KR101219443B1 - 마이크로 체크 밸브 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밸브 시트와 밸브 오리피스의 접착을 방지하여 작동 신뢰성을 향상시키는 마이크로 체크 밸브 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 유체가 공급되는 유체 도입 채널; 상기 유체 도입 채널과 연통된 유체 수용 채널; 상기 유체 수용 채널의 중앙부에 구비된 밸브 시트; 및 상기 밸브 시트의 상부에 접촉하는 밸브 오리피스를 포함하고, 상기 밸브 시트의 상면에는 상기 밸브 오리피스의 접착을 방지하는 접착 방지층이 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브를 제공한다.
본 발명은, 유체가 공급되는 유체 도입 채널; 상기 유체 도입 채널과 연통된 유체 수용 채널; 상기 유체 수용 채널의 중앙부에 구비된 밸브 시트; 및 상기 밸브 시트의 상부에 접촉하는 밸브 오리피스를 포함하고, 상기 밸브 시트의 상면에는 상기 밸브 오리피스의 접착을 방지하는 접착 방지층이 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브를 제공한다.
Description
본 발명은 마이크로 체크 밸브 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 밸브 시트와 밸브 오리피스의 접착을 방지하여 작동 신뢰성을 향상시키는 마이크로 체크 밸브 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
밸브의 신뢰성은 마이크로 유체 시스템의 소형화와 상업화를 위한 핵심 성능으로, 특히, 의료용 마이크로 소자를 만드는데 있어서 밸브의 신뢰성은 매우 중요하다.
체크 밸브는 유체가 한 방향으로만 흐르게 하는 소자로서, 밸브의 내부 압력이 외부 압력보다 클 때는 전방으로 흐르며, 밸브의 내부 압력이 외부 압력보다 작을 때는 흐르지 못한다.
마이크로 체크 밸브는 미세한 유체 통로를 구비한 체크 밸브로서, 의료용 마이크로 체크 밸브는 녹내장 유출 기구(glaucoma drainage device) 등에 사용된다. 녹내장은 안압의 상승으로 인해 시신경이 눌리거나 혈액 공급에 장애가 생겨 시신경의 기능에 이상을 초래하는 질환이다. 녹내장 유출 기구는 안구 내의 압력 흐름을 조절하여 안압이 정상치 이상으로 높아지는 것을 방지한다.
이러한 마이크로 체크 밸브의 예로서, 미국 특허공개공보 US 2002/0168278 A1(2002. 11. 14.)는 마이크로 유체 시스템용 밸브를 개시한다.
도 1은 종래 마이크로 유체 시스템용 밸브 및 문제점을 도시한 도면이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 종래 마이크로 유체 시스템용 밸브(1)는 밸브 시트(3)와 상단에 밸브 오리피스(7)가 형성된 밸브체(5)를 포함한다. 그러나, 종래 밸브에 있어서는 도 1의 (b)와 같이 제작 과정 중 밸브 오리피스(7)가 밸브 시트(3)에 접착되어 밸브의 정상적인 작동이 곤란해지는 문제점이 존재하였다. 또한, 밸브체(5)를 얇은 폴리머 막으로 제작하는 것이 용이하지 않은 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 밸브 시트와 밸브 오리피스의 접착을 방지하여 작동 신뢰성을 향상시키는 마이크로 체크 밸브를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 마이크로 체크 밸브를 용이하게 제조할 수 있는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법을 제공함을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 유체가 공급되는 유체 도입 채널; 상기 유체 도입 채널과 연통된 유체 수용 채널; 상기 유체 수용 채널의 중앙부에 구비된 밸브 시트; 및 상기 밸브 시트의 상부에 접촉하는 밸브 오리피스를 포함하고, 상기 밸브 시트의 상면에는 상기 밸브 오리피스의 접착을 방지하는 접착 방지층이 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브를 제공한다.
바람직하게는, 상기 유체 도입 채널과, 상기 유체 수용 채널, 및 상기 밸브 시트는 하부 부재에 구비되고, 상기 밸브 오리피스는 상기 하부 부재의 상부에 구비되는 얇은 막 형태의 상부 부재에 구비된다.
바람직하게는, 상기 마이크로 체크 밸브의 상기 하부 부재와 상기 상부 부재는 PDMS 재질로 형성된다.
더욱 바람직하게는, 상기 밸브 오리피스의 상부에는 판 형상의 밸브 커버가 구비되고, 상기 밸브 커버의 하부에는 상기 밸브 커버를 상기 밸브 오리피스로부터 이격시키기 위한 포스트가 구비된다.
한편, 유체가 공급되는 유체 도입 채널, 상기 유체 도입 채널과 연통된 유체 수용 채널, 상기 유체 수용 채널의 중앙부에 구비된 밸브 시트가 형성된 하부 부재와, 상기 밸브 시트의 상부에 접촉하는 밸브 오리피스가 형성된 상부 부재를 포함하는 본 발명에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, PDMS를 성형하여 상기 유체 도입 채널, 상기 유체 수용 채널 및 상기 밸브 시트를 형성하고, 상기 밸브 시트의 상부에 새도우 마스크를 정렬시킨 후 크롬과 금을 순차적으로 적층시키거나 표면 처리를 통하여 접착 방지층을 형성함으로써 상기 하부 부재를 제조한다.
다음으로, 돌출부가 형성된 PDMS 레플리카의 상부면을 접착성이 감소되는 표면 처리를 한 후, 상기 PDMS 레플리카의 상기 돌출부가 제 2 보조기판과 접하도록 위치한 상태에서 상기 PDMS 레플리카와 상기 제 2 보조기판 사이의 공간에 PDMS 용액을 주입하여 큐어링함으로써 상기 밸브 오리피스를 구비한 상기 상부 부재를 제조한다.
상기 상부 부재를 제조하는 다른 방법으로, 상기 오리피스에 대응하는 포토레지스트(photoresist) 돌출부를 실리콘 기판 또는 유리 기판에 형성한 후, 접착성이 감소되는 표면처리를 한 PDMS 평판을 접하도록 위치한 상태에서 상기 실리콘 기판 또는 유리 기판과 상기 PDMS 평판 사이의 공간에 PDMS 용액을 주입하여 큐어링함으로써 상기 밸브 오리피스를 구비한 상기 상부 부재를 제조할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마이크로 체크 밸브의 제조 방법은, 상기 하부 부재와 상기 상부 부재를 결합하는 단계를 포함하며, 또한 다수의 포스트가 형성된 밸브 커버를 제조하는 단계; 및 상기 밸브 커버를 상기 상부 부재의 상부에 결합하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명에 의하면, 밸브 오리피스와 밸브 시트의 원치 않는 접착을 방지하여 마이크로 체크 밸브의 작동 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 의하면, 밸브 오리피스의 상부에 밸브 커버를 구비하고, 상기 밸브 오리피스가 형성된 상부 부재와 상기 밸브 커버의 사이에 다수의 포스트를 구비하여 밸브 오리피스를 통과한 유체의 원활한 유동을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 체크 밸브 제조 방법에 의하면, 마이크로 체크 밸브를 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 마이크로 유체 시스템용 밸브 및 문제점을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브에 있어서, 밸브 커버의 저면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 하부 부재를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 상부 부재를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 상부 부재를 제조하는 다른 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브에 있어서, 밸브 커버의 저면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 하부 부재를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 상부 부재를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 상부 부재를 제조하는 다른 방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브(10)는, 유체 도입 채널(22)과, 유체 수용 채널(24), 및 상기 유체 수용 채널(24)의 중앙부에 형성된 밸브 시트(26)를 포함하고, 상기 밸브 시트(26)의 상부에 위치하는 밸브 오리피스(32)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 유체 도입 채널(22)과 유체 수용 채널(24) 및 밸브 시트(26)는 하부 부재(20)에 구비된다. 또한, 밸브 오리피스(32)는 상부 부재(30)에 구비된다. 상기 하부 부재(20) 및 상부 부재(30)는 바람직하게는 실리콘이 함유된 폴리머인 PDMS(polydimethylsiloxane)로 형성된다. PDMS는 안정적이며, 내구성이 강하다는 장점이 있다.
유체는 유체 도입 채널(22)을 통해 유체 수용 채널(24)로 전달되고, 유체 수용 채널(24)에 수용된 유체의 압력이 소정치 이상을 넘는 경우 밸브 오리피스(32)가 밸브 시트(26)로부터 이격되어 유체가 밸브 오리피스(32)를 통해 배출된다. 밸브 오리피스(32)는 얇은 막 형태의 상부 부재(30)에 형성되고 소정의 장력을 갖는다. 이에 따라 일정한 압력 이상이 되면 밸브 오리피스(32)가 변형되어 유체의 배출이 가능하게 된다.
도 3을 참조하면, 밸브 시트(26)의 상부에는 밸브 오리피스(32)가 밸브 시트(26)에 접착되는 것을 방지하기 위하여 접착 방지층(28)이 구비된다. 상기 접착 방지층(28)은 크롬(Cr)과 금(Au)의 얇은 막 형태로 형성될 수 있다. 그리고 상기 크롬(Cr)과 금(Au)의 얇은 막을 대신하여 상기 밸브 시트에 표면처리를 하여 상기 접착 방지층을 형성할 수 있다. 상기 밸브 시트에 대한 표면처리는 플라즈마 처리일 수 있으며, 메탄(CH4)과 헬륨(He)을 이용한 소수성(hydrophobic) 처리일 수 있다. 접착 방지층(28)이 밸브 시트(26)의 상부면에 형성됨에 따라 밸브 오리피스(32)가 밸브 시트(26)에 접착되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이다.
도 4에 도시된 마이크로 체크 밸브는 도 2 및 도 3에서 설명된 마이크로 체크 밸브(10)의 구성에 밸브 커버(40)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브는, 유체 도입 채널(22)과 유체 수용 채널(24) 및 밸브 시트(26)를 구비한 하부 부재(20)와, 밸브 오리피스(32)를 구비한 상부 부재(30), 및 상기 상부 부재(30)의 상부에 구비되는 밸브 커버(40)를 포함한다. 하부 부재(20)와 상부 부재(30) 및 밸브 커버(40)는 적층되어 결합된다.
한편, 밸브 커버(40)의 하부에는 밸브 오리피스(32)를 통과한 유체가 밸브 커버(40)와 상부 부재(30)의 사이를 통과하여 배출될 수 있도록 하기 위하여 다수의 포스트(42)가 형성되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브에 있어서, 밸브 커버의 저면을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 밸브 커버(40)의 저면에는 다수의 포스트(42)가 기둥 형태로 돌출되어 있다. 다만, 밸브 커버(40)의 저면에 있어서 밸브 오리피스(32)에 대응되는 부분에 있어서는 포스트(42)가 형성되지 않은 밸브 오리피스 작동면(44)이 형성된다. 이에 따라 밸브 오리피스(32)의 개폐시 상기 포스트(42)에 의한 영향을 받지 않도록 할 수 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 하부 부재를 제조하는 방법을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 상부 부재를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 하부 부재(20)를 제조하는 방법을 설명한다.
먼저 실리콘 기판 또는 유리 기판으로 형성된 제 1 보조기판(50)의 상부에 포토레지스트(photoresist, 60)를 도포한다(도 7의 (a)). 포토레지스트(60)로는 SU-8을 사용할 수 있다. 다음으로, 노광(exposure) 및 현상(development)를 통해 유체 수용 채널(24) 및 유체 도입 채널(22) 등에 대응되는 돌출부(62)를 제외한 포토레지스트를 제거한다(도 7의 (b)). 이렇게 획득한 부분은 일종의 몰드(mold)로서 사용된다.
다음으로, 상기 몰드의 상부에 PDMS를 부은 후 일정 시간 큐어링(curing)하여 성형한다(도 7의 (c)). 도 7의 (c)에서 성형된 PDMS 레플리카(replica)는 하부 부재(20)가 되며, 유체 도입 채널(22) 및 유체 수용 채널(24)과 밸브 시트(26)가 형성된다.
하부 부재(20)를 뒤집은 후, 밸브 시트(26)에 해당하는 부위를 제외하고는 새도우 마스크(M)를 정렬시킨다(도 7의 (d)).
이러한 상태에서, 크롬 레이어(28b) 및 금 레이어(28a)를 밸브 시트(26)의 상부에 증착시킨다(도 7의 (e)). 크롬 레이어(28b) 및 금 레이어(28a)는 스퍼터링 방식에 의해 증착될 수 있다. 다른 실시예로 상기 크롬 레이어(28b)와 금 레이어(28a)의 얇은 막을 대신하여 상기 밸브 시트(26)에 표면처리를 할 수 있다. 상기 표면처리는 플라즈마 표면처리일 수 있으며, 메탄(CH4)과 헬륨(He)을 이용하여 소수성 처리하는 것일 수 있다
이상의 과정을 거치면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 하부 부재(20)가 형성된다.
다음으로 도 8을 참조하여, 상부 부재(30)를 형성하는 방법을 설명한다.
먼저 돌출부(72)가 형성된 PDMS 레플리카(70)를 준비한다(도 8의 (a)). 다음으로, 상기 PDMS 레플리카(70)의 상부면을 접착성 감소를 위한 표면처리를 하며, 일 예로서 상기 표면처리는 플라즈마 처리일 수 있다. 또한, 상기 표면처리는 메탄(CH4)과 헬륨(He)을 이용하여 상기 PDMS 레플리카(70)의 상부면에 대하여 소수성(hydrophobic) 처리하는 것일 수 있다(도 8의 (b)).
상부면의 접착성 감소를 위하여 표면처리(예컨대, 플라즈마 처리 또는 소수성 처리)된 PDMS 레플리카(70)를 실리콘 또는 유리 기판인 제 2 보조기판(80)의 상부에 돌출부(72)가 하방을 향하도록 위치시킨다(도 8의 (c)).
PDMS 레플리카(70)와 제 2 보조기판(80)의 사이에 PDMS 용액을 채운 후 큐어링한다(도 8의 (d)). 큐어링이 완료된 후 PDMS 레플리카(70) 및 제 2 보조기판(80)을 제거하면, 상기 돌출부(72)에 의해 밸브 오리피스(32)가 형성된 상부 부재(30)가 형성된다(도 8의 (e)).
상부 부재(30)를 제조하는 방법의 다른 실시 예를 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서 상부 부재를 제조하는 다른 방법을 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 방법의 경우 다만, 오리피스의 제작 성공률이 낮을 수 있다는 문제가 있다. 상기 문제는 도 8의 (c) 단계에서 PDMS 레플리카의 돌출부(72)와 제 2 보조기판(80)의 접촉이 불완전할 경우 PDMS 용액이 스며들어 오리피스가 막히는데 기인한다. 상기 문제를 해결하기 위해 도 8의 (c) 단계에서 PDMS 레플리카(70)의 상부에 압력을 가하여 접촉을 개선할 수 있으나 PDMS의 탄성계수가 작아 PDMS 레플리카(70)의 변형이 발생하면서 상부 부재의 오리피스가 휘어진다는 문제가 새롭게 발생한다.
이 문제점을 해결하기 위하여 탄성이 높으면서 패턴 형성이 용이한 포토레지스트를 사용하여 상부 부재(30)를 제조하는 다른 실시 예를 도 9를 참조하여 설명한다.
먼저 실리콘 기판 또는 유리 기판(90)의 상부에 포토레지스트(photoresist)(100)를 도포한다. 바람직한 실시예로서 포토레지스트(100)로는 SU-8을 사용할 수 있다(도 9의 (a)). 다음으로, 노광(exposure) 및 현상(development)을 통해 오리피스에 대응되는 돌출부(102)를 제외한 포토레지스트를 제거한다(도 9의 (b)).
접착성 감소를 위하여 표면처리가 시행된 PDMS 평판(110)을 실리콘 기판 또는 유리 기판 위에 형성된 상기 포토레지스트 돌출부(102)에 접하도록 위치시킨다(도 9의 (c)).
상기 실리콘 기판 또는 유리 기판(90)과 상기 PDMS 평판(110) 사이의 공간에 PDMS 용액을 주입한 후 큐어링한다(도 9의 (d)). 큐어링이 완료된 후 실리콘 기판 또는 유리 기판(90)과 PDMS 평판(110)을 제거하면, 상기 돌출부(102)에 의해 밸브 오리피스(32)가 형성된 상부 부재(30)의 제작이 완료된다(도 9의 (e)).
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 밸브 커버(40)는 소프트-리소그라피(soft-lithography)를 이용하여 제조할 수 있다.
이상에서 제조된 하부 부재(20)와 상부 부재(30)를 상호 접합함으로써 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브를 제조할 수 있다. 또한, 하부 부재(20)와 상부 부재(30) 및 밸브 커버(40)를 상호 접합하면 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브를 제조할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 마이크로 체크 밸브 20 : 하부 부재
22 : 유체 도입 채널 24 : 유체 수용 채널
26 : 밸브 시트 28 : 접착 방지층
30 : 상부 부재 32 : 밸브 오리피스
40 : 밸브 커버 42 : 포스트
44 : 오리피스 작동면
22 : 유체 도입 채널 24 : 유체 수용 채널
26 : 밸브 시트 28 : 접착 방지층
30 : 상부 부재 32 : 밸브 오리피스
40 : 밸브 커버 42 : 포스트
44 : 오리피스 작동면
Claims (9)
- 유체가 공급되어 수용되는 유체 수용 채널;
상기 유체 수용 채널의 중앙부에 구비된 밸브 시트; 및
상기 밸브 시트의 상부에 접촉하는 밸브 오리피스를 포함하고,
상기 밸브 시트의 상면에는 상기 밸브 오리피스의 접착을 방지하는 접착 방지층이 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브. - 제 1 항에 있어서,
상기 유체 수용 채널로 상기 유체를 공급하는 유체 도입 채널이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브. - 제 2 항에 있어서, 상기 유체 도입 채널과, 상기 유체 수용 채널, 및 상기 밸브 시트는 하부 부재에 구비되고, 상기 밸브 오리피스는 상기 하부 부재의 상부에 구비되는 얇은 막 형태의 상부 부재에 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브.
- 제 3 항에 있어서, 상기 하부 부재와 상기 상부 부재는 PDMS 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브 오리피스의 상부에는 판 형상의 밸브 커버가 구비되고, 상기 밸브 커버의 하부에는 상기 밸브 커버를 상기 밸브 오리피스로부터 이격시키기 위한 포스트가 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브. - 유체가 공급되는 유체 도입 채널, 상기 유체 도입 채널과 연통된 유체 수용 채널, 상기 유체 수용 채널의 중앙부에 구비된 밸브 시트가 형성된 하부 부재와, 상기 밸브 시트의 상부에 접촉하는 밸브 오리피스가 형성된 상부 부재를 포함하는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서,
PDMS를 성형하여 상기 유체 도입 채널, 상기 유체 수용 채널 및 상기 밸브 시트를 형성하고, 상기 밸브 시트의 상부에 새도우 마스크를 정렬시킨 후 크롬과 금을 순차적으로 적층시켜 접착 방지층을 형성함으로써 상기 하부 부재를 제조하는 단계;
돌출부가 형성된 PDMS 레플리카의 상부면에 대하여 접착성 감소를 위한 표면처리를 한 후, 상기 PDMS 레플리카의 상기 돌출부가 제 2 보조기판과 접하도록 위치한 상태에서 상기 PDMS 레플리카와 상기 제 2 보조기판 사이의 공간에 PDMS 용액을 주입하여 큐어링함으로써 상기 밸브 오리피스를 구비한 상기 상부 부재를 제조하는 단계; 및
상기 하부 부재와 상기 상부 부재를 결합하는 단계
를 포함하는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 표면 처리는 상기 PDMS 레플리카의 상부면을 플라즈마 처리하거나 소수성 처리한 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법. - 유체가 공급되는 유체 도입 채널, 상기 유체 도입 채널과 연통된 유체 수용 채널, 상기 유체 수용 채널의 중앙부에 구비된 밸브 시트가 형성된 하부 부재와, 상기 밸브 시트의 상부에 접촉하는 밸브 오리피스가 형성된 상부 부재를 포함하는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법에 있어서,
PDMS를 성형하여 상기 유체 도입 채널, 상기 유체 수용 채널 및 상기 밸브 시트를 형성하고, 상기 밸브 시트의 상부에 새도우 마스크를 정렬시킨 후 크롬과 금을 순차적으로 적층시켜 접착 방지층을 형성함으로써 상기 하부 부재를 제조하는 단계;
상기 밸브 오리피스에 대응하는 포토레지스트 돌출부를 실리콘 기판 또는 유리 기판에 형성한 후, 접착성 감소를 위한 표면처리를 한 PDMS 평판이 상기 포토레지스트 돌출부에 접하면서 상기 실리콘 기판 또는 유리 기판에 평행하도록 위치시킨 상태에서, 상기 실리콘 기판 또는 유리 기판과 상기 PDMS 평판 사이의 공간에 PDMS 용액을 주입하여 큐어링함으로써 상기 밸브 오리피스를 구비한 상기 상부 부재를 제조하는 단계; 및
상기 하부 부재와 상기 상부 부재를 결합하는 단계
를 포함하는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법. - 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 포스트가 형성된 밸브 커버를 제조하는 단계; 및
상기 밸브 커버를 상기 상부 부재의 상부에 결합하는 단계
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법.
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KR1020100122251A KR101219443B1 (ko) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | 마이크로 체크 밸브 및 그 제조방법 |
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KR20120060647A KR20120060647A (ko) | 2012-06-12 |
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US20100025613A1 (en) | 2006-08-10 | 2010-02-04 | California Institute Of Technology | Microfluidic valve having free-floating member and method of fabrication |
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-
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