JPH0129571Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、ポータブル或はポケツト型のガス検
査装置又はガス分析装置用の板状キヤピラリーカ
ラム用基板に関し、また、キヤピラリーガスクロ
マトグラフ分析装置の板状キヤピラリーカラム用
基板に関する。

(ロ) 従来技術及び問題点 シリコンウエハ面にキヤピラリーカラム溝及び
この溝に接続するガス注入用及びガス排出用の貫
通孔を設け、この面上にガラス板を気密に接着し
たキヤピラリークロマトグラフ装置用の小型板状
のキヤピラリーカラムは、既に公知である。

このような板状キヤピラリーカラムに使用され
る基板は、シリコンウエハにエツチングにより、
先ず、所定の位置にガス注入用及びガス排出用の
貫通孔を形成し、ついで、これら貫通孔の開口部
に接続するキヤピラリーカラム溝を形成して製造
される。この場合、ガス注入用及びガス排出用の
貫通孔は、通常、異方性エツチングにより形成さ
れるが、寸法の大きい貫通孔を形成するには、長
時間に亘つてエツチングを続けなければならない
ために、エツチングを要しないシリコンウエハ面
を加工することになり、また、貫通孔の孔の大き
さを大きくすると、デツドスペースが増加し、キ
ヤリヤーガスとの混合が生じ易く、ピーク巾が大
きくなり分析精度を高める上で好ましくない。し
たがつて、ガス注入用及びガス排出用の貫通孔の
大きさは自ずと制限され、無制限に作業し易い大
きさにすることはできない。

一方、板状キヤピラリーカラム用基板のシリコ
ンウエハに設けられるキヤピラリーカラム溝は、
例えば、幅0.4乃至0.5mm、深さ0.01乃至0.02mmの
細い溝であり、このような細いキヤピラリーカラ
ム溝を、同様に細い貫通孔に接続して形成するに
は、複雑な工程及び高度な技術を要する。

しかも、キヤピラリーカラム溝は複雑な形状を
しているので、このようなカラム溝を多数の貫通
孔に対して、容易にかつ正確に位置決めするため
に、幾つかのキヤピラリーカラムのパターンマス
クに分割している。したがつて、これに伴うマス
ク代が嵩む上に、プロセス数が増加して、板状キ
ヤピラリーカラムは、高価なものになりがちであ
つた。

本考案は、このような従来のキヤピラリーガス
クロマトグラフ装置の板状キヤピラリーカラムに
おける製作上の問題点を解消するものであつて、
ガス注入用及びガス排出用の貫通孔に対して、キ
ヤピラリーカラム溝を正確に接続して形成するこ
とが容易な、しかも量産に適した板状キヤピラリ
ーカラム用基板を提供するものである。

(ハ) 考案の構成 本考案は、シリコンウエハに、キヤピラリーカ
ラム溝と、該キヤピラリーカラム溝の端部に連通
し該キヤピラリーカラム溝よりも少くとも幅方向
に拡がる凹部と、該凹部内に開口する貫通孔を有
することを特徴とする板状キヤピラリーカラム用
基板にある。

本考案にいうキヤピラリーカラム溝は、キヤピ
ラリーカラム溝を形成する溝の他、キヤリヤーガ
ス等のガス流路を形成する溝をも包含する。

本考案において、凹部は、貫通孔の開口部の少
くとも一部に接して、キヤピラリーカラム溝との
接続を助けるものである。貫通孔を、キヤピラリ
ーカラム溝に接続するにあたつては、デツドスペ
ースを可及的に小さくする上から、ほぼ溝の断面
積に等しく形成されるので、形成される凹部をキ
ヤピラリーカラム溝よりも浅くして面積を広くす
るとキヤピラリーカラム溝との接続を容易にし、
デツドスペースの増加を極力抑えることができる
ので好ましい。しかし、キヤリヤーガス導入用の
貫通孔及び測定済みガスの排出用の貫通孔の場合
には、キヤピラリーカラム溝との接続を助けるた
めに、深さに係りなく凹部の面積を拡げることが
できる。

(ニ) 実施例 第１図は、本考案の板状キヤピラリーカラム用
基板の一実施例における板状キヤピラリーカラム
溝とキヤリヤーガス流入用の貫通孔との接続部分
の概略の平面図を示すものであり、第２図は、そ
のＡ−Ａ線の断面図を示すものである。以下、こ
の図を参照して、本考案を説明するが、本考案
は、この説明によつて何ら制限されるものではな
い。

板状キヤピラリーカラム用基板のシリコンウエ
ハ１には、キヤリヤーガス用のキヤピラリーカラ
ム溝２が形成されている。このキヤピラリーカラ
ム溝は、試料導入部（図示されていない。）を経
てキヤピラリーカラム溝に接続する。このキヤピ
ラリーカラム溝２の端部は、キヤリヤーガス流入
用の貫通孔４の周囲に設けられる凹部３に接続し
て形成される。

この板状キヤピラリーカラム用基板のシリコン
ウエハ１は400乃至500μｍの厚さを有している
が、このシリコンウエハ１に設けられるキヤリヤ
ーガス流入用の貫通孔４は、水酸化カリウム溶液
を用いて異方性エツチングにより形成される。こ
の異方性エツチングは、例えば、ｎ形シリコンウ
エハの溝形成部にｐ形不純物成分をドープし、こ
のドープしたシリコンウエハを水酸化アルカリ水
溶液を用いて電解エツチングにより行われる。こ
の異方性エツチングによりピラミツド形のガス流
入用の貫通孔４のピラミツド形の頂点側の面に、
貫通孔４の開口部５を囲んで、浅く弗化水素溶液
を用いて異方性のエツチング処理を行い、そこで
形成される円形凹部の大きさを、キヤピラリーカ
ラム溝２の幅の数倍のものとする。

このように、貫通孔４の周囲にキヤピラリーカ
ラム溝２の接続用の凹部３を形成すると、貫通孔
４に対するキヤピラリーカラム溝２の幅方向或
は、軸方向のずれによる寸法合せ誤差を凹部３の
大きさの中に吸収することができるので、キヤピ
ラリーカラム溝２に、例えばキヤリヤーガス流入
孔用の貫通孔４を接続形成させる作業が容易にな
る。凹部３の形状は、このようなキヤピラリーカ
ラム溝２の貫通孔４に対する寸法合せ誤差を吸収
できれば足りるから、円形以外の如何なる形状を
とることもできる。

(ホ) 考案の効果 本考案の板状キヤピラリーカラム用基板には、
貫通孔の周囲に、特に凹んだ形状の接続領域を設
けたので、板状キヤピラリーカラム部材としての
カラム基板を製造するのに、パターンマスクの位
置合せが容易となり、板状キヤピラリーカラム用
基板を形成する作業が簡単になる。しかも、分割
されるパターンマスクの数が減少できるので、本
考案の板状キヤピラリーカラム用基板について
は、その製造工程が簡単かつ容易になり、量産が
可能となつて、価格を比較的に安価なものとする
ことができる。

このように、本考案のキヤピラリーカラム用基
板は従来の板状キヤピラリーカラム用基板と比較
して製造作業が簡単かつ容易であり、しかも、安
価に製造できるから利用し易くなり、その与える
影響は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の板状キヤピラリーカラム用
基板の一実施例における板状キヤピラリーカラム
溝とキヤリヤーガス流入用の貫通孔との接続部分
の概略の平面図を示すものであり、第２図はその
Ａ−Ａ線の断面図を示すものである。 図において、１はシリコンウエハ、２はキヤピ
ラリーカラム溝、３は凹部、４は貫通孔、５は貫
通孔の開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリコンウエハに、キヤピラリーカラム溝と、
   該キヤピラリーカラム溝の端部に連通し該キヤピ
   ラリーカラム溝よりも少くとも幅方向に拡がる凹
   部と、該凹部内に開口する貫通孔を有することを
   特徴とする板状キヤピラリーカラム用基板。