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J-GLOBAL ID：200903009350675623

膜連結による双安定マイクロアクチュエータ

Inventor： クヴェンツァー,ハンス,ヨーアヒム ,  ヴァーグナー,ベルント
Applicant, Patent owner： フラウンホーファー-ゲゼルシャフト、ツール、フェルデルング、デァ、アンゲヴァンテン、フォルシュング、アインゲトラーゲネル、フェライン
Agent (1)： 田代 烝治 (外1名)
Gazette classification：公表公報
Application number (International application number)：1997528164
Publication number (International publication number)：2001502247
Application date： Feb. 10, 1997
Publication date： Feb. 20, 2001
Summary：

【要約】本発明は、空気的または液体により連結された双安定静電アクチュエータに関する。静電膜アクチュエータは、密閉型金属電極(21、22、23)を有する。これはマイクロバルブまたはマイクロポンプに用いられる。対を成す湾曲膜部分(20a、20b、20x)と、この膜部分(20a、20b)と部分的に協同する湾曲する基板電極(21、22、23)を有する。

Claim (excerpt)：

1. 対を成した湾曲膜部分(20a、20b、20x)と、該膜部分(20a、20b)と局部的に協同する湾曲基板電極(21、22、23)と、を有することを特徴とする、マイクロバルブまたはマイクロポンプ用の密封型金属電極(21、22、23)を具備する静電膜アクチュエータ。2. 前記アクチュエータが、反対方向に湾曲し、前記膜部分上の少なくとも1層の薄膜の効果としての固有圧縮応力を有する2箇所の膜部分(20a、20b)を有し、これにより上下に湾曲し、前記2箇所の膜部分の間に2点の安定な操作点を有することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。3. 前記2箇所の膜部分(20a、20b)が連結され(30)、静電気的に引きつけられていないアクチュエータの第二の膜部分を静電気的に引きつけられた第一の膜部分と反対の方向に動かすことを特徴とする、請求項1または2に記載のアクチュエータ。4. 前記膜部分がそれぞれ金属層を有し、フリップ-フロップ方式による反作用により動作可能であることを特徴とする、請求項1-3のいずれかに記載のアクチュエータ。5. 基板(10)上で膜(20)の湾曲部分(20a、20b)の外側の平坦部分(20c、20d)が引きつけられ、前記基板(10)が、前記膜(20)の湾曲部分(20a、20b)の形状に厳密に適合した2個以上のディンプルまたは浅いキャビティ(11、12)を有することを特徴とする、請求項1-4のいずれかに記載のアクチュエータチップ(100)。6. 前記基板(10)と協同する浅いディンプルまたはキャビティ(11、12)が、連結チャネル(30)により結合され、静電気力により一方の膜部分(12)が引きつけられると、流体が前記ディンプルまたはキャビティ(11、12)の一方から他方へ移動し、他方の膜部分(20a)を他方のディンプルの外側に誘引することを特徴とする、請求項1-5のいずれかに記載のアクチュエータ。7. 前記チャネル(30)が前記基板(10)内に配置され、湾曲膜部分(20a、20b)の間の膜(20)領域により被覆されていることを特徴とする、請求項1-6のいずれかに記載のアクチュエータ。8. 前記ディンプルまたはキャビティに組み込まれ、その形状に厳密に適合された、各膜部分用の別々の電極を有することを特徴とする、請求項1-7のいずれかに記載のアクチュエータ。9. 多数の対を成す膜部分が配列されることによりポンプラインが形成され、膜の各対における2箇所の隣接するディンプルが常に、圧縮空気により、またはディンプル連結チャネルを通過する流体により連結されていることを特徴とする、請求項1-8のいずれかに記載のアクチュエータ。10. 電気伝導的な接点部分(28a、28b)を、好ましくは一方または双方の湾曲膜部分(20a、20b)の中央部分に有し、これがディンプルまたはキャビティ(11、12)の反対側に配置された電気伝導的弁座(9a、9b)と協同するように成されていることを特徴とする、請求項1-9のいずれかに記載のアクチュエータ。11. 電気的力により一方の膜(20)のみを稼働させ、第一の膜(20a)の下部から第二の膜(20b)の下部へのチャネルを通過する流体流により他方の膜(20b)を動作させることにより、反作用的に2個の静電気的に偏向可能な湾曲膜(20a、20b)を操作する方法。12. 前記流体が空気、気体または液体であることを特徴とする請求項10に記載の方法。13. 第一の基板(63)を有し、かつ応力を受けない平坦な担体が、一方面に絶縁体(60)の薄膜を有して担体に固有応力を施し、 前記平坦担体が第二の基板(10)に向かう下側で第二の基板(10)と結合され、 固有応力付与絶縁層(60)が膜部分(20a、20b)の一方または双方を湾曲するまでに前記担体の少なくとも第一の基板(63)が除去されることを特徴とする、少なくとも2箇所の対向して湾曲する膜部分(20、20b)を有する、請求項1-10のいずれかのアクチュエータ用、または請求項11もしくは12に記載の方法に用いられる膜(20)の製造法。14. トップ-ダウン連結ウェーハの第一の基板の除去が、二層の半導体層(61、63)の間に中間層として形成される更なる絶縁層(62)により停止され、この停止層(62)を部分的に除去した後に、該層を金属蒸着し、前記第一の基板(10)のディンプル(11、12)中に埋設された第一の湾曲電極(21、22)の反対側の膜中または膜上に第二の電極を形成することを特徴とする、請求項13に記載の方法。15. 前記2箇所の対向して湾曲する膜部分(20a、20b)が対向して安定であり、相互に間隔を有して配置されるが、近接していることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータに用いられる、または請求項13による製造法により得られた製品としての2個の反対側に湾曲する部分(20a、20b)を有する薄膜(20、20a、20b)。

IPC (7)：

B81B 3/00 ,  B81C 1/00 ,  F04B 43/04 ,  F15C 3/04 ,  H01H 59/00 ,  H01L 41/22 ,  H02N 1/00

FI (7)：

B81B 3/00 ,  B81C 1/00 ,  F04B 43/04 Z ,  F15C 3/04 ,  H01H 59/00 ,  H02N 1/00 ,  H01L 41/22 Z