KR20120060647A - Micro Check Valve and Method of Manufacturing the Same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A micro-check valve and a manufacturing method thereof are provided to improve working reliability by preventing the adhesion of a valve orifice and a valve seat. CONSTITUTION: A micro-check valve comprises a fluid receiving channel(24), a valve seat(26), and a valve orifice(32). To the fluid receiving channel, fluid is supplied. The valve seat is equipped in the central part of the fluid receiving channel. The valve orifice comes into contact with the top of the valve seat. On the upper side of the valve seat, an adhesive prevention layer is equipped. The fluid receiving channel and the valve seat are equipped in a lower member. The valve orifice is equipped on the upper member.

Description

마이크로 체크 밸브 및 그 제조방법 {Micro Check Valve and Method of Manufacturing the Same} Micro Check Valve and Method of Manufacturing the Same

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. The present invention relates to a micro check valve and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a micro check valve and a method of manufacturing the same, which prevents adhesion of the valve seat and the valve orifice to improve operational reliability.

밸브의 신뢰성은 마이크로 유체 시스템의 소형화와 상업화를 위한 핵심 성능으로, 특히, 의료용 마이크로 소자를 만드는데 있어서 밸브의 신뢰성은 매우 중요하다.The reliability of the valve is a key performance for miniaturization and commercialization of microfluidic systems, particularly in the manufacture of medical microdevices.

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. The check valve is a device that allows fluid to flow in only one direction, and flows forward when the internal pressure of the valve is greater than the external pressure, and does not flow when the internal pressure of the valve is less than the external pressure.

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. The micro check valve is a check valve having a fine fluid passage, and the medical micro check valve is used for a glaucoma drainage device or the like. Glaucoma is a disease in which the optic nerve is depressed due to an increase in intraocular pressure or a disorder in the blood supply causes abnormalities in the function of the optic nerve. The glaucoma outflow mechanism regulates the pressure flow in the eye to prevent the intraocular pressure from rising above normal.

이러한 마이크로 체크 밸브의 예로서, 미국 특허공개공보 US 2002/0168278 A1(2002. 11. 14.)는 마이크로 유체 시스템용 밸브를 개시한다. As an example of such a micro check valve, US 2002/0168278 A1 (Nov. 14, 2002) discloses a valve for a microfluidic system.

도 1은 종래 마이크로 유체 시스템용 밸브 및 문제점을 도시한 도면이다. 1 illustrates a valve and a problem for a conventional microfluidic system.

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. Referring to FIG. 1A, the valve 1 for a conventional microfluidic system includes a valve seat 3 and a valve body 5 having a valve orifice 7 formed at an upper end thereof. However, in the conventional valve, there is a problem that the normal operation of the valve is difficult because the valve orifice 7 is bonded to the valve seat 3 during the manufacturing process as shown in FIG. In addition, there has been a problem that it is not easy to fabricate the valve body 5 into a thin polymer film.

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. SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a micro check valve that prevents adhesion between the valve seat and the valve orifice to improve operation reliability.

또한, 본 발명은, 상기 마이크로 체크 밸브를 용이하게 제조할 수 있는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법을 제공함을 다른 목적으로 한다. Moreover, another object of this invention is to provide the manufacturing method of the micro check valve which can manufacture the said micro check valve easily.

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. The present invention provides a fluid introduction channel to which a fluid is supplied; A fluid receiving channel in communication with the fluid introduction channel; A valve seat provided at a central portion of the fluid receiving channel; And a valve orifice in contact with an upper portion of the valve seat, and an upper surface of the valve seat is provided with an anti-stick layer for preventing adhesion of the valve orifice.

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. Preferably, the fluid introduction channel, the fluid receiving channel, and the valve seat are provided in the lower member, and the valve orifice is provided in the upper member in the form of a thin film provided on the upper part of the lower member.

바람직하게는, 상기 마이크로 체크 밸브의 상기 하부 부재와 상기 상부 부재는 PDMS 재질로 형성된다. Preferably, the lower member and the upper member of the micro check valve are formed of PDMS material.

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. More preferably, a plate-shaped valve cover is provided at an upper portion of the valve orifice, and a post for separating the valve cover from the valve orifice is provided at a lower portion of the valve cover.

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. Meanwhile, a fluid introduction channel to which a fluid is supplied, a fluid receiving channel in communication with the fluid introduction channel, a lower member having a valve seat provided at the center of the fluid receiving channel, and a valve orifice contacting an upper portion of the valve seat are formed. The manufacturing method of the micro check valve according to the present invention including the upper member is as follows.

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. First, the PDMS is formed to form the fluid introduction channel, the fluid receiving channel, and the valve seat, align the shadow mask on the upper part of the valve seat, and then sequentially deposit chromium and gold or perform an anti-adhesion layer through surface treatment. The lower member is manufactured by forming the lower member.

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.Next, the surface of the PDMS replica having the protrusion formed thereon is subjected to a surface treatment with reduced adhesiveness, and then the PDMS replica is positioned between the PDMS replica and the second auxiliary substrate in a state where the protrusion of the PDMS replica is in contact with the second auxiliary substrate. The upper member with the valve orifice is manufactured by injecting and curing a PDMS solution into a space of the.

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. As another method of manufacturing the upper member, a photoresist protrusion corresponding to the orifice is formed on a silicon substrate or a glass substrate, and then placed in contact with a surface treated PDMS plate having reduced adhesion. The upper member with the valve orifice may be manufactured by injecting and curing a PDMS solution into a space between a silicon substrate or a glass substrate and the PDMS plate.

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. Preferably, the method of manufacturing the micro check valve, comprising the step of coupling the lower member and the upper member, and further comprising the steps of manufacturing a valve cover formed with a plurality of posts; And coupling the valve cover to the top of the upper member.

본 발명에 의하면, 밸브 오리피스와 밸브 시트의 원치 않는 접착을 방지하여 마이크로 체크 밸브의 작동 신뢰성을 확보할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent unwanted adhesion between the valve orifice and the valve seat to ensure operational reliability of the micro check valve.

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. In addition, according to the present invention, a valve cover is provided on an upper portion of the valve orifice, and a plurality of posts are provided between the upper member on which the valve orifice is formed and the valve cover to facilitate smooth flow of fluid passing through the valve orifice. Can be.

또한, 본 발명에 따른 마이크로 체크 밸브 제조 방법에 의하면, 마이크로 체크 밸브를 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the method of manufacturing a micro check valve according to the present invention, there is an advantage that a micro check valve can be easily manufactured.

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. 1 illustrates a valve and a problem for a conventional microfluidic system.
2 is a perspective view of a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a micro check valve according to another preferred embodiment of the present invention.
5 is a view showing the bottom surface of the valve cover in the micro check valve according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a micro check valve according to another preferred embodiment of the present invention.
7 is a view showing a method of manufacturing the lower member in the method of manufacturing a micro check valve according to an embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a method of manufacturing the upper member in the method of manufacturing a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a view showing another method for manufacturing the upper member in the method of manufacturing a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 단면도이다. 2 is a perspective view of a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention.

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. The micro check valve 10 according to the preferred embodiment of the present invention includes a fluid introduction channel 22, a fluid receiving channel 24, and a valve seat 26 formed at the center of the fluid receiving channel 24. And a valve orifice 32 positioned above the valve seat 26.

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. In a preferred embodiment of the invention, the fluid introduction channel 22, the fluid receiving channel 24 and the valve seat 26 are provided in the lower member 20. The valve orifice 32 is also provided on the upper member 30. The lower member 20 and the upper member 30 are preferably formed of polydimethylsiloxane (PDMS), which is a polymer containing silicon. PDMS has the advantage of being stable and durable.

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. Fluid is delivered to the fluid receiving channel 24 through the fluid introduction channel 22, and the valve orifice 32 moves from the valve seat 26 when the pressure of the fluid contained in the fluid receiving channel 24 exceeds a predetermined value. Spaced apart the fluid exits through the valve orifice 32. The valve orifice 32 is formed in the upper member 30 in the form of a thin film and has a predetermined tension. As a result, the valve orifice 32 is deformed when the pressure exceeds the predetermined pressure, and the fluid can be discharged.

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. Referring to FIG. 3, an anti-stick layer 28 is provided on the valve seat 26 to prevent the valve orifice 32 from adhering to the valve seat 26. The adhesion preventing layer 28 may be formed in a thin film form of chromium (Cr) and gold (Au). The surface of the valve seat may be replaced with a thin film of chromium (Cr) and gold (Au) to form the adhesion preventing layer. The surface treatment for the valve seat may be a plasma treatment, and may be a hydrophobic treatment using methane (CH 4 ) and helium (He). As the anti-stick layer 28 is formed on the upper surface of the valve seat 26, the valve orifice 32 can be prevented from adhering to the valve seat 26.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 사시도이다. 4 is a perspective view of a micro check valve according to another preferred embodiment of the present invention.

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. The micro check valve shown in FIG. 4 is characterized in that it further comprises a valve cover 40 in the configuration of the micro check valve 10 described in FIGS. 2 and 3. That is, the micro check valve according to another preferred embodiment of the present invention includes a lower member 20 having a fluid introduction channel 22, a fluid receiving channel 24, and a valve seat 26, and a valve orifice 32. It includes an upper member 30 having a, and a valve cover 40 provided on the upper member 30. The lower member 20, the upper member 30, and the valve cover 40 are stacked and coupled.

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. On the other hand, a plurality of posts 42 are formed in the lower portion of the valve cover 40 to allow the fluid passing through the valve orifice 32 to pass through between the valve cover 40 and the upper member 30. It is desirable to be.

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. 5 is a view showing the bottom surface of the valve cover in the micro check valve according to another preferred embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of a micro check valve according to another preferred embodiment of the present invention.

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. Referring to FIG. 5, a plurality of posts 42 protrude in the form of pillars on the bottom of the valve cover 40. However, in the part corresponding to the valve orifice 32 in the bottom face of the valve cover 40, the valve orifice operating surface 44 in which the post 42 is not formed is formed. Accordingly, the opening of the valve orifice 32 may be prevented from being affected by the post 42.

다음으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 제조 방법을 설명한다. Next, a method of manufacturing a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

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. 7 is a view showing a method of manufacturing the lower member in the method of manufacturing a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 8 is a method of manufacturing a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention. It is a figure which shows the method of manufacturing an upper member.

도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 체크 밸브의 하부 부재(20)를 제조하는 방법을 설명한다. A method of manufacturing the lower member 20 of the micro check valve according to the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.

먼저 실리콘 기판 또는 유리 기판으로 형성된 제 1 (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. First, a photoresist 60 is coated on the first 50 formed of a silicon substrate or a glass substrate (FIG. 7A). SU-8 may be used as the photoresist 60. Next, the photoresist except for the protrusion 62 corresponding to the fluid receiving channel 24, the fluid introduction channel 22, and the like is removed through exposure and development (FIG. 7B). The part thus obtained is used as a kind of mold.

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. Next, the PDMS is poured onto the mold and cured (curing) for a predetermined time to form the mold (FIG. 7C). The PDMS replica formed in FIG. 7C becomes the lower member 20, and the fluid introduction channel 22, the fluid receiving channel 24, and the valve seat 26 are formed.

하부 부재(20)를 뒤집은 후, 밸브 시트(26)에 해당하는 부위를 제외하고는 새도우 마스크(M)를 정렬시킨다(도 7의 (d)).After the lower member 20 is turned over, the shadow mask M is aligned except for a portion corresponding to the valve seat 26 (FIG. 7D).

이러한 상태에서, 크롬 레이어(28b) 및 금 레이어(28a)를 밸브 시트(28)의 상부에 증착시킨다(도 7의 (e)). 크롬 레이어(28b) 및 금 레이저(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(28)에 표면처리를 할 수 있다. 상기 표면처리는 플라즈마 표면처리일 수 있으며, 메탄(CH4)과 헬륨(He)을 이용하여 소수성 처리하는 것일 수 있다In this state, the chromium layer 28b and the gold layer 28a are deposited on the valve seat 28 (Fig. 7 (e)). The chromium layer 28b and the gold laser 28a may be deposited by sputtering. In another embodiment, the valve seat 28 may be surface treated in place of a thin film of the chromium layer 28b and the gold layer 28a. The surface treatment may be plasma surface treatment, and may be hydrophobic treatment using methane (CH 4 ) and helium (He).

이상의 과정을 거치면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 하부 부재(20)가 형성된다. Through the above process, the lower member 20 as shown in FIGS. 2 and 3 is formed.

다음으로 도 8을 참조하여, 상부 부재(30)를 형성하는 방법을 설명한다. Next, a method of forming the upper member 30 will be described with reference to FIG. 8.

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)). First, a PDMS replica 70 having a protrusion 72 is prepared (FIG. 8A). Next, the upper surface of the PDMS replica 70 is subjected to a surface treatment for reducing the adhesion, for example, the surface treatment may be a plasma treatment. In addition, the surface treatment may be to hydrophobic (hydrophobic) to the upper surface of the PDMS replica 70 using methane (CH 4 ) and helium (He) (Fig. 8 (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)). In order to reduce the adhesion of the upper surface, the surface-treated (eg, plasma or hydrophobic) PDMS replica 70 is directed so that the protrusion 72 faces downward on the second auxiliary substrate 80, which is a silicon or glass substrate. (C) of FIG. 8.

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)). The PDMS solution is filled between the PDMS replica 70 and the second auxiliary substrate 80 and then cured (FIG. 8 (d)). When the PDMS replica 70 and the second auxiliary substrate 80 are removed after curing is completed, an upper member 30 having a valve orifice 32 is formed by the protrusion 72 (FIG. 8E). )).

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. Another embodiment of a method of manufacturing the upper member 30 will be described with reference to FIG. 9. 9 is a view showing another method for manufacturing the upper member in the method of manufacturing a micro check valve according to a preferred embodiment of the present invention.

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.In the case of the method shown in Figure 8, however, there is a problem that the success rate of manufacturing the orifice may be low. The problem is attributable to blockage of the orifice due to infiltration of the PDMS solution when the contact portion 72 of the PDMS replica and the second auxiliary substrate 80 are incomplete in step (c) of FIG. 8. In order to solve the above problem, the contact may be improved by applying pressure to the upper portion of the PDMS replica 70 in step (c) of FIG. 8, but the deformation of the PDMS replica 70 occurs due to the small modulus of elasticity of the PDMS. A new problem arises that the orifices are bent.

이 문제점을 해결하기 위하여 탄성이 높으면서 패턴 형성이 용이한 포토레지스트를 사용하여 상부 부재(30)를 제조하는 다른 실시 예를 도 9를 참조하여 설명한다. In order to solve this problem, another embodiment of manufacturing the upper member 30 using a photoresist having high elasticity and easy pattern formation will be described with reference to FIG. 9.

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)).First, a photoresist 100 is coated on the silicon substrate or the glass substrate 90. As a preferred embodiment, SU-8 may be used as the photoresist 100 (FIG. 9A). Next, the photoresist except for the protrusion 102 corresponding to the orifice is removed through exposure and development (FIG. 9B).

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)).In order to reduce the adhesion, the surface-treated PDMS plate 110 is placed in contact with the photoresist protrusion 102 formed on the silicon substrate or the glass substrate (FIG. 9C).

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)).The PDMS solution is injected into the space between the silicon substrate or the glass substrate 90 and the PDMS plate 110 and then cured (FIG. 9 (d)). When the silicon substrate or the glass substrate 90 and the PDMS plate 110 are removed after curing is completed, the fabrication of the upper member 30 in which the valve orifice 32 is formed by the protrusion 102 is completed (FIG. 9). (E)).

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 밸브 커버(40)는 소프트-리소그라피(soft-lithography)를 이용하여 제조할 수 있다. On the other hand, the valve cover 40 as shown in Figures 4 and 5 can be manufactured using soft-lithography.

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. The micro-check valve according to the preferred embodiment of the present invention as shown in FIGS. 2 and 3 may be manufactured by bonding the lower member 20 and the upper member 30 manufactured above. In addition, when the lower member 20 and the upper member 30 and the valve cover 40 are bonded to each other, a micro check valve according to another exemplary embodiment of the present invention as shown in FIGS. 4 and 6 may be manufactured. .

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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

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 작동면10 micro check valve 20 lower member
22: fluid introduction channel 24: fluid receiving channel
26 valve seat 28 anti-stick layer
30 upper member 32 valve orifice
40: valve cover 42: post
44: orifice operating surface

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.A fluid receiving channel into which fluid is supplied and received;
A valve seat provided at a central portion of the fluid receiving channel; And
A valve orifice in contact with the top of the valve seat,
The micro check valve, characterized in that the upper surface of the valve seat is provided with an adhesion preventing layer for preventing the adhesion of the valve orifice. 제 1 항에 있어서,
상기 유체 수용 채널로 상기 유체를 공급하는 유체 도입 채널이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브.The method of claim 1,
And a fluid introduction channel for supplying the fluid to the fluid receiving channel. 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.According to claim 2, wherein the fluid introduction channel, the fluid receiving channel, and the valve seat is provided in the lower member, the valve orifice is provided in the upper member in the form of a thin film provided on top of the lower member. Featured micro check valve. 제 3 항에 있어서, 상기 하부 부재와 상기 상부 부재는 PDMS 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브.The micro check valve of claim 3, wherein the lower member and the upper member are formed of a PDMS material. 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.The method according to any one of claims 1 to 4,
A plate check valve is provided at an upper portion of the valve orifice, and a post for separating the valve cover from the valve orifice is provided at a lower portion of the valve cover. 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.A fluid introduction channel into which a fluid is supplied, a fluid receiving channel in communication with the fluid introduction channel, a lower member having a valve seat provided at a central portion of the fluid receiving channel, and an upper member having a valve orifice in contact with an upper portion of the valve seat. In the manufacturing method of the micro check valve comprising:
PDMS is formed to form the fluid introduction channel, the fluid receiving channel, and the valve seat, align the shadow mask on top of the valve seat, and sequentially stack the chromium and gold to form an anti-stick layer to form the lower member. Manufacturing step;
After the surface treatment for reducing the adhesion to the upper surface of the PDMS replica formed with the projections, the space between the PDMS replica and the second auxiliary substrate with the projections in contact with the second auxiliary substrate Manufacturing the upper member with the valve orifice by injecting and curing a PDMS solution into the valve; And
Combining the lower member and the upper member
Method of manufacturing a micro check valve comprising a. 제 6 항에 있어서,
상기 표면 처리는 상기 PDMS 레플리카의 상부면을 플라즈마 처리하거나 소수성 처리한 것을 특징으로 하는 마이크로 체크 밸브의 제조 방법.The method according to claim 6,
The surface treatment is a method of manufacturing a micro check valve, characterized in that the upper surface of the PDMS replica plasma treatment or hydrophobic treatment. 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.A fluid introduction channel into which a fluid is supplied, a fluid receiving channel in communication with the fluid introduction channel, a lower member having a valve seat provided at a central portion of the fluid receiving channel, and an upper member having a valve orifice in contact with an upper portion of the valve seat. In the manufacturing method of the micro check valve comprising:
PDMS is formed to form the fluid introduction channel, the fluid receiving channel, and the valve seat, align the shadow mask on top of the valve seat, and sequentially stack the chromium and gold to form an anti-stick layer to form the lower member. Manufacturing step;
After forming the photoresist protrusion corresponding to the valve orifice on the silicon substrate or the glass substrate, the PDMS plate subjected to the surface treatment for reducing adhesion is placed in parallel with the silicon substrate or the glass substrate while contacting the photoresist protrusion. In the state, manufacturing the upper member with the valve orifice by injecting and curing a PDMS solution into a space between the silicon substrate or the glass substrate and the PDMS plate; And
Combining the lower member and the upper member
Method of manufacturing a micro check valve comprising a. 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.9. The method according to any one of claims 6 to 8,
Manufacturing a valve cover having a plurality of posts formed thereon; And
Coupling the valve cover to an upper portion of the upper member
Method of producing a micro check valve further comprises a.
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