 비교적 간단한 구조를 가지면서도 유체의 유출이 최소화될 수 있는 효율적인 마이크로 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide an efficient micro pump having a relatively simple structure and minimizing the outflow of fluid.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 펌프는, 박막; 박막 상면에 배치되어 박막을 변형 동작시키는 압전소자부; 박막과 함께 펌핑 챔버를 형성하는 펌프 몸체; 펌프 몸체에 형성되어 펌핑 챔버의 일측으로 연결되는 소정길이의 입구 채널; 및 펌프 몸체에 형성되어 펌핑 챔버의 타측으로 연결되는 소정길이의 출구 채널을 포함하고, 입구 채널은 펌핑 챔버 쪽으로 가까워질수록 점차적으로 단면적이 증가되고, 출구 채널은 펌핑 챔버로부터 멀어질수록 점차적으로 단면적이 증가되는 것을 특징으로 한다.Micro pump of the present invention for achieving the above object is a thin film; A piezoelectric element unit disposed on the thin film and deforming the thin film; A pump body forming a pumping chamber together with the thin film; An inlet channel of a predetermined length formed in the pump body and connected to one side of the pumping chamber; And an outlet channel of a predetermined length formed in the pump body and connected to the other side of the pumping chamber, wherein the inlet channel gradually increases in cross-sectional area as it approaches the pumping chamber, and the outlet channel gradually increases in cross-sectional area as it moves away from the pumping chamber. It is characterized by being increased.
펌핑 챔버에는 챔버 공간을 분할시키는 세로 격벽이 더 설치된다. 세로 격벽은 비변형 시의 박막의 하면과 접할 수 있다. 또한, 세로 격벽의 상단면 부위에는 박막과는 비접착성을 갖는 분리층이 더 형성될 수 있다.The pumping chamber is further provided with a vertical partition wall for dividing the chamber space. The vertical bulkhead may be in contact with the lower surface of the thin film at the time of undeformation. In addition, a separation layer having a non-adhesion property with the thin film may be further formed at an upper surface portion of the vertical partition wall.
또한, 박막의 하면 부위 및/또는 세로 격벽의 상단면 부위에는 소수성 물질층이 형성될 수 있다. 소수성 물질층은 금, 백금 또는 폴리머일 수 있다.In addition, a hydrophobic material layer may be formed on a lower surface portion of the thin film and / or an upper surface portion of the vertical partition wall. The hydrophobic layer may be gold, platinum or polymer.
압전소자부는: 박막의 상면 부위에 부착되는 하부 전극층과, 하부 전극 상에 형성된 소자영역층과, 소자영역층 상에 형성된 상부 전극층을 포함한다.The piezoelectric element portion includes a lower electrode layer attached to the upper surface portion of the thin film, an element region layer formed on the lower electrode, and an upper electrode layer formed on the element region layer.
상부 전극층은 서로 분리되어 상호 독립적으로 전압이 인가되는 제1상부전극 및 제2상부전극으로 이루어지고, 제1상부전극과 제2상부전극은 유체의 흐름방향으로 배열된다.The upper electrode layer is composed of a first upper electrode and a second upper electrode which are separated from each other and applied voltage independently from each other, and the first upper electrode and the second upper electrode are arranged in the flow direction of the fluid.
또한 소자 영역층은 서로 분리되고 각각 별개의 상부 전극을 가지며 상호 독립적으로 전압이 인가되는 제1소자 영역 및 제2소자 영역으로 이루어지고, 제1소자 영역과 제2소자 영역은 유체의 흐름방향으로 배열된다.In addition, the device region layer is composed of a first device region and a second device region separated from each other, each having a separate upper electrode and applied voltage independently of each other, the first device region and the second device region in the flow direction of the fluid Are arranged.
또한 제1상부전극과 제2상부전극에 인가되는 전압들 간 및 제1소자 영역과 제2소자 영역에 인가되는 전압들 간에는 소정의 위상 지연을 갖는다.In addition, there is a predetermined phase delay between voltages applied to the first upper electrode and the second upper electrode and between voltages applied to the first and second device regions.
또한 펌프 몸체는: 펌핑 챔버의 바닥 부위를 형성하는 기저부; 펌핑 챔버의 측면 부위를 형성하는 측벽부를 포함하고, 입구 채널 및 출구 채널은 기저부 또는 측벽부에 통로 형태로 형성된다. 펌프 몸체는 실리콘, 유리, 구리 또는 알루미늄으로 형성될 수 있다.The pump body further comprises: a base forming a bottom portion of the pumping chamber; And a side wall portion forming a side portion of the pumping chamber, wherein the inlet channel and the outlet channel are formed in the form of a passage in the base portion or the side wall portion. The pump body may be formed of silicon, glass, copper or aluminum.
또한, 세로 격벽은 실리콘, 유리, 구리, 알루미늄 또는 폴리머로 형성될 수 있다.In addition, the vertical partition wall may be formed of silicon, glass, copper, aluminum or polymer.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 하기에서는 동일한 요소 및 유사한 기능을 하는 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였고, 그에 대해서는 이해의 편의를 위해 반복적인 설명을 생략할 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, the same reference numerals are assigned to the same elements and elements having similar functions, and the repeated description may be omitted for the convenience of understanding.
도 1은 본 발명에 따른 하나의 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 측단면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 하나의 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 정단면도이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 마이크로 펌프의 동작을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a side cross-sectional view schematically showing a micropump of one embodiment according to the present invention. Figure 2 is a front sectional view schematically showing a micropump of one embodiment according to the present invention. 3A and 3B are diagrams schematically illustrating the operation of the micropump of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 하나의 실시예는 박막(15)과, 박막(15) 상면에 배치되는 압전소자부(17), 및 박막(15)과 더불어 펌핑 챔버(14)를 형성하는 펌프 몸체(11)를 포함하며, 펌프 몸체(11)에는 입구 채널(12)과 출구 채널(13)이 형성된다.1 and 2, an embodiment of the present invention is a
압전소자부(17)는 하부 전극층(173), 하부 전극층 상에 적층된 소자영역층(171) 및 소자영역층 상에 적층된 상부 전극층(172)으로 이루어진다. 압전소자부(17)는 박막(15) 상면에 예를 들어 접착제(174)를 통해 부착될 수 있다. 전압이 인가되어 압전소자부(17)가 구동되면 박막(15)을 반복적으로 변형시켜서 유체를 펌핑하게 된다.The
펌프 몸체(11)는 박막(15)과 함께 펌핑 챔버(14)를 형성하는 것으로서, 예를 들어 박막(15)이 펌프 몸체(11) 상에 적층됨으로써 유체가 수용되고 펌핑되는 공간인 펌핑 챔버(14)를 형성한다. 이와 같이 펌핑 챔버(14)를 형성하기 위해서 펌프 몸체(11)는 예를 들어, 펌핑 챔버(14)의 바닥 부위를 형성하는 기저부(111)와, 펌핑 챔버(14)의 측면 부위를 형성하는 측벽부(112)를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.The
펌프 몸체(11)에는 유체의 소통로가 되는 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)이 형성된다. 도 1에 도시한 바와 같이 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)은 펌프 몸체(11)의 측벽부(112)에 형성되거나, 또는 도시하지는 않았지만 기저부(111)에 형성될 수도 있다.The
입구 채널(12)은 유체가 펌핑 챔버(14)로 유입되는 통로로서 펌핑 챔버(14)의 일측으로 연결된다. 바람직하게 입구 채널(12)은 소정 길이를 가지며, 펌핑 챔버(14)와 가까워질수록 단면적이 점차 커지는 구조를 갖는다.The
출구 채널(13)은 유체가 펌핑 챔버(14)로부터 유출되는 통로로서 펌핑 챔 버(14)의 타측으로 연결된다. 바람직하게 출구 채널(13)은 소정 길이를 가지며, 펌핑 챔버(14)와 멀어질수록 점차적으로 단면적이 커지는 구조를 갖는다.The
이와 같은 입구 채널(12)과 출구 채널(13)의 구성에 의해서, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 펌핑 동작이 이루어진다. 즉, 전원인가부(미도시)에 의해 전압이 인가되어 압전소자부(17)가 박막(15)을 위쪽으로 변형시키면 펌핑 챔버(14)의 체적이 증가하여 그 내부의 압력이 상대적으로 낮아지게 된다. 이때, 입구 채널(12)과 출구 채널(13)로부터 동시에 유체가 유입되지만, 입구 채널(12)과 출구 채널(13)의 구조에 의해 입구 채널(12)쪽의 유동 저항이 더 낮기 때문에 입구 채널(12)을 통해 훨씬 많은 양의 유체가 유입된다(도 3a). 반대로, 박막(15)이 원상태로 복원되면, 출구 채널(13)쪽의 유동 저항이 더 낮기 때문에 출구 채널(13)을 통해 훨씬 많은 양의 유체가 유출된다(도 3b). 따라서, 이러한 동작을 반복하면 자연스럽게 입구 채널(12) 쪽에서 출구 채널(13) 쪽으로 유체가 흐르는 펌핑이 이루어지게 되는 것이다.By the configuration of the
바람직하게 본 발명의 하나의 실시예는 펌핑 챔버(14)에 형성된 세로 격벽(16)을 더 포함한다. 이 세로 격벽(16)은 챔버 공간을 2개로 분할시키며, 바람직하게는 비변형 상태의 박막(15)의 하면 부위와 접하도록 형성된다. 이러한 세로 격벽(16)은 펌프가 작동하지 않을 시에 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)의 통로의 한쪽을 실질적으로 막는 역할을 하기 때문에 펌프 내부의 유체의 누출이 거의 일어나지 않거나 최소화될 수 있게 한다.Preferably one embodiment of the present invention further comprises a
또한 바람직하게는 제작 중에 혹은 펌프 작동 중에 세로 격벽(16)의 상단면 부위와 박막(15)의 하면 부위가 접착되거나 고착되는 것을 방지하기 위해서, 세로 격벽(16)의 상단면 부위에 금, 티타늄, 알루미늄 등과 같이 박막(15)과 잘 붙지 않는 재료로 이루어진 분리층(161)을 증착 형성할 수 있다. 또한, 이러한 분리층(161)과는 별도로, 세로 격벽(16)의 상단면 부위 및/또는 박막(15)의 하면 부위에 소수성 물질층(미도시)을 형성할 수 있다. 소수성 특성을 갖는 물질은 금 혹은 백금과 같은 금속이나 PDMS 혹은 SU-8과 같은 폴리머 등으로 형성할 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 펌프가 작동하지 않을 때는 세로 격벽(16)과 박막(15)의 하부면이 실질적으로 밀착되는 효과가 발생하기 때문에, 그 사이에서 발생할 수 있는 미소 간격을 더욱 줄이게 되어 유체의 누출을 더 감소시킬 수 있게 된다.Also, in order to prevent the upper surface portion of the
펌프 몸체(11), 박막(15) 및 세로 격벽(16)은 실리콘, 유리, 구리 혹은 알루미늄과 같은 재료로 형성될 수 있다. 하나의 예로서, 기저부(111)와 측벽부(112)로 이루어진 펌프 몸체(11) 및 세로 격벽(16)을 상술한 재료로 이루어진 하나의 기판을 식각하는 방식으로 형성할 수 있다. 다르게는 기저부(111)가 되는 기판에 감광성 폴리머를 적층 및 포토리소그라피 공정을 통한 패터닝으로 형성할 수 있다. 이들 양 방식의 경우 모두 입구 채널(12)과 출구 채널(13)은 기저부(111) 또는 측벽부(112)에 형성될 수 있다. 또 다르게는 기판을 식각하여 기저부(111)와 측벽부(112)의 일부를 이루는 홈을 형성하고 나머지 측벽부(112)를 적층하는 방식 등과 같이, 식각과 적층의 혼합 방식이 적용될 수도 있다. 또한, 펌프 몸체(11) 및 세로 격벽(16)이 형성된 하부 구조 상에 박막(15)을 적층하여 접착함으로써 펌핑 챔버(14)를 완성할 수 있다. 그러나 어느 방식이던지 펌핑 챔버(14), 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)을 위한 홈을 형성하고, 그 위를박막(15)으로 덮도록 하는 것이 용이할 수 있다.The
입구 채널(12) 및 출구 채널(13)을 각각 외부와 연결하기 위해서, 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)의 단부에는 연결구(121, 131)가 형성될 수 있다. 연결구(121, 131)들은 박막(15)에 의해 덮히지 않는 부위가 되며, 그를 통해 외부 요소들이 연결된다. 예를 들어, 관통된 구멍(181)이 있는 연결체(18)를 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)의 연결구(121, 131) 부위 상에 양 구멍이 일치하도록 부착하고, 금속, 유리 혹은 플라스틱 재질의 연결관(19)을 연결체(18)의 구멍에 삽입한다. 연결관(19)에는 또한 예를 들어 마이크로튜브(미도시)를 연결함으로써 유체를 마이크로펌프에 공급할 수 있게 된다. 여기서 에폭시와 같은 고정체(191)로 연결체(18)와 연결관(19)을 주변 구조물에 고정시킴으로써 견고한 고정이 이루어지게 할 수 있다.In order to connect the
또 다르게는, 도 4에 도시한 바와 같이, 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)은 펌프 몸체(11)의 측벽부(112)에 홈 형태로 형성하여 박막(15)으로 덮도록 하고, 입구 채널(12) 및 출구 채널(13)의 연결구(121, 131)를 펌프 몸체(11)의 기저부(111)를 관통하는 구멍으로 형성할 수도 있다. 이 경우에도 연결체(18)에는 연결관(19)이 연결되고, 연결관(19)에는 또한 마이크로튜브가 연결될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 4, the
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 측단면도이다. 본 발명의 다른 실시예는 압전소자부(17)의 상부 전극층(172)을 제1상부전극(172-1) 및 제2상부전극(172-2)으로 분리해서, 소자영역층(171)의 영역별 로 독립적으로 구동할 수 있는 것을 특징으로 한다. 5 is a side cross-sectional view schematically showing a micropump of another embodiment according to the present invention. According to another exemplary embodiment of the present invention, the
또한 도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 마이크로 펌프를 개략적으로 도시한 측단면도이다. 도 6에 도시된 또 다른 실시예는 상부 전극층(172) 및 소자영역층(171)을 모두 분리해서 실질적으로 압전소자가 제1소자 영역(171-1) 및 제2소자 영역(171-2)로 분리되어 각각 독립적으로 구동된다. 6 is a side cross-sectional view schematically showing a micropump of another embodiment according to the present invention. In another embodiment shown in FIG. 6, the
이렇게 상부전극층을 제1상부전극(172-1) 및 제2상부전극(172-2)으로 분리하거나, 상부전극층 및 소자영역층(171)을 분리하여 실질적으로 제1소자 영역(171-1) 및 제2소자 영역(171-2)로 압전소자를 분리하게 되면, 실질적으로 2개의 압전소자가 구동되는 효과가 얻어진다. 이 경우에, 제1상부전극(172-1)과 제2상부전극(172-2), 그리고 제1소자 영역(171-1)와 제2소자 영역(171-2)은 유체의 흐름 방향으로 배열되도록 한다.The upper electrode layer is separated into the first upper electrode 172-1 and the second upper electrode 172-2, or the upper electrode layer and the
바람직하게는 도 5의 다른 실시예에서의 제1상부전극(172-1)과 제2상부전극(172-2)에 인가되는 전압들 간, 그리고 도 6의 또 다른 실시예에서의 제1소자 영역(171-1)와 제2소자 영역(171-2) 간에 인가되는 전압들 간에는 소정의 위상 지연을 갖는 전압을 각각 인가하면 유체의 진행파와 같은 형상을 갖는 변형을 만들어 낼 수 있다. 예컨대, 도 7의 나타낸 것처럼, 입구 채널(12)에 가까운 제1상부전극(172-1)에 소정의 구동전압(30a)을 인가하고, 출구 채널(13)에 가까운 제2상부전극(172-2)에 그에 대해 위상 지연을 갖는 구동전압(30b)을 인가하면, 각기 대응되는 박막(15) 부위가 물결파와 같이 순차적으로 변형되면서 더욱 효과적으로 유체를 펌핑할 수 있게 된다.Preferably, between the voltages applied to the first upper electrode 172-1 and the second upper electrode 172-2 in the other embodiment of FIG. 5, and the first device in the other embodiment of FIG. 6. When voltages having a predetermined phase delay are respectively applied between the voltages applied between the region 171-1 and the second device region 171-2, a deformation having a shape like a traveling wave of the fluid can be produced. For example, as shown in FIG. 7, a
도 5 및 도 6의 실시예의 미설명된 다른 구성 요소는 상술한 도 1 내지 도 3b에서 설명된 하나의 실시예와 동일함으로써 그 설명을 생략한다.Other components that are not described in the embodiments of FIGS. 5 and 6 are the same as those of the embodiments described with reference to FIGS.
본 발명의 마이크로 펌프는 입구채널 및 출구채널의 형상에 의해 자연스럽게 펌핑이 이루어질 수 있다. 또한, 펌핑 챔버 내에 형성된 세로 격벽에 의해서, 펌프가 작동하지 않을 때의 유체의 누출을 감소시킬 수 있다. 나아가, 세로 격벽의 상단면 부위 및/박막의 하면 부위에 소수층을 형성함으로써 유체의 누출이 더욱 억제된다. 또한, 세로 격벽의 상단면 부위에 분리층을 형성함으로써 펌프의 제작 중에 혹은 작동 중에 박막과 세로 격벽이 부착되거나 고착되는 것을 방지하여 안정적으로 펌프를 제작하고 구동시킬 수 있다. 또한, 상부전극층을 분리하거나, 상부전극층 및 소자영역층을 분리함으로써, 실질적으로 2개의 분리된 압전소자가 구동하는 효과를 걷을 수 있다. 이 경우에, 위상 지연을 갖는 구동전압을 각각 인가함으로써 더욱 효과적으로 유체의 펌핑이 가능해진다.The micro pump of the present invention can be pumped naturally by the shape of the inlet and outlet channels. In addition, the vertical partition wall formed in the pumping chamber can reduce the leakage of fluid when the pump is not operated. Furthermore, by forming a hydrophobic layer in the upper surface portion of the vertical partition wall and / or the lower surface portion of the thin film, leakage of fluid is further suppressed. In addition, by forming a separation layer on the upper surface portion of the vertical bulkhead, it is possible to stably manufacture and drive the pump by preventing the thin film and the vertical bulkhead from being attached or stuck during the production or operation of the pump. In addition, by separating the upper electrode layer or separating the upper electrode layer and the element region layer, the effect of driving two separate piezoelectric elements can be achieved. In this case, it is possible to pump the fluid more effectively by applying each of the driving voltages having the phase delay.
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