(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス製のダイヤフラムと基材との接合部分の気密性を高める。【解決手段】ダイヤフラム構成体２は、第一開口中空部７を有する基材４と、第二開口中空部１０を有するカバー材５と、第一開口中空部７の開口部を一方主面６ｂで施蓋すると共に、第二開口中空部１０の開口部を他方主面６ａで施蓋するように、基材４とカバー材５との間に配置されたガラス製のダイヤフラム６と、第一開口中空部７の開口部を封止するように、第一開口中空部７の開口部に沿って環状に形成され、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６を接合する溶融固化部１１を備える。基材４及びカバー材５の少なくとも一方は、ガラス部材であり、溶融固化部１１は、ダイヤフラム６を介して基材４とカバー材５とに連続して跨っている。【選択図】図１
2020183794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一開口中空部を有する基材と、
前記第一開口中空部の開口部を一方主面で施蓋するガラス製のダイヤフラムと、
前記第一開口中空部の開口部を封止するように、前記第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成され、前記基材及び前記ダイヤフラムを接合する溶融固化部と、を備え、
前記溶融固化部が、前記基材と前記ダイヤフラムとに連続して跨っていることを特徴とするダイヤフラム構成体。
【請求項２】
前記第一開口中空部に対向する第二開口中空部を有するカバー材を更に備え、
前記ダイヤフラムは、前記第一開口中空部の開口部を一方主面で施蓋すると共に、前記第二開口中空部の開口部を他方主面で施蓋するように、前記基材と前記カバー材との間に配置され、
前記基材及び前記カバー材の少なくとも一方が、ガラス部材であり、
前記溶融固化部が、前記ダイヤフラムを介して前記基材と前記カバー材とに連続して跨っていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム構成体。
【請求項３】
前記基材及び前記カバー材のうちの一方が、ガラス部材であり、前記基材及び前記カバー材のうちの他方が、非ガラス部材であることを特徴とする請求項２に記載のダイヤフラム構成体。
【請求項４】
前記カバー材は、板状の部材であり、
前記第二開口中空部は、前記カバー材の一方主面から他方主面にかけて形成された貫通孔により構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載のダイヤフラム構成体。
【請求項５】
前記ガラス部材が、ガラス組成としてアルカリ金属酸化物を含有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のダイヤフラム構成体。
【請求項６】
前記溶融固化部が、前記第一開口中空部の開口部に沿って同心環状に複数形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイヤフラム構成体。
【請求項７】
前記第一開口中空部の開口部が、円形であり、
前記第一開口中空部の開口部の直径ａ［ｍｍ］と、前記ダイヤフラムの厚みｂ［ｍｍ］との比ａ／ｂが、１００〜２００であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のダイヤフラム構成体。
【請求項８】
前記第一開口中空部の開口部の縁部と、最も内側の前記溶融固化部との間の幅寸法が、０．０１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のダイヤフラム構成体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のダイヤフラム構成体と、前記第一開口中空部に流体を供給する第一流路と、前記第一開口中空部から前記流体を吐出する第二流路と、を備えることを特徴とするダイヤフラム装置。
【請求項１０】
前記第一流路及び前記第二流路が、前記基材に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のダイヤフラム装置。
【請求項１１】
前記基材に接合された流路基板を備え、前記流路基板に、前記第一流路及び前記第二流路の少なくとも一部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のダイヤフラム装置。
【請求項１２】
前記基材は、板状の部材であり、
前記第一開口中空部は、前記基材の一方主面から他方主面にかけて形成された貫通孔により構成されることを特徴とする請求項１１に記載のダイヤフラム装置。
【請求項１３】
第一開口中空部を有する基材上にダイヤフラムを配置し、前記第一開口中空部の開口部を前記ダイヤフラムの一方主面で施蓋する積層工程と、
前記積層工程の後に、前記第一開口中空部の開口部を封止するように、前記基材及び前記ダイヤフラムを接合する溶融固化部を形成する接合工程と、を備え、
前記基材及び前記ダイヤフラムのうち、少なくとも前記ダイヤフラムがガラス部材であり、
前記接合工程では、前記基材及び前記ダイヤフラムに対して、前記ガラス部材を通じて前記第一開口中空部の開口部に沿うようにレーザ光を照射し、前記基材及び前記ダイヤフラムを溶融固化することにより、前記溶融固化部を、前記基材と前記ダイヤフラムとに連続的に跨った状態で、前記第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成することを特徴とするダイヤフラム構成体の製造方法。
【請求項１４】
第一開口中空部を有する基材と、前記第一開口中空部に対向する第二開口中空部を有するカバー材との間に、ガラス製のダイヤフラムを配置し、前記第一開口中空部の開口部を前記ダイヤフラムの一方主面で施蓋し、前記第二開口中空部の開口部を前記ダイヤフラムの他方主面で施蓋する積層工程と、
前記積層工程の後で、前記第一開口中空部の開口部を封止するように、前記基材、前記ダイヤフラム及び前記カバー材を接合する溶融固化部を形成する接合工程と、を備え、
前記基材及び前記カバー材のうちの少なくとも一方が、ガラス部材であり、
前記接合工程では、前記基材、前記ダイヤフラム及び前記カバー材に対して、前記ガラス部材を通じて前記第一開口中空部の開口部に沿うようにレーザ光を照射し、前記基材、前記ダイヤフラム及び前記カバー材を溶融固化することにより、前記溶融固化部を、前記ダイヤフラムを介して前記基材と前記カバー材とに連続的に跨った状態で、前記第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成することを特徴とするダイヤフラム構成体の製造方法。
【請求項１５】
前記積層工程では、複数の前記第一開口中空部を有し複数の前記基材が切り出される元基材と、複数の前記第二開口中空部を有し複数の前記カバー材が切り出される元カバー材との間に、各々の対向する前記第一開口中空部及び前記第二開口中空部を同時に施蓋するように、複数の前記ダイヤフラムが切り出される元ダイヤフラムを配置し、
前記接合工程では、レーザ光の照射により、前記溶融固化部を、前記元ダイヤフラムを介して前記元基板と前記元カバー材とに連続して跨った状態で、各々の前記第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成することを特徴とする請求項１４に記載のダイヤフラム構成体の製造方法。
【請求項１６】
第一開口中空部を有する基材と、前記第一開口中空部に対向する第二開口中空部を有するカバー材と、前記第一開口中空部の開口部を一方主面で施蓋すると共に、前記第二開口中空部の開口部を他方主面で施蓋するように、前記基材と前記カバー材との間に配置されたフィルム状のガラス体と、前記第一開口中空部を封止するように、前記第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成され、前記基材、前記カバー材及び前記ガラス体を接合する溶融固化部と、を備え、前記基材及び前記カバー材の少なくとも一方が、ガラス部材であり、前記溶融固化部が、前記ガラス体を介して前記基材と前記カバー材とに連続して跨っていることを特徴とするガラス構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を制御するダイヤフラム装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラム装置は、ダイヤフラムの変形を利用して流体を制御するデバイスであり、その典型例として、ダイヤフラムによって流路の開閉を行うダイヤフラムバルブや、流体を圧送するダイヤフラムポンプなどが挙げられる。
【０００３】
例えば特許文献１には、マイクロチップに適用可能なダイヤフラム装置（アクチュエータ）が開示される。ダイヤフラム装置は、中空部が設けられたガラス基板と、中空部を閉塞する、ダイヤフラムとしてのガラス薄板とを備える流体制御デバイスにより構成される。このダイヤフラム装置では、ガラス薄板の厚さが１〜５０μｍとされており、このガラス薄板の変形によってガラス基板に係る中空部の容積を変化させることで、当該中空部に充填された流体の流れ及び出入等を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０２９３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなダイヤフラム装置において、基材（ガラス基板）にダイヤフラム（ガラス薄板）を重ね合わせて中空部を封止する場合、この中空部から流体が漏洩しないように、ダイヤフラムを基材に対して気密に接合する必要がある。しかしながら、特許文献１では、基材とダイヤフラムとを接合する方法について何ら開示されていない。
【０００６】
本発明は、ガラス製のダイヤフラムと基材との接合部分の気密性を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るダイヤフラム構成体は、第一開口中空部を有する基材と、第一開口中空部の開口部を一方主面で施蓋するガラス製のダイヤフラムと、第一開口中空部の開口部を封止するように、第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成され、基材及びダイヤフラムを接合する溶融固化部と、を備え、溶融固化部が、基材とダイヤフラムとに連続して跨っていることを特徴とする。
【０００８】
このようにすれば、溶融固化部が、基材とダイヤフラムとに連続して跨って形成されるため、十分な接合面積を確保できる。その結果、基材及びダイヤフラムの接合強度を高め、接合部分の気密性を高めることができる。
【０００９】
上記の構成において、第一開口中空部に対向する第二開口中空部を有するカバー材を更に備え、ダイヤフラムは、第一開口中空部の開口部を一方主面で施蓋すると共に、第二開口中空部の開口部を他方主面で施蓋するように、基材とカバー材との間に配置され、基材及びカバー材の少なくとも一方が、ガラス部材であり、溶融固化部が、ダイヤフラムを介して基材とカバー材とに連続して跨っていることが好ましい。
【００１０】
このようにすれば、溶融固化部が、ダイヤフラムを介して基材とカバー材とに連続して跨って形成されるため、ダイヤフラムが薄くても十分な接合面積を確保できる。その結果、基材及びダイヤフラムの接合強度を高め、接合部分の気密性を高めることができる。また、ダイヤフラムは、基材とカバー材との間に挟まれて保護されるため、他部材がダイヤフラムに接触しにくい。そのため、ダイヤフラム装置の製造工程やその後の使用時に、ダイヤフラムが他部材と予期せず接触して破損するのを抑制できる。
【００１１】
上記の構成において、前記基材及び前記カバー材のうちの一方が、ガラス部材であり、前記基材及び前記カバー材のうちの他方が、非ガラス部材であってもよい。
【００１２】
基材及びカバー材は共にガラス部材であってもよいが、基材及びカバー材のうちの一方が非ガラス部材（例えばシリコンや金属など）であると、例えばダイヤフラム構成体に他部材を更に接合する場合に、接合方法の選択肢が広がるという利点がある。
【００１３】
上記の構成において、カバー材は、板状の部材であり、第二開口中空部は、カバー材の一方主面から他方主面にかけて形成された貫通孔により構成されることが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、第二開口中空部の加工が容易になる。また、第二開口中空部が大気開放されるため、第二開口中空部の内圧の影響によってダイヤフラムの動作が阻害されるのを防止できる。
【００１５】
上記の構成において、ガラス部材が、ガラス組成としてアルカリ金属酸化物（例えばＮａ２Ｏ）を含有していてもよい。
【００１６】
このようにすれば、例えばダイヤフラム構成体に他部材を更に接合する場合に、陽極接合を用いることができる。
【００１７】
上記の構成において、溶融固化部が、第一開口中空部のダイヤフラム側の開口部に沿って同心環状に複数形成されていることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、基材及びダイヤフラムの接合強度がより高められ、接合部分の気密性が向上する。
【００１９】
上記の構成において、第一開口中空部の開口部が、円形であり、第一開口中空部のダイヤフラム側の開口部の直径ａ［ｍｍ］と、ダイヤフラムの厚みｂ［ｍｍ］との比ａ／ｂが、１００〜２００であることが好ましい。
【００２０】
ダイヤフラムの強度と変形のしやすさを考慮すると、第一開口中空部の開口部（ダイヤフラムの変形部分）が大きくなるに連れて、ダイヤフラムの厚みは大きくする必要がある。同様に、第一開口中空部の開口部が小さくなるに連れて、ダイヤフラムの厚みは小さくする必要がある。そこで、上記の構成のように、第一開口中空部の開口部の大きさと、ダイヤフラムの厚みとの関係を管理すれば、ダイヤフラムの強度と変形のしやすさを適正化できる。
【００２１】
上記の構成において、第一開口中空部の開口部の縁部と、最も内側の溶融固化部との間の幅寸法が、０．０１〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、溶融固化部を第一開口中空部の内部に飛び出させることなく、第一開口中空部に接近させることができる。そのため、ダイヤフラム構成体をダイヤフラム装置に組み込んだ場合に、ダイヤフラムによって流体を高精度に制御できる。
【００２３】
本発明に係るダイヤフラム装置は、上記の構成を適宜備えたダイヤフラム構成体と、第一開口中空部に流体を供給する第一流路と、第一開口中空部から前記流体を吐出する第二流路と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
このようにすれば、ダイヤフラム装置においても、上述のダイヤフラム構成体で説明した対応する構成と同様の作用効果を享受できる。
【００２５】
上記の構成において、第一流路及び第二流路が、基材に設けられていてもよい。
【００２６】
このようにすれば、第一流路及び第二流路を形成するため、基材に別部材を接合しなくてもよい。
【００２７】
上記の構成において、基材に接合された流路基板を備え、流路基板に、第一流路及び第二流路の少なくとも一部が設けられていてもよい。
【００２８】
このようにすれば、基材に流路基板を接合して第一流路及び第二流路を形成するため、基材のみで流路を形成する場合に比べて、流路の形成が簡単になる。
【００２９】
基材に流路基板を接合する場合、基材は、板状の部材であり、第一開口中空部は、基材の一方主面から他方主面にかけて形成された貫通孔により構成されていてもよい。
【００３０】
このようにすれば、第一開口中空部の加工が容易になる。
【００３１】
本発明に係るダイヤフラム構成体の製造方法は、第一開口中空部を有する基材上にダイヤフラムを配置し、第一開口中空部の開口部をダイヤフラムの一方主面で施蓋する積層工程と、積層工程の後で、第一開口中空部の開口部を封止するように、基材及びダイヤフラムを接合する溶融固化部を形成する接合工程と、を備え、基材及びダイヤフラムのうち、少なくともダイヤフラムがガラス部材であり、接合工程では、基材及びダイヤフラムに対して、ガラス部材を通じて第一開口中空部の開口部に沿うようにレーザ光を照射し、基材及びダイヤフラムを溶融固化することにより、溶融固化部を、基材とダイヤフラムとに連続的に跨った状態で、第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成することを特徴とする。
【００３２】
このようにすれば、接合工程において、レーザ光の照射により、基材とダイヤフラムとに連続的に跨った溶融固化部が形成されるため、基材及びダイヤフラムの接合強度を高め、接合部分の気密性を高めることができる。
【００３３】
本発明に係るダイヤフラム構成体の製造方法は、第一開口中空部を有する基材と、第一開口中空部に対向する第二開口中空部を有するカバー材との間に、ガラス製のダイヤフラムを配置し、第一開口中空部の開口部をダイヤフラムの一方主面で施蓋し、第二開口中空部の開口部をダイヤフラムの他方主面で施蓋する積層工程と、積層工程の後で、第一開口中空部の開口部を封止するように、基材、ダイヤフラム及びカバー材を接合する溶融固化部を形成する接合工程と、を備え、基材及びカバー材のうちの少なくとも一方が、ガラス部材であり、接合工程では、基材、ダイヤフラム及びカバー材に対して、ガラス部材を通じて第一開口中空部の開口部に沿うようにレーザ光を照射し、基材、ダイヤフラム及びカバー材を溶融固化することにより、溶融固化部を、ダイヤフラムを介して基材とカバー材とに連続的に跨った状態で、第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成することを特徴とする。
【００３４】
このようにすれば、接合工程において、レーザ光の照射により、ダイヤフラムを介して基材とカバー材とに連続的に跨った溶融固化部が形成されるため、基材及びダイヤフラムの接合強度を高め、接合部分の気密性を高めることができる。また、ダイヤフラムが薄くても、基材及びカバー材によって十分な接合面積を確保できる。更に、ダイヤフラムは、基材とカバー部材との間に挟まれて保護されるため、製造過程で他部材がダイヤフラムに直接接触しにくく、ダイヤフラムが破損するのを抑制できる。
【００３５】
上記の構成において、積層工程では、複数の第一開口中空部を有し複数の基材が切り出される元基材と、複数の第二開口中空部を有し複数のカバー材が切り出される元カバー材との間に、各々の対向する第一開口中空部及び第二開口中空部を同時に施蓋するように、複数のダイヤフラムが切り出される元ダイヤフラムを配置し、接合工程では、レーザ光の照射により、溶融固化部を、元ダイヤフラムを介して元基板と元カバー材とに連続して跨った状態で、各々の第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成してもよい。
【００３６】
このようにすれば、複数のダイヤフラム構成体を同時に効率よく製造できる。
【００３７】
本発明に係るガラス構造体は、第一開口中空部を有する基材と、第一開口中空部に対向する第二開口中空部を有するカバー材と、第一開口中空部の開口部を一方主面で施蓋すると共に、第二開口中空部の開口部を他方主面で施蓋するように、基材とカバー材との間に配置されたフィルム状のガラス体と、第一開口中空部を封止するように、第一開口中空部の開口部に沿って環状に形成され、基材、カバー材及びガラス体を接合する溶融固化部と、を備え、基材及びカバー材の少なくとも一方が、ガラス部材であり、溶融固化部が、ガラス体を介して基材とカバー材とに連続して跨っていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、ガラス製のダイヤフラムと基材との接合部分の気密性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第一実施形態に係るダイヤフラム装置の断面図であって、ダイヤフラムが開状態である場合を示す。
【図２】第一実施形態に係るダイヤフラム装置の断面図であって、ダイヤフラムが閉状態である場合を示す。
【図３】図１のＸ領域を拡大して示す断面図である。
【図４】ダイヤフラム装置の製造方法に係る一工程を示す断面図である。
【図５】ダイヤフラム装置の製造方法に係る一工程を示す断面図である。
【図６】ダイヤフラム装置の製造方法に係る一工程を示す平面図である。
【図７】第二実施形態に係るダイヤフラム装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】ダイヤフラム装置の製造方法に係る一工程を示す平面図である。
【図９】ダイヤフラム装置の製造方法に係る一工程を示す断面図である。
【図１０】ダイヤフラム装置の製造方法に係る一工程を示す平面図である。
【図１１】ダイヤフラム装置の製造方法に係る一工程を示す平面図である。
【図１２】第三実施形態に係るダイヤフラム装置を示す断面図である。
【図１３】第四実施形態に係るダイヤフラム装置を示す断面図である。
【図１４】第五実施形態に係るダイヤフラム装置を示す断面図である。
【図１５】第六実施形態に係るダイヤフラム装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（第一実施形態）
図１及び図２に示すように、第一実施形態に係るダイヤフラム装置１として、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）に好適に使用されるマイクロバルブを例示する。
【００４２】
本実施形態に係るダイヤフラム装置１は、ダイヤフラム構成体２と、ダイヤフラム構成体２に接合された流路基板３と、を備える。
【００４３】
ダイヤフラム構成体２は、基材４と、カバー材５と、基材４とカバー材５との間に配置されたダイヤフラム６と、を備える。なお、以下の説明では、流路基板３側を「下」、カバー材５側を「上」として説明するが、上下の向きはこれに限定されない。
【００４４】
基材４は、ガラス（無アルカリガラス又はアルカリガラス）により板状又はブロック状に構成されるが、これに限定されず、シリコン、金属、セラミック、樹脂その他の材料により構成され得る。
【００４５】
基材４は、平面視で矩形状に構成されるが、この形状に限定されず、円形状その他の各種形状に構成され得る。
【００４６】
基材４の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、１００〜１５００μｍであることが好ましく、１００〜１０００μｍであることがより好ましい。
【００４７】
基材４の熱膨張係数は、特に限定されるものではないが、３０〜３８０℃における熱膨張係数が、例えば３０〜１２０×１０−７／℃であることが好ましい。３０〜３８０℃における熱膨張係数は、ディラトメーター、熱機械分析（ＴＭＡ）等で測定可能である。
【００４８】
基材４は、上面４ａの一部に形成される凹状の第一開口中空部７を有する。第一開口中空部７は平面視で円形、つまり円柱状の空間に構成されるが、この形状に限定されるものではない。第一開口中空部７の上方開口部（つまり、ダイヤフラム６側の開口部）の直径Ｌ１は、２〜５０ｍｍであることが好ましく、５〜２０ｍｍであることがより好ましい。
【００４９】
第一開口中空部７は、側部７ａと底部７ｂとを備え、底部７ｂには、基材４の下面４ｂに貫通する第一貫通孔８及び第二貫通孔９が形成されている。各貫通孔８，９は、底部７ｂに限らず、第一開口中空部７の側部７ａに形成されてもよい。第一開口中空部７及び各貫通孔８，９は、例えば、機械加工、レーザ加工、超音波加工などにより形成される。なお、加工後にフッ酸エッチングなどにより端面処理を行うことが好ましい。
【００５０】
カバー材５は、ガラス（無アルカリガラス又はアルカリガラス）により板状又はブロック状に構成されるが、これに限定されず、シリコン、金属、セラミック、樹脂その他の材料により構成され得る。ただし、基材４及びカバー材のうち少なくとも一方は、ガラスにより構成される。
【００５１】
カバー材５は、平面視で矩形状に構成されるが、この形状に限定されず、円形状その他の各種形状に構成され得る。
【００５２】
カバー材５の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、１００〜１５００μｍであることが好ましく、１００〜１０００μｍであることがより好ましい。カバー材５の厚みは、基材４の厚みと同じであってもよい。あるいは、カバー材５の厚みは、基材４の厚みよりも厚くてもよいし、薄くてもよい。
【００５３】
カバー材５の熱膨張係数は、特に限定されるものではないが、３０〜３８０℃における熱膨張係数が、例えば３０〜１２０×１０−７／℃であることが好ましい。
【００５４】
カバー材５は、上面５ａから下面５ｂまで厚み方向に貫通する第二開口中空部１０を有する。第二開口中空部１０は、例えば、機械加工、レーザ加工、超音波加工などにより形成される。なお、加工後にフッ酸エッチングなどにより端面処理を行うことが好ましい。
【００５５】
第二開口中空部１０は平面視で円形、つまり円柱状の空間に構成されるが、この形状に限定されるものではない。第二開口中空部１０は、貫通させることなく、カバー材５の下面５ｂの一部に凹状（非貫通）に形成してもよい。この場合、ダイヤフラム６の可動部とカバー材５とが接触することを避けるため、第二開口中空部を構成する凹穴の深さは、ダイヤフラム６の可動幅より深く形成されることが好ましい。第二開口中空部１０の下方開口部（ダイヤフラム６側の開口部）の開口面積は、第一開口中空部７の上方開口部の開口面積と同じであるが、異なっていてもよい。両者の開口面積が異なる場合、第二開口中空部１０の下方開口部の開口面積が、第一開口中空部７の上方開口部の開口面積よりも大きいことが好ましい。
【００５６】
ダイヤフラム６は、基材４の上面４ａとカバー材５の下面５ｂとの間に挟まれている。この状態で、ダイヤフラム６の下面（一方主面）６ｂは、第一開口中空部７の上方開口部を施蓋（閉塞）し、ダイヤフラム６の上面（他方主面）６ａは、第二開口中空部１０の下方開口部を施蓋（閉塞）している。これにより、ダイヤフラム６は、第一開口中空部７及び第二開口中空部１０を上下二つに区分する。
【００５７】
ダイヤフラム６は、可撓性を有する薄板ガラス（ガラスフィルム）により構成される。ダイヤフラム６の厚みＬ２は、１〜５０μｍでありことが好ましく、１〜２０μｍであることがより好ましく、１〜１０μｍであることが最も好ましい。可撓性を有する薄板ガラスとしては、日本電気硝子株式会社製の「Ｇ−Ｌｅａｆ」（登録商標）、あるいは「ガラスリボン」が好適に使用される。
【００５８】
ダイヤフラム６の熱膨張係数は、特に限定されるものではないが、３０〜３８０℃における熱膨張係数が、例えば３０〜１２０×１０−７／℃であることが好ましい。
【００５９】
ダイヤフラム６は、平面視で矩形状に構成されるが、この形状に限定されず、円形状その他の各種形状に構成され得る。ダイヤフラム６は、第一開口中空部７の上方開口部及び第二開口中空部１０の下方開口部を閉塞できれば、基材４及びカバー材５の大きさや形状と異なっていてもよい。例えば、基材４及びカバー材５を矩形状とし、ダイヤフラム６を基材４及びカバー材５よりも小さい円形状としてもよい。
【００６０】
ダイヤフラム６に使用されるガラスとしては、例えば無アルカリガラスが使用されるが、ダイヤフラム６の材料はアルカリガラスであってもよい。本実施形態において、無アルカリガラスとは、アルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏ）が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ金属酸化物の重量比が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ金属酸化物の重量比は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは３００ｐｐｍ以下である。無アルカリガラスとしては、日本電気硝子株式会社製の「ＯＡ−１０Ｇ」や「ＯＡ−１１」が好適に使用される。  
【００６１】
ダイヤフラム６は、例えば、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、リドロー法などのダウンドロー法や、フロート法などを用いて製造される。中でも、オーバーフローダウンドロー法は、表裏両側の主面が火造り面となって高い表面品位を実現できるため好ましい。ダイヤフラム６には、厚みを薄くするために、必要に応じてエッチング等によるスリミング加工が行われる。すなわち、ダイヤフラム６の少なくとも一方主面はエッチング面により構成されていてよいし、表裏両側の主表面がエッチング面により構成されていてよい。また、ダイヤフラム６の主面は研磨されていてもよい。すなわち、ダイヤフラム６の少なくとも一方主面は研磨面により構成されていてよいし、表裏両側の主表面が研磨面により構成されていてよい。また、これらが組み合わされ、例えば、ダイヤフラム６の一方主面が火造り面で、他方主面がエッチング面または研磨面で構成されていてもよい。なお、基材４やカバー材５がガラス部材で構成される場合には、上記に例示した成形方法を同様に適用できる。
【００６２】
基材４、カバー材５及びダイヤフラム６は、同材質のガラスから構成されることが好ましい。また、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６の熱膨張係数は、同じであることが好ましい。
【００６３】
第一開口中空部７の上方開口部の直径Ｌ１［ｍｍ］とダイヤフラム６の厚みＬ２［ｍｍ］との比Ｌ１／Ｌ２は、１００〜２０００であることが好ましく、２００〜２０００であることがより好ましい。これにより、ダイヤフラム６が適度な強度を確保しつつ、変形しやすくなる。
【００６４】
図３に示すように、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６は、第一開口中空部７の上方開口部が封止されるように、溶融固化部１１により互いに接合されている。溶融固化部１１は、レーザ接合により形成される。詳細には、溶融固化部１１は、レーザ光の照射領域において、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６を溶融した後に、その溶融部を固化させることにより形成される。つまり、溶融固化部１１は、例えば、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６から選ばれる一種又は二種以上の材料から構成され、これら以外の材質は実質的に含まない。
【００６５】
溶融固化部１１は、第一開口中空部７の上方開口部に沿って同心環状（本実施形態では同心円状）に複数（図例では三つ）形成されるが、一つであってもよい。複数の溶融固化部１１は、互いに半径方向に離間しているが、半径方向で重なっていてもよい。各溶融固化部１１は、平面視で円環状に構成されるが、これに限らず、四角形状その他の環形状に構成され得る。
【００６６】
溶融固化部１１は、厚み方向において、ダイヤフラム６を介して基材４とカバー材５とに連続して跨って形成されている。つまり、溶融固化部１１の厚み方向の一端部は、基材４の上面４ａ近傍に形成され、溶融固化部１１の厚み方向の他端部は、カバー材５の下面５ｂ近傍に形成される。溶融固化部１１の厚み方向の中間部は、ダイヤフラム６の上面６ａから下面６ｂに至る厚み方向の全域にわたって形成される。溶融固化部１１は、外部に露出していない。なお、本実施形態では、溶融固化部１１の内部において、基材４とダイヤフラム６との間には界面がなく、カバー材５とダイヤフラム６との間にも界面がない。もちろん、溶融固化部１１の内部において、基材４とダイヤフラム６との間、及び／又は、カバー材５とダイヤフラム６との間に界面が残っていてもよい。
【００６７】
溶融固化部１１の幅寸法Ｌ３は、１０〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましく、１０〜５０μｍであることが最も好ましい。溶融固化部１１の厚みＬ４は、１０〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１５０μｍであることがより好ましく、１０〜１００μｍであることが最も好ましい。ただし、溶融固化部１１の厚みＬ４は、ダイヤフラム６の厚みよりも大きく、かつ、基材４、ダイヤフラム６及びカバー材５の厚みの総和よりも小さい。つまり、溶融固化部１１は、基材４の下面４ｂ及びカバー材５の上面５ａに露出しない。
【００６８】
溶融固化部１１の平面方向の残留応力の最大値は、１０ＭＰａ以下であることが好ましく、７ＭＰａ以下であることがより好ましく、５ＭＰａ以下であることが最も好ましい。平面方向の残留応力の最大値は、１０ｍｍ×１０ｍｍ以上の寸法を有するガラス板において、ユニオプト社製複屈折測定機：ＡＢＲ−１０Ａを用いて、接合部付近の複屈折（単位：ｎｍ）を計測し、平面方向の残留応力に換算した場合の最大値である。また、光学的な複屈折の測定、すなわち直交する直線偏光波の光路差の測定により、ガラス板中の残留応力値を見積ることが可能であり、残留応力により発生する偏差応力Ｆ（ＭＰａ）は、Ｆ＝Ｄ／ＣＷの式で表記される。「Ｄ」は光路差（ｎｍ）であり、「Ｗ」は偏光波が通過した距離（ｃｍ）であり、「Ｃ」は光弾性定数（比例定数）であり、通常、２０〜４０（ｎｍ／ｃｍ）／（ＭＰａ）の値になる。なお、平面方向の残留応力には、引張応力と圧縮応力が存在するが、上記では、両者の絶対値を評価するものとする。
【００６９】
第一開口中空部７の上方開口部の縁部と、最も内側の溶融固化部１１との間の幅寸法Ｌ５は、２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以下が最も好ましい。幅寸法Ｌ５は、０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０３ｍｍ以上であることが最も好ましい。これにより、溶融固化部１１が、第一開口中空部７内（側部７ａよりも内側）に突出することなく、第一開口中空部７に近接して形成される。
【００７０】
図１及び図２に示すように、流路基板３は、ガラス（無アルカリガラス又はアルカリガラス）により板状又はブロック状に構成されるが、これに限定されず、シリコン、金属、セラミック、樹脂その他の材料により構成され得る。
【００７１】
流路基板３は、第一開口中空部７に流体を供給する第一流路１２と、第一開口中空部７から流体を吐出する第二流路１３と、を備える。第一流路１２は、基材４の第一貫通孔８に接続され、第二流路１３は、基材４の第二貫通孔９に接続される。第一流路１２から供給される流体は、第一貫通孔８を介して第一開口中空部７に供給された後、第二貫通孔９を介して第二流路１３に吐出される。流体は、例えば、ガスや空気等の任意の気体であってよく、水や化学薬液や天然由来の液体等の任意の液体であってもよく、これら気体と液体の混合物であってもよい。流体は、任意の粒子等が含有される態様であってもよい。
【００７２】
本実施形態では、第一流路１２及び第二流路１３は、流路基板３の上面３ａに形成された溝１４，１５と、この溝１４，１５の上方を覆う基材４の下面４ｂによって構成されている。なお、第一流路１２及び第二流路１３は、流路基板３の内部に形成されていてもよい。
【００７３】
ダイヤフラム６は、第一流路１２と第二流路１３との間で、流路の開閉を行うバルブ（弁体）として機能する。図２に示すように、ダイヤフラム６は、第一開口中空部７の上方開口部に対応する部分の変形により、第一開口中空部７の底部７ｂと接触して第一貫通孔８と第二貫通孔９とを閉塞する。これにより、第一流路１２から第二流路１３への流体の流通が遮断される。この構成に限らず、ダイヤフラム６は、第一貫通孔８、第二貫通孔９のいずれか一方を閉塞するように構成されてもよい。
【００７４】
次に、上記の構成を備えたダイヤフラム装置１を製造する方法を説明する。本方法は、ダイヤフラム装置１の構成要素であるダイヤフラム構成体２の製造方法を含む。
【００７５】
第一実施形態に係るダイヤフラム装置１の製造方法は、ダイヤフラム構成体２の製造方法として、積層工程と、第一接合工程と、を備える。
【００７６】
図４に示すように、積層工程では、基材４とカバー材５との間にダイヤフラム６が介在するように、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６を積層して積層体１６を形成する。この状態で、ダイヤフラム６は、第一開口中空部７及び第二開口中空部１０をそれぞれ施蓋し、第一開口中空部７及び第二開口中空部１０を二つに区分する。
【００７７】
このようにすれば、積層工程の後工程において、ダイヤフラム６は、基材４とカバー材５との間に挟まれて保護されるため、製造過程で他部材がダイヤフラム６に接触しにくく、ダイヤフラム６が破損するのを抑制できる。
【００７８】
基材４の上面４ａ、ダイヤフラム６の上下面６ａ，６ｂ及びカバー材５の下面５ｂのそれぞれの算術平均粗さＲａは、２．０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．５ｎｍ以下であることが更に好ましく、０．２ｎｍ以下であることが最も好ましい。算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を意味する。このようすれば、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６が互いに接合面間の分子間力（オプティカルコンタクト）により密着するため、積層体１６のハンドリング性が向上する。
【００７９】
図５及び図６に示すように、第一接合工程では、レーザ照射装置１７により、積層体１６に対してレーザ光Ｌを集光して照射する。レーザ光Ｌは、基材４及びカバー材５のうち、レーザ光Ｌを透過するガラス部材（図示例ではカバー材５）側から照射される。使用されるレーザ光Ｌとしては、ピコ秒オーダーやフェムト秒オーダーのパルス幅を有する超短パルスレーザー光が好適に使用される。
【００８０】
レーザ光Ｌの波長は、ガラス部材を透過する波長であれば特に限定されるものではないが、例えば、４００〜１６００ｎｍであることが好ましく、５００〜１３００ｎｍであることがより好ましい。レーザ光Ｌのパルス幅は、１０ｐｓ以下であることが好ましく、５ｐｓ以下であることがより好ましく、２００ｆｓ〜３ｐｓであることが最も好ましい。レーザ光Ｌの集光位置は、カバー材５側から照射する場合には、基材４の上面４ａ近傍であることが好ましく、基材４の上面４ａから上方に１００μｍ離れた位置から基材４の上面４ａまでの範囲であることがより好ましく、基材４の上面４ａから上方に５０μｍ離れた位置から基材４の上面４ａまでの範囲であることが最も好ましい。レーザ光Ｌの集光径は、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以下であることが好ましい。
【００８１】
図６に示すように、レーザ光Ｌは、第一開口中空部７の上方開口部の外側で、上方開口部に沿って円軌道Ｔを描くように走査される。この場合において、レーザ光Ｌは、その照射領域Ｒが円軌道Ｔ上で重なりながら円軌道Ｔを一周するように走査される。あるいは、レーザ光Ｌは、その円軌道Ｔを複数回にわたって周回するように走査され得る。なお、溶融固化部１１を同心円状に複数形成する場合には、レーザ光Ｌを走査する円軌道Ｔも同心円状に複数設定される。このようにレーザ光Ｌを走査することで、円軌道Ｔ上に形成された円環状の照射領域Ｒにおいて、基材４、ダイヤフラム６及びカバー材５が溶融し、その溶融部が固化する。この溶融固化部１１は、ダイヤフラム６を介して基材４とカバー材５とに連続的に跨って形成され、基材４、ダイヤフラム６及びカバー材５が接合される。これにより、ダイヤフラム構成体２が製造される。
【００８２】
このようにすれば、第一接合工程において、ダイヤフラム６が薄くても十分な接合面積を確保できるため、基材４及びダイヤフラム６の接合強度を高め、接合部分の気密性を高めることができる。
【００８３】
ここで、カバー材５を設けずに基材４とダイヤフラム６との界面近傍に溶融固化部を形成することも考えられるが、この場合にはレーザ光の集光径を極小に絞り、かつ、集光位置を厳格に管理しなければならず、歩留まりの低下を招くおそれがある。これに対し、カバー材５を設けることで、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６の三層に跨る領域に溶融固化部１１の形成領域を拡大できるため、レーザ光Ｌの集光径や集光位置の管理も比較的緩やかになり、歩留まりの向上を図ることができる。
【００８４】
ダイヤフラム装置１を製造する方法は、以上のように製造されたダイヤフラム構成体２に流路基板３を接合する第二接合工程を更に備え、この第二接合工程を経ることで、ダイヤフラム装置１が製造される。
【００８５】
第二接合工程において、流路基板３と基材４との接合方法は、特に限定されないが、例えば、陽極接合、接合面間の分子間力（オプティカルコンタクト）による接合、ガラスフリットによる接合、レーザ接合などが利用できる。
【００８６】
陽極接合を利用する場合、流路基板３及び基材４のうちの一方が、ガラス組成としてアルカリ金属酸化物（例えばＮａ２Ｏ）を含有するガラス部材から構成され、流路基板及び基材４のうちの他方が、シリコン又は金属からなる導体から構成される。あるいは、流路基板３と基材４との間に金属又はシリコンからなる導体層を形成し、流路基板３及び基材４の両方をガラス組成としてアルカリ金属酸化物を含有するガラス部材から構成してもよい。
【００８７】
アルカリ金属酸化物を含有するガラス部材において、Ｎａ２Ｏの含有量は、３〜２０質量％であることが好ましく、５〜１８質量％であることがより好ましく、５〜１５質量％であることが最も好ましい。
【００８８】
アルカリ金属酸化物を含有するガラス部材において、アルカリ溶出量は、０．０１〜０．３ｍｇであることが好ましく、０．０１〜０．２ｍｇであることがより好ましく、０．０１〜０．１であることが最も好ましい。アルカリ溶出量は、ＪＩＳ  Ｒ  ３５０２に準拠した方法で測定した値を意味する。
【００８９】
接合面間の分子間力による接合を利用する場合、流路基板３の上面３ａ及び基材４の下面４ｂは、接触面３ａ，４ｂ間の分子間力により接合される。流路基板３の上面３ａ及び基材４の下面４ｂのそれぞれの算術平均粗さＲａは、２．０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．５ｎｍ以下であることが更に好ましく、０．２ｎｍ以下であることが最も好ましい。流路基板３及び基材４が共にガラス部材である場合、接合強度を高めるために、流路基板３及び基材４の互いの接合面を密着させた後に、ガラス軟化点以下の温度で加熱することが好ましい。また、接合面の清浄度を高め、接合面間の分子間力による接合を良好にするために、エキシマ照射、プラズマ処理などの表面活性化処理を行うことが好ましい。
【００９０】
ガラスフリットによる接合を利用する場合、ガラスフリットは、ガラス粉末と、耐火性フィラー粉末とを含むことが好ましい。
【００９１】
ガラス粉末は、レーザ光が照射された場合に軟化流動して、基材４及び流路基板３と反応することで、接着層の接合強度を確保するための材料である。耐火性フィラー粉末は、骨材として作用し、熱膨張係数を低下させるための材料である。
【００９２】
ガラス粉末としては、任意の組成を有するガラスを用いてよいが、比較的融点が低いガラスを用いることが好ましい。例えば、ガラス粉末としては、ビスマス系ガラス、銀リン酸系ガラス、および銀テルル系ガラスのいずれかを単独で、又はこれら混合して用いることが望ましい。
【００９３】
ビスマス系ガラスは、ガラス組成として、モル％で、Ｂｉ２Ｏ３  ２５〜６０％、Ｂ２Ｏ３  ２０〜３５％、ＣｕＯ＋ＭｎＯ  ５〜４０％を含有することが好ましいが、この組
成に限定されるものではない。
【００９４】
銀リン酸系ガラス粉末は、ガラス組成として、モル％で、Ａｇ２Ｏ＋ＡｇＩ  １５〜８５％、ＴｅＯ２  ０〜３５％、Ｐ２Ｏ５  １０〜５５％、Ｇａ２Ｏ３  ０〜２０％、ＴｅＯ２  ０〜６０％、ＺｎＯ  ０〜５０％、Ｎｂ２Ｏ５  ０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１５％、ＷＯ３  ０〜３０％を含有することが好ましいが、この組成に限定されるものではない。
【００９５】
銀テルル系ガラス粉末は、ガラス組成として、モル％で、Ａｇ２Ｏ＋ＡｇＩ  １５〜８５％、ＴｅＯ２  １０〜６０％、Ｐ２Ｏ５  ０〜３５％、Ｇａ２Ｏ３  ０〜２０％、ＴｅＯ２  ０〜６０％、ＺｎＯ  ０〜５０％、Ｎｂ２Ｏ５  ０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１５％、ＷＯ３  ０〜３０％を含有することが好ましいが、この組成に限定されるものではない。
【００９６】
耐火性フィラー粉末としては、種々の材料が使用可能であるが、その中でも、コーディライト、ジルコン、酸化錫、酸化ニオブ、リン酸ジルコニウム系セラミック、ウイレマイト、β−ユークリプタイト、β−石英固溶体から選ばれる一種又は二種以上の材料により構成されることが好ましい。
【００９７】
ガラス粉末及び耐火性フィラー粉末の平均粒径Ｄ５０は、２μｍ未満とされることが好ましい。ここで、「平均粒径Ｄ５０」とは、レーザ回折法で測定した値であって、レーザ回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して５０％である粒径を意味する。
【００９８】
ガラス粉末及び耐火性フィラー粉末の最大粒径Ｄ９９は、１０μｍ未満とされることが好ましい。ここで、「最大粒径Ｄ９９」とは、レーザ回折法で測定した値であって、レーザ回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して９９％である粒径を意味する。
【００９９】
なお、上記の製造工程に含まれる第一接合工程や第二接合工程で、ダイヤフラム６も加熱されることになるため、ダイヤフラム６には、その歪による残留応力が発生し得る。この場合において、第一接合工程及び／又は第二接合工程の直後に、ダイヤフラム６の残留応力を除去するアニール工程が実施されることが好ましい。アニール工程は、ダイヤフラム６の溶融固化部１１にアニールレーザを照射することにより行われる。あるいは、アニール工程は、接合工程の直後に、ダイヤフラム装置１を電気炉で加熱することにより行われてもよい。
【０１００】
（第二実施形態）
図７〜図１１に示すように、第二実施形態では、ダイヤフラム装置の量産に適した製造方法を例示する。
【０１０１】
本実施形態に係るダイヤフラム装置１の製造方法は、ダイヤフラム構成体の製造方法として、複数のダイヤフラム構成体２を切り出し可能な積層体１８を形成する積層工程と、積層体１８の各構成を接合する接合工程と、積層体１８を切断する切断工程と、を備える。
【０１０２】
図７に示すように、積層工程では、まず、元基材１９と、元カバー材２０と、元ダイヤフラム２１と、を準備する。元基材１９は、複数の第一開口中空部７を有し、複数の基材４が切り出し可能である。元カバー材２０は、複数の第二開口中空部１０を有し、複数のカバー材５が切り出し可能である。元ダイヤフラム２１は、複数のダイヤフラム６が切り出し可能である。
【０１０３】
次に、積層工程では、元ダイヤフラム２１が元基材１９と元カバー材２０との間に介在するように、元基材１９、元ダイヤフラム２１及び元カバー材２０を積層する。元ダイヤフラム２１は、元基材１９と元カバー材２０との間に配置された状態で、各々の対向する第一開口中空部７及び第二開口中空部１０を同時に施蓋し、各々の対向する第一開口中空部７及び第二開口中空部１０を二つに区分する。これにより、積層体１８が形成される。
【０１０４】
図８及び図９に示すように、接合工程では、積層体１８に対してガラス部材（図示例では元カバー材２０）側からレーザ光Ｌが照射される。レーザ光Ｌは、各第一開口中空部７の上方開口部の外側で、各上方開口部に沿って円周状に走査される。本実施形態では、複数の第一開口中空部７の周囲に対応する位置で、レーザ照射装置１７からレーザ光Ｌを照射する。全ての第一開口中空部７の周囲に対応する位置でレーザ光Ｌが照射されると、接合工程が終了する。これにより、元基材１９、元カバー材２０及び元ダイヤフラム２１が、複数の溶融固化部１１によって接合される。なお、接合工程では、複数のレーザ光Ｌを複数の第一開口中空部７に対応する位置で、同時に照射してもよい。このようにすることで、効率良く接合することができる。
【０１０５】
図１０に示すように、切断工程は、積層体１８（元基材１９、元カバー材２０及び元ダイヤフラム２１）を切断する。切断工程では、例えば、積層体１８に設定される直線状（格子状）の切断予定線ＣＬに沿って積層体１８を切断する。この切断予定線ＣＬは、積層体１８から複数のダイヤフラム構成体２を切り出すために設定される。つまり、元基材１９からは複数の基材４が切り出され、元カバー材２０からは複数のカバー材５が切り出され、元ダイヤフラム２１からは複数のダイヤフラム６が切り出される。切断工程では、例えばスクライブ割断、レーザ熱割断、レーザ溶断、ダイサー切断、ワイヤソー切断等の切断方法により、積層体１８を切断する。これにより、図１１に示すように、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６を溶融固化部１１によって接合してなる複数の個片（個別）のダイヤフラム構成体２が形成される。なお、レーザ溶断を用いた場合、例えば、切断面（外周面）においても、基材４、カバー材５及びダイヤフラム６を接合できるという利点がある。また、本実施形態では、図１１に示すように、積層体１８からダイヤフラム構成体２を個別に切り出しているが、これに限らず、二個以上のダイヤフラム構成体２を含むユニットが構成されるように、積層体１８を切断してもよい。
【０１０６】
第一実施形態で説明したように、製造された個々のダイヤフラム構成体２の基材４に流路基板３を接合することで、ダイヤフラム装置１が製造される。なお、切断工程は、複数の流路基板３を切り出し可能な元流路基板を積層体１８に接合した後に行ってもよい。この場合、切断工程により、複数のダイヤフラム装置１が製造される。
【０１０７】
（第三実施形態）
図１２に示すように、第三実施形態では、第一実施形態と同様に、マイクロバルブからなるダイヤフラム装置１を示す。ただし、本実施形態に係るダイヤフラム装置１では、基材４の第一開口中空部７の側部７ａが、厚み方向に対して傾斜したテーパ面である。同様に、カバー材５の第二開口中空部１０の側部１０ａも、厚み方向に対して傾斜したテーパ面である。
【０１０８】
詳細には、第一開口中空部７の側部７ａは、基材４の上面４ａから下面４ｂに向かって開口面積が大きくなるように傾斜している。第二開口中空部１０の側部１０ａは、カバー材５の下面５ｂから上面５ａに向かって開口面積が大きくなるように傾斜している。つまり、第一開口中空部７及び第二開口中空部１０は、円錐状の空間で構成されている。なお、上記形状は一例であり、テーパ形状を一段以上の段差形状とすることにより開口面積が厚み方向に変動するよう構成してもよい。
【０１０９】
本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成要素には、共通符号を付している。このダイヤフラム装置１は、第一実施形態又は第二実施形態で例示した製造方法により製造できる。
【０１１０】
（第四実施形態）
図１３に示すように、第四実施形態では、第一実施形態と同様に、マイクロバルブからなるダイヤフラム装置１を示す。ただし、本実施形態に係るダイヤフラム装置１では、基材４の第一開口中空部７が、基材４の上面４ａから下面４ｂまで厚み方向に貫通する。つまり、基材４は、第一貫通孔８及び第二貫通孔９を備えていない。
【０１１１】
第一流路１２及び第二流路１３は、流路基板３の内部に形成されており、第一流路１２及び第二流路１３の一端部が、第一開口中空部７に直接連通している。
【０１１２】
本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成要素には、共通符号を付している。このダイヤフラム装置１は、第一実施形態又は第二実施形態で例示した製造方法により製造できる。
【０１１３】
（第五実施形態）
図１４に示すように、第五実施形態では、第一実施形態と同様に、マイクロバルブからなるダイヤフラム装置１を示す。ただし、本実施形態に係るダイヤフラム装置１の基材４は、内部に第一流路１２と第二流路１３とを備え、流路基板３を兼ねた構造となっている。つまり、ダイヤフラム装置１は、基材４と別体の流路基板３を備えていない。
【０１１４】
本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成要素には、共通符号を付している。このダイヤフラム装置１は、第一実施形態又は第二実施形態で例示した製造方法により製造できる。
【０１１５】
（第六実施形態）
図１５は、本発明の第六実施形態を示す。本実施形態では、ダイヤフラム装置１としてダイヤフラムポンプを例示する。
【０１１６】
本実施形態に係るダイヤフラム装置１は、第一開口中空部７に流体を流入させる第一流路１２と、第一開口中空部７からの流体を流出させる第二流路１３とを含む。第一流路１２及び第二流路１３は、流路基板３に形成されている。第一流路１２及び第二流路１３は、基材４に設けられた第一貫通孔８及び第二貫通孔９を介して第一開口中空部７に連通している。
【０１１７】
第一流路１２は、第一逆止弁２２を備える。第一逆止弁２２は、第一流路１２から第一開口中空部７に流入する流体が第一流路１２に逆流しないように、第一流路１２を閉塞する。
【０１１８】
第二流路１３は、第二逆止弁２３を備える。第二逆止弁２３は、第二流路１３から流出する流体が第一開口中空部７に逆流しないように、第二流路１３を閉塞する。
【０１１９】
第一開口中空部７は、ダイヤフラム６の変形により第一流路１２から流入した流体を第二流路１３に圧送するように構成される。本実施形態において、ダイヤフラム６は、第一開口中空部７及び第二開口中空部１０の間で変形することにより、第一開口中空部７の容積を変化させると共に、第一開口中空部７の流体を第二流路１３に圧送する駆動体として機能する。
【０１２０】
第一貫通孔８及び第二貫通孔９を有する基材４と、第一流路１２及び第二流路１３を有する流路基板３との接合部分には、第一逆止弁２２及び第二逆止弁２３を収容する弁収容部２４，２５が形成されている。
【０１２１】
本実施形態に係るダイヤフラム装置１は、ダイヤフラム６の変形により、流体の吸込工程と、吐出工程とを交互に実行する。
【０１２２】
吸込工程において、ダイヤフラム６は、第一開口中空部７の容積を増大させるように変形する（図１５において一点鎖線で示す）。これにより、ダイヤフラム装置１は、第二逆止弁２３が第二流路１３を閉塞した状態で、第一逆止弁２２による第一流路１２の閉塞を解除し、流体を第一流路１２から第一開口中空部７へと流入させる。
【０１２３】
吐出工程において、ダイヤフラム６は、第一開口中空部７の容積を減少させるように変形する（図１５において二点鎖線で示す）。これにより、ダイヤフラム装置１は、第一逆止弁２２が第一流路１２を閉塞した状態で、第二逆止弁２３による第二流路１３の閉塞を解除し、第一開口中空部７内の流体を、第二流路１３を通じてダイヤフラム装置１の外部に流出させる。
【０１２４】
本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成要素には、共通符号を付している。本実施形態に係るダイヤフラム装置１は、第一実施形態又は第二実施形態で例示した製造方法により製造できる。
【０１２５】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１２６】
上記の実施形態では、ＭＥＭＳに使用され得る小型のダイヤフラム装置１を例示したが、本発明は、これに限定されず、他の各種機械に使用される流体制御システムに適用可能である。
【０１２７】
上記の実施形態では、接合工程において、カバー材５側又は元カバー材２０側からレーザ光Ｌを照射する例を示したが、本発明は、これに限定されず、基材４側又は元基材１９側からレーザ光Ｌを照射してもよい。
【０１２８】
上記の実施形態に示すカバー材５の形状は一例であり、例えば、基材４と同様形状の部材を上下反転させてカバー材５として用いても良い。
【０１２９】
上記の実施形態では、カバー材５を備えたダイヤフラム構成体２及びダイヤフラム装置１を説明したが、カバー材５は省略してもよい。この場合、例えば、溶融固化部１１は、基材４の上面４ａ近傍とダイヤフラム６の下面６ｂ近傍とに連続的に跨るように形成される。溶融固化部１１は、ダイヤフラム６側からレーザ光を照射して形成してもよいし、基材４をガラス部材で構成する場合には、基材４側からレーザ光を照射して形成してもよい。
【０１３０】
上記の実施形態では、ダイヤフラム装置１に使用されるダイヤフラム構成体２を説明したが、このダイヤフラム構成体２と同様の構成を備えたガラス構造体は、例えば、培養容器など、ダイヤフラム装置以外の用途にも利用可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１      ダイヤフラム装置
２      ダイヤフラム構成体
３      流路基板
４      基材
５      カバー材
６      ダイヤフラム
７      第一開口中空部
８      第一貫通孔
９      第二貫通孔
１０    第二開口中空部
１１    溶融固化部
１２    第一流路
１３    第二流路
Ｌ      レーザ光
【図１】
2020183794.tif 000003
【図２】
2020183794.tif 000004
【図３】
2020183794.tif 000005
【図４】
2020183794.tif 000006
【図５】
2020183794.tif 000007
【図６】
2020183794.tif 000008
【図７】
2020183794.tif 000009
【図８】
2020183794.tif 000010
【図９】
2020183794.tif 000011
【図１０】
2020183794.tif 000012
【図１１】
2020183794.tif 000013
【図１２】
2020183794.tif 000014
【図１３】
2020183794.tif 000015
【図１４】
2020183794.tif 000016
【図１５】
2020183794.tif 000017