JPH0579460A - 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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- JPH0579460A JPH0579460A JP24146991A JP24146991A JPH0579460A JP H0579460 A JPH0579460 A JP H0579460A JP 24146991 A JP24146991 A JP 24146991A JP 24146991 A JP24146991 A JP 24146991A JP H0579460 A JPH0579460 A JP H0579460A
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Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、複数のマイクロポンプを切断分離
する工程において、コンタミによりマイクロポンプが汚
染されるのを防ぎ、マイクロポンプの性能を向上、安定
化させる事にある。 【構成】 本発明は、複数個のマイクロポンプ構造体が
形成されたガラスとシリコンの積層基板の分離工程で、
ガラス基板の流入、吐出用穴部のある側にプラスティッ
クフィルムをラミネートした後に切断加工、あるいは予
めガラス基板及びシリコン基板に溝加工を行い、接合後
にブレーク分離する事を特徴とする。 【効果】 ガラス基板の流入、吐出用穴部のある側にプ
ラスティックフィルムをラミネートする、あるいは予め
ガラス基板及びシリコン基板に溝加工を行い接合、分離
する事により加工液、素材粉の穴部よりの侵入をなくす
事ができる。
する工程において、コンタミによりマイクロポンプが汚
染されるのを防ぎ、マイクロポンプの性能を向上、安定
化させる事にある。 【構成】 本発明は、複数個のマイクロポンプ構造体が
形成されたガラスとシリコンの積層基板の分離工程で、
ガラス基板の流入、吐出用穴部のある側にプラスティッ
クフィルムをラミネートした後に切断加工、あるいは予
めガラス基板及びシリコン基板に溝加工を行い、接合後
にブレーク分離する事を特徴とする。 【効果】 ガラス基板の流入、吐出用穴部のある側にプ
ラスティックフィルムをラミネートする、あるいは予め
ガラス基板及びシリコン基板に溝加工を行い接合、分離
する事により加工液、素材粉の穴部よりの侵入をなくす
事ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロポンプの製造
方法に関し、特にマイクロマシニング技術を応用した精
密流体制御用デバイスとして、医療、分析等の分野で実
用が期待されているマイクロポンプの製造方法に関する
ものである。
方法に関し、特にマイクロマシニング技術を応用した精
密流体制御用デバイスとして、医療、分析等の分野で実
用が期待されているマイクロポンプの製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】上記の様なマイクロマシニング技術は、
高度な新技術分野を開拓するものとして現在、進展中で
ある。
高度な新技術分野を開拓するものとして現在、進展中で
ある。
【０００３】マイクロマシニングの応用として、多くの
分野への適用が考えられるが、具体的に実用を目指して
研究が進んでいる分野としてマイクロポンプやマイクロ
バルブ等の流体制御デバイスがある。
分野への適用が考えられるが、具体的に実用を目指して
研究が進んでいる分野としてマイクロポンプやマイクロ
バルブ等の流体制御デバイスがある。
【０００４】マイクロマシニング技術によるマイクロポ
ンプについては、圧電方式、静電方式等各種の方式があ
るが、基本的な構造はほとんど同じで、図１に示す様に
シリコン基板を両側からエッチングしてダイアフラム
部、バルブ部を形成し三次元構造に加工した後、このシ
リコン基板を上下のガラス基板でサンドイッチし、陽極
接合方法等で接合一体化する事により、流路とバルブを
形成したマイクロポンプを作製出来る。
ンプについては、圧電方式、静電方式等各種の方式があ
るが、基本的な構造はほとんど同じで、図１に示す様に
シリコン基板を両側からエッチングしてダイアフラム
部、バルブ部を形成し三次元構造に加工した後、このシ
リコン基板を上下のガラス基板でサンドイッチし、陽極
接合方法等で接合一体化する事により、流路とバルブを
形成したマイクロポンプを作製出来る。
【０００５】この様なマイクロマシニング技術によるマ
イクロポンプ（デバイス）の製造においては、フォトリ
ソプロセスにより複数個のマイクロポンプをシリコンウ
ェハー基板に形成し、上下ガラス基板と接合してマイク
ロポンプ構造体として完成させた後、個々のマイクロポ
ンプに切断分離するという工程で行う。
イクロポンプ（デバイス）の製造においては、フォトリ
ソプロセスにより複数個のマイクロポンプをシリコンウ
ェハー基板に形成し、上下ガラス基板と接合してマイク
ロポンプ構造体として完成させた後、個々のマイクロポ
ンプに切断分離するという工程で行う。
【０００６】この工程では、通常ワックスを用いて接合
された基板を切断装置テーブルに固定し、切断分離する
という方法が行われていた。
された基板を切断装置テーブルに固定し、切断分離する
という方法が行われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では、ワックスを使用し、湿式のダイシング加工を行
うために、ガラス基板に形成された流体の流入、吐出用
の穴部よりワックスの残査、ダイシング加工による微細
な研削粉がコンタミとしてマイクロポンプ中に侵入し、
洗浄によっても完全に除去する事は不可能で、バルブ部
よりのリークが発生してしまう等、微小の液量をコント
ロールするマイクロポンプとしての性能を大きく低下さ
せていた。
術では、ワックスを使用し、湿式のダイシング加工を行
うために、ガラス基板に形成された流体の流入、吐出用
の穴部よりワックスの残査、ダイシング加工による微細
な研削粉がコンタミとしてマイクロポンプ中に侵入し、
洗浄によっても完全に除去する事は不可能で、バルブ部
よりのリークが発生してしまう等、微小の液量をコント
ロールするマイクロポンプとしての性能を大きく低下さ
せていた。
【０００８】また、ワックスによるワークの貼り付け、
剥し工程、単品となった個々のマイクロポンプの洗浄工
程と複雑なプロセス、ハンドリングの問題等、生産性が
著しく低いものであった。
剥し工程、単品となった個々のマイクロポンプの洗浄工
程と複雑なプロセス、ハンドリングの問題等、生産性が
著しく低いものであった。
【０００９】本発明は、この様な問題を解決するもの
で、その目的は、マイクロポンプの切断工程における流
体の流入、吐出用穴部よりのコンタミを防止して、製品
の品質、歩留りを向上させると共に工程を短縮する事に
よる生産性のアップ、さらに組立等、後工程を含めたハ
ンドリングの大幅な改善を可能にするものである。
で、その目的は、マイクロポンプの切断工程における流
体の流入、吐出用穴部よりのコンタミを防止して、製品
の品質、歩留りを向上させると共に工程を短縮する事に
よる生産性のアップ、さらに組立等、後工程を含めたハ
ンドリングの大幅な改善を可能にするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明のマイクロポンプの製造における、複数個
のマイクロポンプが形成された接合基板の切断分離工程
で、流体の流入、吐出用貫通穴が形成されたガラス基板
側にプラスティックフィルムをラミネートした後に切断
加工する、あるいは予めガラス基板及びシリコン基板に
個々のマイクロポンプに分離するための溝加工を施した
後に、接合、ブレーク分離する事を特徴とする。
めに、本発明のマイクロポンプの製造における、複数個
のマイクロポンプが形成された接合基板の切断分離工程
で、流体の流入、吐出用貫通穴が形成されたガラス基板
側にプラスティックフィルムをラミネートした後に切断
加工する、あるいは予めガラス基板及びシリコン基板に
個々のマイクロポンプに分離するための溝加工を施した
後に、接合、ブレーク分離する事を特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明によれば、マイクロポンプの切断、分離
工程において、流体の流入、吐出用穴部が形成されたガ
ラス基板側にプラスティックフィルムをラミネートした
後、切断加工する事により、従来の方法では流入、吐出
用の穴部よりワックスの残査やダイシング加工による微
細なガラス、あるいはシリコンの研削粉がマイクロポン
プ中にコンタミとして侵入していたのを防ぐ事が出来る
様になった。
工程において、流体の流入、吐出用穴部が形成されたガ
ラス基板側にプラスティックフィルムをラミネートした
後、切断加工する事により、従来の方法では流入、吐出
用の穴部よりワックスの残査やダイシング加工による微
細なガラス、あるいはシリコンの研削粉がマイクロポン
プ中にコンタミとして侵入していたのを防ぐ事が出来る
様になった。
【００１２】また、予めガラス基板及びシリコン基板
に、個々のマイクロポンプにブレーク切断、分離するた
めの溝加工を行った後に接合する事によって、マイクロ
ポンプ構造体が形成されたシリコン基板は、ダイシング
加工の様な切断工程に晒される事がなくなり、またガラ
ス基板の溝入れにおいても単品状態で加工されるため
に、溝入れ加工後の洗浄、コンタミ除去を容易に行う事
ができ、性能の優れたマイクロポンプを安定して製造す
る事が可能になった。
に、個々のマイクロポンプにブレーク切断、分離するた
めの溝加工を行った後に接合する事によって、マイクロ
ポンプ構造体が形成されたシリコン基板は、ダイシング
加工の様な切断工程に晒される事がなくなり、またガラ
ス基板の溝入れにおいても単品状態で加工されるため
に、溝入れ加工後の洗浄、コンタミ除去を容易に行う事
ができ、性能の優れたマイクロポンプを安定して製造す
る事が可能になった。
【００１３】さらに、プラスティックフィルムでラミネ
ートしたワークを装置テーブルへ真空チャックする事に
より、従来のワックスによるワークの貼り付け、剥し、
単品分離後の洗浄工程と複雑で時間のかかる工程をなく
す事が出来、生産性の大幅な向上も可能になった。
ートしたワークを装置テーブルへ真空チャックする事に
より、従来のワックスによるワークの貼り付け、剥し、
単品分離後の洗浄工程と複雑で時間のかかる工程をなく
す事が出来、生産性の大幅な向上も可能になった。
【００１４】
（実施例１）図１は、本発明による実施例１を説明する
ためのマイクロポンプ製造工程の概略断面図である。
ためのマイクロポンプ製造工程の概略断面図である。
【００１５】図１（ａ）は、、熱酸化膜（二酸化シリコ
ン）を７％フッ酸によりフォトリソパターニングしたも
のをマスクとして、結晶方位（１００）、厚み３５０ミ
クロンのφ４インチ単結晶シリコン基板を、摂氏７０
度、３０％水酸化カリウム溶液で両面よりエッチングす
る事により、ダイアフラム部、バルブ部バルブ部、流路
部を有するマイクロポンプ構造体を複数個形成したもの
である。
ン）を７％フッ酸によりフォトリソパターニングしたも
のをマスクとして、結晶方位（１００）、厚み３５０ミ
クロンのφ４インチ単結晶シリコン基板を、摂氏７０
度、３０％水酸化カリウム溶液で両面よりエッチングす
る事により、ダイアフラム部、バルブ部バルブ部、流路
部を有するマイクロポンプ構造体を複数個形成したもの
である。
【００１６】次に、マスクとして用いた熱酸化膜を、バ
ルブ部上面の予圧部分を除いて、フッ酸により溶解除去
した（図１（ｂ））。
ルブ部上面の予圧部分を除いて、フッ酸により溶解除去
した（図１（ｂ））。
【００１７】このシリコン基板の両面に、厚さ１ミリの
上下ガラス基板を、３５０℃で、５００Ｖの電圧をか
け、陽極接合法により接合しマイクロポンプが複数個形
成されたφ４インチの積層基板となる（図１（ｃ））。
上下ガラス基板を、３５０℃で、５００Ｖの電圧をか
け、陽極接合法により接合しマイクロポンプが複数個形
成されたφ４インチの積層基板となる（図１（ｃ））。
【００１８】次に、ポンプの流入、吐出用穴部が形成さ
れたガラス基板側に粘着剤付きのプラスティックフィル
ムを貼り付け、ダイシング加工装置のテーブルに真空吸
着した後、図１（ｄ）に示す様に個々のマイクロポンプ
に分離するために、この積層基板を上面ガラス側から切
断加工する。この時に下側にラミネートしたプラスティ
ックフィルムの上面で加工が止る高さにダイシングブレ
ードを設定しておく。ダイシング後は、プラスティック
フィルム上に分離された個々のマイクロポンプが接合さ
れた状態で洗浄、乾燥しプラスティックフィルムよりの
剥しは、フィルム側にＵＶ照射（８０Ｗ／ｃｍ×１５
秒）する事によりフィルムの粘着力を低下させてから、
個々のマイクロポンプに完全分離し、最後にダイアフラ
ム部に駆動用のピエゾ素子、またガラス穴部に流体の流
入、吐出用のパイプを取り付けて完成させた。
れたガラス基板側に粘着剤付きのプラスティックフィル
ムを貼り付け、ダイシング加工装置のテーブルに真空吸
着した後、図１（ｄ）に示す様に個々のマイクロポンプ
に分離するために、この積層基板を上面ガラス側から切
断加工する。この時に下側にラミネートしたプラスティ
ックフィルムの上面で加工が止る高さにダイシングブレ
ードを設定しておく。ダイシング後は、プラスティック
フィルム上に分離された個々のマイクロポンプが接合さ
れた状態で洗浄、乾燥しプラスティックフィルムよりの
剥しは、フィルム側にＵＶ照射（８０Ｗ／ｃｍ×１５
秒）する事によりフィルムの粘着力を低下させてから、
個々のマイクロポンプに完全分離し、最後にダイアフラ
ム部に駆動用のピエゾ素子、またガラス穴部に流体の流
入、吐出用のパイプを取り付けて完成させた。
【００１９】（実施例２）図２は、本発明による実施例
２を説明するためのマイクロポンプ製造工程の概略断面
図である。
２を説明するためのマイクロポンプ製造工程の概略断面
図である。
【００２０】図２（ａ）は、実施例１と同様のプロセス
で、厚さ３５０ミクロンのφ４インチ単結晶シリコン基
板上にダイアフラム部、流路部、バルブ部を有するマイ
クロポンプの構造体を複数個形成したものであるが、本
実施例の場合、それと同時に個々のマイクロポンプに切
断分離するために必要となるＶ字形状の溝も形成した。
で、厚さ３５０ミクロンのφ４インチ単結晶シリコン基
板上にダイアフラム部、流路部、バルブ部を有するマイ
クロポンプの構造体を複数個形成したものであるが、本
実施例の場合、それと同時に個々のマイクロポンプに切
断分離するために必要となるＶ字形状の溝も形成した。
【００２１】次に、マスクとして使用した熱酸化膜をバ
ルブ部上面の予圧となる部分を除いて、フッ酸により溶
解除去した（図２（ｂ））。
ルブ部上面の予圧となる部分を除いて、フッ酸により溶
解除去した（図２（ｂ））。
【００２２】また、シリコン基板に合わせる厚さ１ミリ
のガラス基板についても、予めダイシング等により０．
７ミリの深さで溝入れ加工を行っておく（図２
（ｃ））。
のガラス基板についても、予めダイシング等により０．
７ミリの深さで溝入れ加工を行っておく（図２
（ｃ））。
【００２３】この様にしたシリコン基板と上下のガラス
基板を陽極接合法により接合し（摂氏４００度、７５０
Ｖ）、マイクロポンプが複数個形成されたφ４インチの
積層板となる（図２（ｄ））。
基板を陽極接合法により接合し（摂氏４００度、７５０
Ｖ）、マイクロポンプが複数個形成されたφ４インチの
積層板となる（図２（ｄ））。
【００２４】この積層板の既に形成されている溝に沿っ
てブレークする事により、個々のマイクロポンプに分離
し最後に、ダイアフラム部に駆動用のピエゾ素子、また
ガラス穴部に流体の流入、吐出用のパイプを取り付けて
完成させた。
てブレークする事により、個々のマイクロポンプに分離
し最後に、ダイアフラム部に駆動用のピエゾ素子、また
ガラス穴部に流体の流入、吐出用のパイプを取り付けて
完成させた。
【００２５】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によればマイク
ロポンプの製造における切断分離工程で、流体の流入、
吐出用穴部が形成されたガラス基板側にプラスティック
フィルムをラミネートした後、切断加工する方法、ある
いは予めガラス基板、及びシリコン基板に個々のマイク
ロポンプにブレーク切断するための溝加工を行う事によ
って、ダイシング切断加工等におけるワックスの残査、
研削粉等のコンタミがマイクロポンプ中に侵入するのを
防ぐ事が出来、ポンプとしての性能を満足する物を安定
して製造する事が可能になった。
ロポンプの製造における切断分離工程で、流体の流入、
吐出用穴部が形成されたガラス基板側にプラスティック
フィルムをラミネートした後、切断加工する方法、ある
いは予めガラス基板、及びシリコン基板に個々のマイク
ロポンプにブレーク切断するための溝加工を行う事によ
って、ダイシング切断加工等におけるワックスの残査、
研削粉等のコンタミがマイクロポンプ中に侵入するのを
防ぐ事が出来、ポンプとしての性能を満足する物を安定
して製造する事が可能になった。
【００２６】また、ワックスによる基板の貼り付け、剥
し工程、単品分離した状態での洗浄、乾燥工程等、ハン
ドリングも含めて工数のかかるプロセスをなくす事によ
り、生産性、歩留りの大幅な向上を図る事が出来た。
し工程、単品分離した状態での洗浄、乾燥工程等、ハン
ドリングも含めて工数のかかるプロセスをなくす事によ
り、生産性、歩留りの大幅な向上を図る事が出来た。
【図１】本発明の実施例１によるマイクロポンプの製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【図２】本発明の実施例２によるマイクロポンプの製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
１，１１ シリコン基板 ２，１２ 熱酸化膜（二酸化シリコン） ３，１４ 予圧部 ４，１５ 上側ガラス基板 ５，１６ 下側ガラス基板 ６，１９ 流入用穴部 ７ ラミネートプラスティックフィルム ８ ダイシングブレード及び加工溝 ９，２０ ピエゾ素子 １０，２１ 吐出用パイプ １３ シリコン基板分離用溝 １７，１８ ガラス基板分離用溝
Claims (8)
- 【請求項１】 ダイアフラム、流路、及びバルブ部を形
成したシリコン基板を、上下のガラス基板でサンドイッ
チした構造を有するマイクロポンプの製造方法におい
て、複数のマイクロポンプ構造体が形成されたシリコン
基板と上下ガラス基板の接合後、個々のマイクロポンプ
に切断分離する工程で、ガラス基板の液体流入、吐出用
穴部のある側にプラスティックフィルムをラミネートし
た事を特徴とするマイクロポンプの製造方法。 - 【請求項２】 ガラス基板の液体流入、吐出用穴部のあ
る側（下側）にプラスティックフィルムをラミネートし
た後、その反対側（上側）の面より切断する工程で、そ
の切断深さがラミネートしたプラスティックフィルム上
の下側ガラス基板まで、あるいは下側ガラス基板厚みの
途中まで行った事を特徴とする請求項１記載のマイクロ
ポンプの製造方法。 - 【請求項３】 ガラス基板の液体流入、吐出用穴部のあ
る側にラミネートしたプラスティックフィルムが粘着剤
でガラス基板に貼り付け、切断後のプラスティックフィ
ルムの剥離を紫外線（ＵＶ）照射後に行う事を特徴とす
る請求項１記載のマイクロポンプの製造方法。 - 【請求項４】 ダイアフラム、流路、及びバルブ部を形
成したシリコン基板を、上下のガラス基板でサンドイッ
チした構造を有するマイクロポンプの製造方法におい
て、複数のマイクロポンプ構造体が形成されたシリコン
基板と上下ガラス基板の接合後、個々のマイクロポンプ
に分離する工程で、予め上下ガラス基板に個々のマイク
ロポンプに切断分離するための溝入れを行った後に、シ
リコン基板との接合を行った事を特徴とするマイクロポ
ンプの製造方法。 - 【請求項５】 複数のマイクロポンプ構造体が形成され
たシリコン基板と上下ガラス基板の接合後、個々のマイ
クロポンプに分離する工程で、予めシリコン基板に個々
のマイクロポンプに切断分離するための溝を異方性エッ
チングにより形成した後に、ガラス基板と接合した事を
特徴とするマイクロポンプの製造方法。 - 【請求項６】 個々のマイクロポンプに切断分離する工
程が、チョコブレーク方式である事を特徴とする請求項
１、４及び５記載のマイクロポンプの製造方法。 - 【請求項７】 個々のマイクロポンプに切断分離するた
めの溝入れする方法が、ダイシング、あるいはスクライ
ビングである事を特徴とする請求項１、及び４記載のマ
イクロポンプの製造方法。 - 【請求項８】 シリコン基板と上下ガラス基板の接合方
法が、陽極接合である事を特徴とする請求項１、及び４
記載のマイクロポンプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24146991A JPH0579460A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | マイクロポンプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24146991A JPH0579460A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | マイクロポンプの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579460A true JPH0579460A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=17074780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24146991A Pending JPH0579460A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | マイクロポンプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0579460A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006341324A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Seiko Epson Corp | 構造体の製造方法および構造体 |
| JP2011177858A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Toyota Central R&D Labs Inc | Ｍｅｍｓ構造体とその製造方法 |
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1991
- 1991-09-20 JP JP24146991A patent/JPH0579460A/ja active Pending
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