JPH0476280A - マイクロポンプの製造方法 - Google Patents
マイクロポンプの製造方法Info
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- JPH0476280A JPH0476280A JP18969990A JP18969990A JPH0476280A JP H0476280 A JPH0476280 A JP H0476280A JP 18969990 A JP18969990 A JP 18969990A JP 18969990 A JP18969990 A JP 18969990A JP H0476280 A JPH0476280 A JP H0476280A
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- silicon
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Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、シリコン基体から構成され、微量の液体を吐
出するマイクロ・ポンプの製造方法に関する。
出するマイクロ・ポンプの製造方法に関する。
〈従来の技術〉
従来のｓｉｔ吐出ポンプは、注射機型のピストン部を機
械的に少しづつ押していくことにより微量の液体を吐出
させるタイプや、プラスチックで構成された基体上部に
圧電素子を帖付し、圧電素子の変位を利用して微量の液
体を吐出するタイプなどがあった。
械的に少しづつ押していくことにより微量の液体を吐出
させるタイプや、プラスチックで構成された基体上部に
圧電素子を帖付し、圧電素子の変位を利用して微量の液
体を吐出するタイプなどがあった。
しかしながら、これらのタイプのマイクロ・ポンプは、
小型化に向いておらず、 また、バッチ処理に適していないので、大量生産に向い
ていないという欠点があった。
小型化に向いておらず、 また、バッチ処理に適していないので、大量生産に向い
ていないという欠点があった。
そこで近年においては、第１図に示されるようなシリコ
ン・マイクロ・マシニングを利用して構成されたシリコ
ン基体からなるマイクロ・ポンプが提案されている。
ン・マイクロ・マシニングを利用して構成されたシリコ
ン基体からなるマイクロ・ポンプが提案されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかし、かかる従来のシリコン・マイクロ・マシニング
を利用したマイクロ・ポンプは、注入された液体とのぬ
れ性が非常に悪かった。すなわち、シリコンは液体をは
じく特性を持っているので、シリコン・マイクロ・ポン
プに注入した液体が当該ポンプの内部、に行き渡りにく
く、ポンプ内部に気泡が発生しやすかった。
を利用したマイクロ・ポンプは、注入された液体とのぬ
れ性が非常に悪かった。すなわち、シリコンは液体をは
じく特性を持っているので、シリコン・マイクロ・ポン
プに注入した液体が当該ポンプの内部、に行き渡りにく
く、ポンプ内部に気泡が発生しやすかった。
ポンプ内部に気泡が発生すると、マイクロ・ポンプの吐
出の微量制御がしにくくなるばかりか、マイクロ・ポン
プを人体への薬液の注入に利用した場合には、非常に危
険である。
出の微量制御がしにくくなるばかりか、マイクロ・ポン
プを人体への薬液の注入に利用した場合には、非常に危
険である。
そこで、本発明は従来のこのような問題点を解決し、マ
イクロ・ポンプを構成するシリコン基体と内部に注入す
る液体とのぬれ性を向上させ、マイクロ・ポンプの微量
吐出制御を容易にすると共に、信頼性の高いシリコン・
マイクロ・ポンプを提供することを目的とする。
イクロ・ポンプを構成するシリコン基体と内部に注入す
る液体とのぬれ性を向上させ、マイクロ・ポンプの微量
吐出制御を容易にすると共に、信頼性の高いシリコン・
マイクロ・ポンプを提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
本発明のマイクロポンプの製造方法は、単結晶シリコン
基板にイオン打ち込みをする工程、該イオン打ち込みさ
れたシリコン基板をエツチングする工程とからなる。
基板にイオン打ち込みをする工程、該イオン打ち込みさ
れたシリコン基板をエツチングする工程とからなる。
〈実施例〉
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図（ａ）は、約２８０ミクロンの厚みを有するシリ
コン・ウェハ１であり、 ［１００］の結晶面を有する
。まず、このシリコン・ウェハの両面を軽く研磨した後
、洗浄し、１０００から１１００度程度０酸素雰囲気中
で約１時間熱酸化することによって約０゜１から０，１
５ミクロン程度の酸化膜２を形成する（第１図（ｂ））
。この酸化膜２はＣＶＤ法等により絶縁膜を外部から被
着してもかまわない。
コン・ウェハ１であり、 ［１００］の結晶面を有する
。まず、このシリコン・ウェハの両面を軽く研磨した後
、洗浄し、１０００から１１００度程度０酸素雰囲気中
で約１時間熱酸化することによって約０゜１から０，１
５ミクロン程度の酸化膜２を形成する（第１図（ｂ））
。この酸化膜２はＣＶＤ法等により絶縁膜を外部から被
着してもかまわない。
つぎに、このシリコン・ウェハ表面に形成した酸化膜上
にレジストを塗布し、フォト工程により一定の形状にパ
ターンニングした後、このレジストをマスクにしてフッ
酸系のエツチング液でこの酸化シリコン膜をパターンニ
ングし、シリコン・ウェハをエツチングするためのマス
クパターン３を形成する（第１図（Ｃ））。
にレジストを塗布し、フォト工程により一定の形状にパ
ターンニングした後、このレジストをマスクにしてフッ
酸系のエツチング液でこの酸化シリコン膜をパターンニ
ングし、シリコン・ウェハをエツチングするためのマス
クパターン３を形成する（第１図（Ｃ））。
そして、第１図（ｄ）に示すように酸化シリコンをマス
クにしてシリコン・ウェハをエツチングすることにより
、シリコン・ウェハを１５０５０ミクロン程ツチングす
る。このとき用いられるエツチング液は、たとえばモル
比が６０： ５： ３５のエチレンジアミンーピロカテ
ユールー水のアルカリ系のエツチング液であり、約１１
０度の温度で２時間程度エツチング処理する。このエツ
チング液を用いることにより、シリコン・ウェハの［１
１１コ結晶面を有する面が、約５５度のテーパー角をも
って図に示すようにエツチングされる。
クにしてシリコン・ウェハをエツチングすることにより
、シリコン・ウェハを１５０５０ミクロン程ツチングす
る。このとき用いられるエツチング液は、たとえばモル
比が６０： ５： ３５のエチレンジアミンーピロカテ
ユールー水のアルカリ系のエツチング液であり、約１１
０度の温度で２時間程度エツチング処理する。このエツ
チング液を用いることにより、シリコン・ウェハの［１
１１コ結晶面を有する面が、約５５度のテーパー角をも
って図に示すようにエツチングされる。
ここで開けられた１５０ミクロンのトレンチ４は、後に
ポンプの弁部の貫通口となる。
ポンプの弁部の貫通口となる。
つぎに、マイクロ・ポンプのダイアフラムおよび弁を形
成するエツチングを行なうために、残されている酸化シ
リコン膜を第１図（ｅ）に示すようにパターニングし、
マスクパターン２．２ａ、３ａ、３ｂを形成した後、シ
リコン・ウェハ上にたとえばアルゴン等の重金属または
リン、ボロン等をイオン打ち込みする。
成するエツチングを行なうために、残されている酸化シ
リコン膜を第１図（ｅ）に示すようにパターニングし、
マスクパターン２．２ａ、３ａ、３ｂを形成した後、シ
リコン・ウェハ上にたとえばアルゴン等の重金属または
リン、ボロン等をイオン打ち込みする。
このイオン打ち込みにより、シリコン・ウェハ表面には
無数の傷が形成される。イオン打ち込みを斜め方向から
することにより、シリコン・ウェハ表面に方向性を持っ
た線状（溝状）の傷をつけることもできる。
無数の傷が形成される。イオン打ち込みを斜め方向から
することにより、シリコン・ウェハ表面に方向性を持っ
た線状（溝状）の傷をつけることもできる。
このときのイオン打ち込みに使用するイオンは特に限定
されるものではなく、シリコン基体と内部に注入する液
体とのぬれ性を実現できるような傷または溝を形成でき
る程度ものならいかなるイオンであっても構わない。
されるものではなく、シリコン基体と内部に注入する液
体とのぬれ性を実現できるような傷または溝を形成でき
る程度ものならいかなるイオンであっても構わない。
そして、傷または線上の傷（溝）を付けた酸化シリコン
をマスクとしてシリコン・ウェハをエツチングする。こ
のときのエツチング液は、前述したモル比が６０： ５
： ３５のエチレンジアミンービロカテユールー水のア
ルカリ系のエツチング液を用いて、たとえば１１０度で
２時間程度で片側１１０ミクロンの深さでエツチングす
る。シリコン・ウェハを片側１１０ミクロンづつエツチ
ングすることによりポンプの弁部の貫通口４ａ、６０ミ
クロンのダイアフラム６および弁部５を形成できる（第
１図（ｆ）、（ｆ−２））。
をマスクとしてシリコン・ウェハをエツチングする。こ
のときのエツチング液は、前述したモル比が６０： ５
： ３５のエチレンジアミンービロカテユールー水のア
ルカリ系のエツチング液を用いて、たとえば１１０度で
２時間程度で片側１１０ミクロンの深さでエツチングす
る。シリコン・ウェハを片側１１０ミクロンづつエツチ
ングすることによりポンプの弁部の貫通口４ａ、６０ミ
クロンのダイアフラム６および弁部５を形成できる（第
１図（ｆ）、（ｆ−２））。
このように、傷または線上の傷（溝）を付けた酸化シリ
コンをマスクとして、シリコン・ウェハをエツチングす
ることにより、ポンプの内部のシリコン基板表面に、極
く浅い傷または線上の傷（溝）を形成できるので、マイ
クロ・ポンプに注入される液体とのぬれ性が非常に向上
する。
コンをマスクとして、シリコン・ウェハをエツチングす
ることにより、ポンプの内部のシリコン基板表面に、極
く浅い傷または線上の傷（溝）を形成できるので、マイ
クロ・ポンプに注入される液体とのぬれ性が非常に向上
する。
次に、弁部の先端部分のみに選択的に酸化シリコン膜を
形成した後、当該シリコン基板の両面に第１図（ｇ）に
示すようにガラス基板７を張り付ける。ガラス基板の粘
付は、いわゆる陽極接合法を用い、あらかじめ液体の供
給口、吐出口となる穴を開けておいたガラス（ホウケイ
酸系ガラス）を例えば温度４００度で、シリコン基板側
を正極、ガラス基板側を負極として直流電流を１０００
ボルト程度、約１０分間印加することにより両者を接合
する。
形成した後、当該シリコン基板の両面に第１図（ｇ）に
示すようにガラス基板７を張り付ける。ガラス基板の粘
付は、いわゆる陽極接合法を用い、あらかじめ液体の供
給口、吐出口となる穴を開けておいたガラス（ホウケイ
酸系ガラス）を例えば温度４００度で、シリコン基板側
を正極、ガラス基板側を負極として直流電流を１０００
ボルト程度、約１０分間印加することにより両者を接合
する。
本発明の方法では、−枚のシリコン・ウェハに複数のマ
イクロ・ポンプを形成しているので、シリコン・ウェハ
から当該マイクロ・ポンプをダイシングすることにより
切り離し、ダイアフラム６に圧電素子（ピエゾ）８を接
着することにより個々の個体となる。
イクロ・ポンプを形成しているので、シリコン・ウェハ
から当該マイクロ・ポンプをダイシングすることにより
切り離し、ダイアフラム６に圧電素子（ピエゾ）８を接
着することにより個々の個体となる。
この後、圧電素子の駆動用の電気配線をし、液体の供給
口、吐出口に配管を施して本発明のマイクロ・ポンプが
完成する。
口、吐出口に配管を施して本発明のマイクロ・ポンプが
完成する。
なお、前述したシリコン・ウェハへの重金属のイオン打
ち込みは、ポンプ内に液体が注入される部分のみにすれ
ばよく、圧電素子を張り付ける部分へは必ずしもする必
要がない。もし、イオン打ち込みをエツチングマスクと
なる酸化膜全面にすることにより、後に圧電素子を張り
付けるダイアフラムに傷または溝ができてしまい、圧電
素子を張り付けるうえでの支障をきたすようであれば、
ポンプ内に液体が注入される部分のみに選択的にイオン
打ち込みをしておけばよい。
ち込みは、ポンプ内に液体が注入される部分のみにすれ
ばよく、圧電素子を張り付ける部分へは必ずしもする必
要がない。もし、イオン打ち込みをエツチングマスクと
なる酸化膜全面にすることにより、後に圧電素子を張り
付けるダイアフラムに傷または溝ができてしまい、圧電
素子を張り付けるうえでの支障をきたすようであれば、
ポンプ内に液体が注入される部分のみに選択的にイオン
打ち込みをしておけばよい。
〈発明の効果〉
本発明のような構成とすることにより、マイクロ・ポン
プを構成するシリコン基体と内部に注入する液体とのぬ
れ性を向上し、マイクロ・ポンプの微量吐出制御を容易
にすると共に、信頼性の高いシリコン・マイクロ・ポン
プを提供できるようになる。
プを構成するシリコン基体と内部に注入する液体とのぬ
れ性を向上し、マイクロ・ポンプの微量吐出制御を容易
にすると共に、信頼性の高いシリコン・マイクロ・ポン
プを提供できるようになる。
第１図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の製造方法の一実施例
を示す図である。
を示す図である。
Claims (1)
- 単結晶シリコン基板にイオン打ち込みをする工程、該イ
オン打ち込みされたシリコン基板をエッチングする工程
を有することを特徴とするマイクロポンプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18969990A JPH0476280A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | マイクロポンプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18969990A JPH0476280A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | マイクロポンプの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476280A true JPH0476280A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16245713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18969990A Pending JPH0476280A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | マイクロポンプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476280A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202015102060U1 (de) | 2015-04-24 | 2016-07-27 | Pfm Medical Ag | Medizinisches Implantat zum Verschluss einer Defektöffnung, eines Gefäßes, eines Organwegs oder einer anderen Öffnung in einem menschlichen oder tierischen Körper |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP18969990A patent/JPH0476280A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202015102060U1 (de) | 2015-04-24 | 2016-07-27 | Pfm Medical Ag | Medizinisches Implantat zum Verschluss einer Defektöffnung, eines Gefäßes, eines Organwegs oder einer anderen Öffnung in einem menschlichen oder tierischen Körper |
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