(57)【要約】【課題】小型化および駆動電圧の低電圧化を図りながらも高圧の流体に対応可能なマイクロバルブを提供する。【解決手段】弁口１１、流入口１２が貫設されたベース基板１０と、矩形枠状のフレーム２１、弁体２３、フレーム２１と弁体２３とを連結する撓み部２２を一体に有するマイクロ構造体２０とを備える。撓み部２２には、固定電極支持基板３０に設けた固定電極３１に対向する可動電極２４が設けてある。流入口１２を通して第２室に導入された流体の流体圧によって圧力伝達手段たる圧力伝達部２８が撓んで弁体２３が弁口１１を閉止する向きの力が作用しており、両電極２４，３１に電圧が印加されていない状態では弁体２３によって弁口１１が閉止され、両電極２４，３１間に電圧を印加することで静電力により可動電極２４が固定電極３１に当接するように撓み部２２が撓んで弁口１１が開放される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁口が厚み方向に貫設されたベース基板と、前記ベース基板の一表面に固着された枠状のフレームおよび前記フレームの内側に配置され前記弁口を開閉する弁体および前記フレームと前記弁体とを連結するダイヤフラム状の撓み部を一体に有する半導体材料からなるマイクロ構造体と、前記撓み部における前記弁体とは反対側の面に配設され前記弁体を静電力により前記厚み方向へ変位させるための可動電極と、前記マイクロ構造体における前記ベース基板とは反対側で前記フレームに固着され且つ前記可動電極に対向する固定電極が設けられた固定電極支持基板とを備え、前記マイクロ構造体と前記ベース基板との間に前記弁口を通して外部と連通する流体空間が形成され、少なくとも前記マイクロ構造体と前記ベース基板とで構成されて前記流体空間を外部と隔てる第１の隔壁に流体の流入口が形成され、少なくとも前記マイクロ構造体と前記固定電極支持基板とで構成される第２の隔壁により囲まれた閉鎖空間に受圧媒体が封入され、前記第２の隔壁の一部に、前記流体空間に流入した流体の流体圧を受けて前記閉鎖空間の容積が縮小するように変形することで前記撓み部へ前記ベース基板に近づく向きの圧力を作用させる圧力伝達手段が設けられてなることを特徴とするマイクロバルブ。
【請求項２】
前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記第１室と前記第２室とを連通させる連通部が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項３】
前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記圧力伝達手段は、前記マイクロ構造体において前記閉鎖空間と前記第２室とを隔てる部位に設けられてなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項４】
前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流通口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記ベース基板は、前記第１室に連通する流通口が前記弁口から離間して前記厚み方向に貫設されてなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項５】
前記流入口が前記固定電極支持基板に設けられ、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記第１室と前記第２室とを連通させる第１の連通部が形成され、前記フレームに厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、前記フレームに前記貫通孔と前記第２室とを連通させる第２の連通部が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項６】
前記流入口が前記ベース基板に設けられ、前記固定電極支持基板には流通口が厚み方向に貫設され、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記フレームに厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるとともに、前記フレームに前記貫通孔と前記第１室とを連通させる第１の連通部が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項７】
前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記第１室と前記第２室とを連通させる連通部が形成され、前記中間フレームが前記第１室を全周にわたって囲むように形成され、前記圧力伝達手段が前記中間フレームを全周にわたって囲むように形成されてなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項８】
前記圧力伝達手段は、平板状に形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のマイクロバルブ。
【請求項９】
前記圧力伝達手段は、断面コルゲート板状に形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のマイクロバルブ。
【請求項１０】
前記圧力伝達手段は、前記厚み方向において前記固定電極支持基板よりも前記ベース基板に近い側に設けられてなることを特徴とする請求項８または請求項９記載のマイクロバルブ。
【請求項１１】
前記圧力伝達手段は、金属材料からなることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載のマイクロバルブ。
【請求項１２】
前記流入口は、前記ベース基板に形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のマイクロバルブ。
【請求項１３】
前記圧力伝達手段は、前記マイクロ構造体の一部であって前記厚み方向を含む一平面に沿って形成された薄肉部よりなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項１４】
前記固定電極支持基板が前記第１の隔壁および前記第２の隔壁それぞれの一部を構成し、前記流入口が前記固定電極支持基板に設けられ、前記圧力伝達手段が前記第２の隔壁の一部を兼ねてなることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項１５】
前記圧力伝達手段は、弾性力を有する有機薄膜からなることを特徴とする請求項１４記載のマイクロバルブ。
【請求項１６】
前記圧力伝達手段は、金属薄膜からなることを特徴とする請求項１４記載のマイクロバルブ。
【請求項１７】
前記固定電極支持基板が前記第１の隔壁および前記第２の隔壁それぞれの一部を構成し、前記流入口が前記固定電極支持基板に設けられ、前記固定電極支持基板において前記撓み部との間に形成される空間に対応する部位に貫通孔が貫設され、前記流入口の周部に固着された流路管と、前記流路管から分岐され前記固定電極支持基板における前記貫通孔の周部に固着されるチューブとを備え、前記圧力伝達手段は、前記チューブ内に設けられて前記第２の隔壁の一部を兼ねることを特徴とする請求項１記載のマイクロバルブ。
【請求項１８】
前記受圧媒体は、不活性ガスからなることを特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載のマイクロバルブ。
【請求項１９】
前記受圧媒体は、電気絶縁性を有する液体からなることを特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載のマイクロバルブ。
【請求項２０】
前記マイクロ構造体は、前記弁体における前記ベース基板との対向面に受圧面積を増大させるための凹部が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項１９のいずれかに記載のマイクロバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流れを制御するマイクロバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、マイクロエレクトロニクス分野や医療用のエレクトロニクス分野などにおいて、微量な流体の流れを制御するポンプとして、シリコン基板のような半導体基板をマイクロマシンニング技術により加工して形成したマイクロ構造体を用いたマイクロバルブが各所で研究開発されている。この種のマイクロバルブとしては、例えば積層型ピエゾアクチュエータを一体化したものが提案されている（例えば、特許文献１）。上記特許文献１に開示されているマイクロバルブは、ガラス基板からなるベース基板に２つの弁口を設けるとともに、マイクロ構造体に２つの弁体を設け、ベース基板におけるマイクロ構造体との対向面側で両弁体間の部位に流体センサを集積化したものであって、小型であり微小流量を高速に精度良く制御することができるという特徴があり、特に、圧力が低く微量な流体を制御する用途に適している。
【０００３】
また、マイクロバルブとしては、マイクロ構造体に形成したダイヤフラムを静電引力を利用して駆動する静電型アクチュエータが一体化されたものも提案されている。このような静電型アクチュエータが一体化されたマイクロバルブでは、流体の圧力（流体圧）に打ち勝ってダイヤフラムを駆動する必要がある。しかしながら、マイクロバルブの小型化を図る場合、アクチュエータも小型化する必要があるので、アクチュエータの駆動力が小さくなってしまい、流体圧の低い流体の制御にしか適応できなかった。したがって、流体としてガスを採用する場合には流体圧を低圧にしなければならないし、流体としてガスに比べて粘性抵抗がはるかに大きな液体を採用する場合には、流体圧を更に低圧にしなければならず、適用できない場合もあり得る。
【０００４】
一方、流体圧の高い流体に適用できるように上述の積層型ピエゾアクチュエータにおける駆動力を大きくしようとすると、印加電圧を数１０Ｖ以上にする必要がある。しかしながら、数Ｖレベルの電圧しか発生させることができない電池（例えば、燃料電池など）のような電源を採用するには昇圧回路を必要とし、消費電力が増加してしまう。
【０００５】
また、流体圧の高い流体に適用可能なマイクロバルブとして、厚み方向に離間した２つのダイヤフラム（プレート）を設けるとともに両ダイヤフラムの中央部同士を柱体で連結したマイクロ構造体を用いたものが提案されている（非特許文献１）。ここに、非特許文献１に開示されたマイクロバルブでは、両ダイヤフラム間に流体が流入するようにして圧力バランスをとり、より高圧の流体に対応できるようにしている。しかしながら、上記非特許文献１に開示されたマイクロバルブは、弁口の開閉時に圧力バランスが崩れてしまうという不具合や、マイクロ構造体を形成するにあたって２枚のシリコン基板を接合しなければならず、製造プロセスが複雑で製造コストが高くなってしまうという不具合があった。
【０００６】
また、近年では、高圧の流体に対応可能としたマイクロバルブとして、図３５および図３６に示すように、弁口１１を形成したガラス製のベース基板１０と、ベース基板１１の一表面（図３５における上面）側に固着される構造体であって上記一表面から離間したダイヤフラム２２およびダイヤフラム２２から突出し弁口１１を開閉する弁体２３を一体に有する半導体材料からなるマイクロ構造体２０と、ダイヤフラム２２を駆動するアクチュエータたる圧電ユニモルフ９０とを備えた構成のものが提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
ここにおいて、特許文献２のマイクロバルブにおけるマイクロ構造体２０は、マイクロマシンニング技術によりシリコン基板を加工することで形成されており、ベース基板１０の上記一表面に固着される枠状のフレーム２１と、フレーム２１の内側領域を占める上記ダイヤフラム２２と、ダイヤフラム２２におけるベース基板１０との対向面から突出し弁口１１を開閉する上記弁体２３とを一体に備えている。また、圧電ユニモルフ９０は、ダイヤフラム２２におけるベース基板１０との対向面とは反対側の面に貼着されたステンレスもしくは青銅からなる薄板状の弾性体９１と、弾性体９１に貼着された圧電素子９２とで構成されている。なお、弾性体９１および圧電素子９２の厚さ寸法はいずれも０．１ｍｍ程度に設定してある。
【０００８】
ところで、特許文献２に開示されたマイクロバルブは、図３５に示すように、弁体２３が弁口１１を閉止した状態においてベース基板１０の弁口１１の周部を弁体２３が押圧する押圧力を発生するように、弁体２３の厚さ寸法とダイヤフラム２２の厚さ寸法との合計寸法をフレーム２１の厚さ寸法よりもやや大きく設定してある。言い換えれば、弁体２３におけるベース基板１０との対向面は、フレーム２１におけるベース基板１０との対向面を含む仮想平面に対してオフセットを設けてある。したがって、マイクロ構造体２０とベース基板１０とを重ねて固着すると、弁体２３がベース基板１０により押し上げられることになり、ダイヤフラム２２がベース基板１０から離れる向きに膨らんだ形となって、弁体２３がベース基板１０の弁口１１の周部を所定の押圧力で押圧することになる。
【０００９】
上記特許文献２に開示されたマイクロバルブでは、クローズ時に流体がダイヤフラム２２を押し上げる圧力よりも、上記オフセットに起因して弁体２３がベース基板１０における弁口１１の周部を押圧する圧力を高くすれば、圧電ユニモルフ９０に電圧を印加しない状態で弁体２３が弁口１１を閉止した状態となるので、ノーマリクローズ型のバルブとして使用することができる。
【００１０】
また、上記特許文献２に開示されたマイクロバルブは、弁体２３により弁口１１を閉止した状態で流体が漏れるのを防ぐために、ベース基板１０における弁体２３との対向面に環状の凹溝１８を設け、当該凹溝１８に弁体２３の先端面と当接するシール部材１９を配設しておき、ボディ８１とカバー８２とからなるハウジング８０内にベース基板１０とマイクロ構造体２０とを重ね合わせた形で収納することによりマイクロ構造体２０をベース基板１０に押し付けて、マイクロ構造体２０とベース基板１０およびハウジング８０とを固着する。ここに、マイクロ構造体２０とベース基板１０およびハウジング８０とを密着固定するための接合材としては接着剤や半田を用いることが考えられるが、接着剤を用いる場合には、上記シール部材１９の耐熱温度よりも硬化温度の低い接着剤を選ぶ必要があり、半田を用いる場合には、上記シール部材１９の耐熱温度よりも溶融温度が低い半田を選ぶ必要がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−９５７４５号公報（第２頁−第３頁、図１）
【特許文献２】
特開平７−１５８７５７号公報（第３頁−第４頁、図１）
【非特許文献１】
Ｍｉｃｈａｅｌ  Ａ．Ｈｕｆｆ，ｅｔ  ａｌ、「Ｆｌｏｗ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｂａｌａｎｃｅｄ  Ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ」，Ｔｈｅ  ７ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｉｏｎ，ｐ９８−１０１
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献２に開示されたマイクロバルブは、ダイヤフラム２２に圧電ユニモルフ９０が積層されているので、圧電ユニモルフ９０の厚さ寸法とダイヤフラム２２の厚さ寸法と弁体２３の厚さ寸法との合計寸法に対するフレーム２１の厚さ寸法を適宜調整することによって、高圧の流体に対応することができる。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献２に開示されたマイクロバルブでは、圧電ユニモルフ９０が弾性体９１と堅牢な材料からなる圧電素子９２とで構成されているので、弁体２３のストロークを大きくする（つまり、圧電ユニモルフ９０が積層されたダイヤフラム２２の変形量を大きくする）ためには、かなり大きな駆動力が必要となる。実際、圧電ユニモルフ型のアクチュエータを用いたマイクロバルブにおいてアクチュエータに適切な駆動力を発生させるためには、一般的に数１０Ｖ〜数１００Ｖの電圧を印加しなければならず、容量が大きな電源や昇圧回路などが必要なので、全体としてのサイズが非常に大きくなってしまう。このため、数１０Ｖ以下の電源を用いる小型の電子機器には、圧電ユニモルフ型のアクチュエータを用いたマイクロバルブは適用し難く、特に小型で軽量であることが要求される携帯機器には採用できないのが現状である。
【００１４】
また、圧電ユニモルフ９０をダイヤフラム２２上の所定位置に精度良く貼り合わせることが困難で、最新型の実装貼り合わせ機を用いたとしても±５０μｍの精度しか出せない。また、ベース基板１０の凹溝１８にシール部材１９を貼り付ける工程も同様で、±５０μｍレベルの位置合わせ精度しか出せない。
【００１５】
また、上記特許文献２に開示されたマイクロバルブでは、ダイヤフラム２２上に圧電ユニモルフ９０を積層したマイクロ構造体２０をハウジング８０で押し付けながらベース基板１０と接着する場合、接着剤や半田などの接合材はマイクロ構造体２０のフレーム２１をベース基板１０およびハウジング８０に密着固定することで押し潰されるので、その厚さの精度が±１０μｍレベルであって管理が難しく、弁体２３のストローク量（変位）をμｍオーダで調整できないという不具合があった。また、ハウジング８０で押し付けながらマイクロ構造体２０を密着固定する組立方法は、自動化が極めて困難で、ダイヤフラム２２の撓みにより位置ずれが発生し、位置合わせ精度が悪くなる。また、個々のチップに対し、１個ずつこのような組み立てを行わなければならないので、製造コストが高く生産性が非常に悪いという不具合があった。
【００１６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、小型化および駆動電圧の低電圧化を図りながらも高圧の流体に対応可能なマイクロバルブを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、弁口が厚み方向に貫設されたベース基板と、前記ベース基板の一表面に固着された枠状のフレームおよび前記フレームの内側に配置され前記弁口を開閉する弁体および前記フレームと前記弁体とを連結するダイヤフラム状の撓み部を一体に有する半導体材料からなるマイクロ構造体と、前記撓み部における前記弁体とは反対側の面に配設され前記弁体を静電力により前記厚み方向へ変位させるための可動電極と、前記マイクロ構造体における前記ベース基板とは反対側で前記フレームに固着され且つ前記可動電極に対向する固定電極が設けられた固定電極支持基板とを備え、前記マイクロ構造体と前記ベース基板との間に前記弁口を通して外部と連通する流体空間が形成され、少なくとも前記マイクロ構造体と前記ベース基板とで構成されて前記流体空間を外部と隔てる第１の隔壁に流体の流入口が形成され、少なくとも前記マイクロ構造体と前記固定電極支持基板とで構成される第２の隔壁により囲まれた閉鎖空間に受圧媒体が封入され、前記第２の隔壁の一部に、前記流体空間に流入した流体の流体圧を受けて前記閉鎖空間の容積が縮小するように変形することで前記撓み部へ前記ベース基板に近づく向きの圧力を作用させる圧力伝達手段が設けられてなることを特徴とする。この請求項１の発明の構成によれば、前記可動電極と前記固定電極との間に適宜電圧を印加すれば前記可動電極と前記固定電極との間に静電力が作用して前記可動電極が前記固定電極に当接するように前記撓み部が撓んで前記弁口が開放されるから、小型化および低電圧化を図ることができ、しかも、前記圧力伝達手段が前記流体空間に流入した流体の流体圧を受けて前記閉鎖空間の容積を縮小するように変形して前記撓み部へ前記ベース基板に近づく向きの圧力を作用させるので、前記撓み部が流体から直接受ける圧力である流体圧と前記受圧媒体から受ける圧力とのバランスをとることが可能となり、前記可動電極と前記固定電極との間に電圧を印加していないときに流体の流体圧によって前記撓み部が押し上げられて弁口が開くのを防止することができるから、流体圧の高い流体に適用することができる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記第１室と前記第２室とを連通させる連通部が形成されてなることを特徴とする。この請求項２の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段が前記流入口から導入された流体の流体圧を受けて前記撓み部へ前記ベースに近づく向きの圧力を作用させることになる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記圧力伝達手段は、前記マイクロ構造体において前記閉鎖空間と前記第２室とを隔てる部位に設けられてなることを特徴とする。この請求項３の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段が前記流入口から導入された流体の流体圧を受けて前記撓み部へ前記ベースに近づく向きの圧力を作用させることになる。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流通口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記ベース基板は、前記第１室に連通する流通口が前記弁口から離間して前記厚み方向に貫設されてなることを特徴とする。この請求項４の発明の構成によれば、前記弁口と前記第１室と前記流通口とで流体の流路が形成されることになるので、前記撓み部において前記第１室側から受ける圧力と前記圧力伝達手段によって前記閉鎖空間側から受ける圧力とを別々に調整することができる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記流入口が前記固定電極支持基板に設けられ、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記第１室と前記第２室とを連通させる第１の連通部が形成され、前記フレームに厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、前記フレームに前記貫通孔と前記第２室とを連通させる第２の連通部が形成されてなることを特徴とする。この請求項５の発明の構成によれば、前記弁口を開くことにより、前記貫通孔を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記流入口が前記ベース基板に設けられ、前記固定電極支持基板には流通口が厚み方向に貫設され、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記フレームに厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるとともに、前記フレームに前記貫通孔と前記第１室とを連通させる第１の連通部が形成されてなることを特徴とする。この請求項６の発明の構成によれば、前記弁口を開くことにより、前記流通口を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記マイクロ構造体は、前記流体空間を前記弁口に連通する第１室と前記流入口に連通する第２室とに分ける中間フレームを一体に備え、前記第１室と前記第２室とを連通させる連通部が形成され、前記中間フレームが前記第１室を全周にわたって囲むように形成され、前記圧力伝達手段が前記中間フレームを全周にわたって囲むように形成されてなることを特徴とする。この請求項７の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段における前記流体空間側および前記閉鎖空間側それぞれの面積を大きくすることができる。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記圧力伝達手段は、平板状に形成されてなることを特徴とする。この請求項８の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段をマイクロマシンニング技術により容易に形成することができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記圧力伝達手段は、断面コルゲート板状に形成されてなることを特徴とする。この請求項９の発明の構成によれば、請求項８の発明に比べて前記圧力伝達手段を撓みやすくすることができる。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項８または請求項９の発明において、前記圧力伝達手段は、前記厚み方向において前記固定電極支持基板よりも前記ベース基板に近い側に設けられてなることを特徴とする。この請求項１０の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段の撓みを大きくすることが可能となり、より高い流体圧の流体に適用可能となる。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項８ないし請求項１０の発明において、前記圧力伝達手段は、金属材料からなることを特徴とする。この請求項１１の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段をマイクロマシンニング技術によって容易に形成することが可能となる。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１の発明において、前記流入口は、前記ベース基板に形成されてなることを特徴とする。この請求項１２の発明の構成によれば、前記流入口と前記弁口とを前記ベース基板に同時に形成することができ、製造が容易になるとともに、前記流入口と前記弁口との相対位置の管理が容易になる。
【００２９】
請求項１３の発明は、請求項１の発明において、前記圧力伝達手段は、前記マイクロ構造体の一部であって前記厚み方向を含む一平面に沿って形成された薄肉部よりなることを特徴とする。この請求項１３の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段をマイクロマシンニング技術によって容易に形成することが可能となる。
【００３０】
請求項１４の発明は、請求項１の発明において、前記固定電極支持基板が前記第１の隔壁および前記第２の隔壁それぞれの一部を構成し、前記流入口が前記固定電極支持基板に設けられ、前記圧力伝達手段が前記第２の隔壁の一部を兼ねてなることを特徴とする。この請求項１４の発明の構成によれば、前記弁口を開くことにより、前記流入口を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができ、また、前記圧力伝達手段をマイクロ構造体と一体に形成する場合に比べて製造が容易になる。
【００３１】
請求項１５の発明は、請求項１４の発明において、前記圧力伝達手段は、弾性力を有する有機薄膜からなることを特徴とする。この請求項１５の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段の弾性特性を適宜設定することが可能となる。
【００３２】
請求項１６の発明は、請求項１４の発明において、前記圧力伝達手段は、金属薄膜からなることを特徴とする。この請求項１６の発明の構成によれば、前記圧力伝達手段の弾性特性を適宜設定することが可能となる。
【００３３】
請求項１７の発明は、請求項１の発明において、前記固定電極支持基板が前記第１の隔壁および前記第２の隔壁それぞれの一部を構成し、前記流入口が前記固定電極支持基板に設けられ、前記固定電極支持基板において前記撓み部との間に形成される空間に対応する部位に貫通孔が貫設され、前記流入口の周部に固着された流路管と、前記流路管から分岐され前記固定電極支持基板における前記貫通孔の周部に固着されるチューブとを備え、前記圧力伝達手段は、前記チューブ内に設けられて前記第２の隔壁の一部を兼ねることを特徴とする。この請求項１７の発明の構成によれば、前記弁口を開くことにより、前記流入口を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができる。
【００３４】
請求項１８の発明は、請求項１ないし請求項１７の発明において、前記受圧媒体は、不活性ガスからなることを特徴とする。この請求項１８の発明の構成によれば、開閉動作が安定するとともに信頼性が向上する。
【００３５】
請求項１９の発明は、請求項１ないし請求項１７の発明において、前記受圧媒体は、電気絶縁性を有する液体からなることを特徴とする。この請求項１９の発明の構成によれば、開閉動作が安定するとともに信頼性が向上する。
【００３６】
請求項２０の発明は、請求項１ないし請求項１９の発明において、前記マイクロ構造体は、前記弁体における前記ベース基板との対向面に受圧面積を増大させるための凹部が形成されてなることを特徴とする。この請求項２０の発明の構成によれば、前記凹部の形状や寸法を調整することで前記弁口を通して前記弁体にかかる圧力を調整することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本実施形態のマイクロバルブについて図１ないし図８を参照しながら説明する。なお、後述の撓み部２２などについては変形量を誇張して記載している。
【００３８】
本実施形態のマイクロバルブは、弁口１１が厚み方向に貫設されたガラス製のベース基板１０と、ベース基板１０の厚み方向の一表面（図１における上面）側に固着された半導体材料（本実施形態では、シリコン）からなるマイクロ構造体２０とを備えている。ここにおいて、マイクロ構造体２０は、ベース基板１０の上記一表面に固着された矩形枠状のフレーム２１（図５、図６参照）と、フレーム２１の内側に配置され弁口１１を開閉するように上記厚み方向に変位可能な弁体２３と、フレーム２１と弁体２３とを連結するダイヤフラム状の撓み部２２とを一体に有している。つまり、弁体２３は撓み部２２を介してフレーム２１に支持されている。また、マイクロ構造体２０の弁体２３は、撓み部２２におけるベース基板１０との対向面から弁口１１へ向かって突出している。
【００３９】
ベース基板１０における弁口１１は、後述の流入口１２と同時に、サンドブラスト法やフッ酸系の薬液によるエッチングによって形成している。
【００４０】
マイクロ構造体２０は、シリコン基板からなる半導体基板をマイクロマシンニング技術により加工することで形成してあり、具体的には、リソグラフィ技術、アルカリ系溶液を用いた異方性エッチングや深堀加工が可能なドライエッチング装置を用いたドライエッチングのようなエッチング技術などを利用して、フレーム２１および撓み部２２および弁体２３を形成している。ここに、撓み部２２の厚さ寸法は、例えば、数μｍ〜２０μｍの範囲で設定すればよい。また、ベース基板１０としてはシリコンと熱膨張係数が略等しく且つ耐熱性を有するパイレックス（登録商標）を採用すればよい。
【００４１】
ところで、本実施形態のマイクロバルブでは、マイクロ構造体２０のフレーム２１とベース基板１０とを接着剤や半田などの接合材を用いることなく陽極接合により固着しているので、弁体２３のストローク量の管理が容易になる。ただし、本実施形態では、マイクロ構造体２０のフレーム２１とベース基板１０とを陽極接合により固着する際に弁体２３がベース基板１０における弁口１１の周部に接合されないように、弁口１１の周部に金属材料（例えば、アルミニウムなど）からなる接合防止膜（図示せず）を形成してある。なお、陽極接合の条件は、マイクロ構造体とベース基板１０とを重ね合わせて、マイクロ構造体２０を陽極（正極）側、ベース基板１０を陰極（負極）側として３５０℃〜５００℃に加熱した状態で３００〜１０００Ｖの電圧を印加する。
【００４２】
本実施形態では、上記接合防止膜の膜厚を１μｍに設定してあるが、この膜厚は特に限定するものではない。ここに、弁体２３とベース基板１０における弁口１１の周部との接合を防止する手段としては、弁体２３におけるベース基板１０との対向面に絶縁膜（例えば、膜厚が１５０ｎｍ以上のシリコン窒化膜、膜厚が５００ｎｍ以上のシリコン酸化膜、膜厚が５０ｎｍ以上のアルミナ薄膜など）からなる接合防止膜を設けるようにしてもよいし、ベース基板１０における弁口１１の周部をサンドブラスト法などによって粗面化して接合防止部を設けるようにしてもよいし、弁体２３にベース基板１０における弁口１１の周部に当接する複数の微小突起からなる接合防止部を設けるようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施形態のマイクロバルブは、対向配置される一対の電極間に作用する静電力によって弁体２３をベース基板１０の厚み方向に変位させるものであって、上記一対の電極の一方を構成する可動電極２４が撓み部２２における弁体２３とは反対側に形成され、マイクロ構造体２０のフレーム２１にベース基板１０とは反対側で固着されるガラス製の固定電極支持基板３０に上記一対の電極の他方を構成する固定電極３１が設けられている。ここに、固定電極支持基板３０としてはシリコンと熱膨張係数が略等しく且つ耐熱性を有するパイレックス（登録商標）を採用すればよい。なお、弁体２３によって弁口１１を閉止した状態において可動電極２４と固定電極３１との間に形成されるギャップは、数μｍ程度に設定してあるが、本実施形態では、マイクロ構造体２０のフレーム２１と固定電極支持基板３０とを接着剤や半田などの接合材を用いることなく陽極接合により固着しているので、上記ギャップを高精度に制御することができる。
【００４４】
ここにおいて、本実施形態のマイクロバルブは、両電極２４，３１間にそれぞれ接続された後述のパッド２６ａ，２６ｂを介して両電極２４，３１間に電圧を印加していない状態では図１に示すように弁口１１が弁体２３により閉止され、両電極２４，３１間に規定電圧以上の電圧を印加すると図２に示すように弁体２３が弁口１１から離れる向きに変位して弁口１１が開放されるノーマリクローズ型のマイクロバルブを構成している。つまり、弁体２３の先端面（図１における下面）が弁口１１を塞ぐ閉止面になる。なお、本実施形態では、撓み部２２の厚さ寸法と弁体２３の厚さ寸法と上記接合防止膜の厚さ寸法の合計寸法がフレーム２１の厚さ寸法と等しくなるように弁体２３の厚さ寸法を設定してある。
【００４５】
可動電極２４は、アルミニウム、ニッケル、チタン、タングステン、金などの金属薄膜により構成されており、フレーム２１の一表面側に露出した上記パッド２６ａに拡散配線からなる配線２５ａを介して電気的に接続されている。なお、可動電極２４は、例えば、撓み部２２において固定電極支持基板３０側の表面の中央部に形成した凹部を埋めこむように例えばスパッタ法や蒸着法などによって形成すればよいが、凹部を設けずに撓み部２２の表面に積層するようにしてもよいし、ｐ形またはｎ形不純物を高濃度にドーピングした導電体領域としてもよい。
【００４６】
一方、固定電極３１は、アルミニウム、ニッケル、チタン、タングステン、金などの金属薄膜により構成されており、フレーム２１の上記一表面側に露出した上記パッド２６ｂに電気的に接続されている。ここに、固定電極３１と上記パッド２６ｂとは、固定電極支持基板３０におけるマイクロ構造体２０との対向面側に配設された金属配線からなる配線３２（図３および図７参照）およびマイクロ構造体２０のフレーム２１の上記一表面側に形成された拡散配線からなる配線２５ｂを介して電気的に接続されている。配線３２と固定電極３１とは同じ金属材料により形成してある。ただし、配線３２と配線２５ｂとは、固定電極支持基板３０において配線３２の一端部に設けたコンタクト部３３と、マイクロ構造体２０のフレームにおいて配線２５ｂの一端部に設けた軟らかい金属材料からなるコンタクト部２７とが固定電極支持基板３０とマイクロ構造体２０との陽極接合時に圧接して電気的に接続される。なお、マイクロ構造体２０側のコンタクト部２７を例えば凸状に形成し、固定電極支持基板３０とマイクロ構造体２０とを接合するときにコンタクト部２７が固定電極支持基板３０側のコンタクト部３３に埋め込まれるようにしても電気的接続の信頼性を高めるようにしてもよい。また、図１中のベース基板１０は図４に示した平面図におけるＡ−Ａ’断面を、図１中のマイクロ構造体２０は図５、図６それぞれにおけるＡ−Ａ’断面を、図１中の固定電極支持基板３０は図７におけるＡ−Ａ’断面を示している。一方、図３中のマイクロ構造体２０は図５におけるＢ−Ｂ’断面を示している。
【００４７】
固定電極３１は、例えば、スパッタ法、蒸着法、めっき法などによって形成すればよい。また、各配線２５ａ，２５ｂは、例えば、マイクロ構造体２０の基材となるシリコン基板に高濃度のｐ形不純物（例えば、ボロン）を拡散することによって形成すればよい。また、各パッド２６ａ，２６ｂの材料としては、例えば、アルミニウムや、アルミニウムとシリコンとの合金を採用すればよい。また、配線３２は、上述のように金属配線により構成されているが、固定電極支持基板３０におけるマイクロ構造体２０との対向面に溝を形成して当該溝に配線３２をスパッタ法などによって埋め込むようにすれば、配線３２の表面と固定電極支持基板３０におけるマイクロ構造体２０との対向面とを同一平面上に揃えることが可能となる。
【００４８】
ところで、本実施形態のマイクロバルブでは、固定電極支持基板３０が矩形板状に形成されており、固定電極支持基板３０とマイクロ構造体２０のフレーム２１とを陽極接合することによって、固定電極支持基板３０とマイクロ構造体２０との間に閉鎖空間５０が形成されている。ここに、閉鎖空間には気体（例えば、窒素、アルゴン、キセノン、ヘリウムなどの不活性ガスや空気など）若しくは液体（例えば、フロリナート、シリコーンオイル、フレオン、シリコーンゲルなど）からなる受圧媒体が封入されている。ここに、受圧媒体として用いる液体として電気絶縁性を有するものが好ましく、導電性を示すものや分極したり帯電したりするものは好ましくない。これは、本実施形態のマイクロバルブでは、弁体２３によって弁口１１を閉じた状態において可動電極２４と固定電極３１との間に形成されるギャップが数μｍ程度であり、両電極２４，３１間に導電性の物質やイオンなどが挟まると、静電気力による弁体２３の駆動に支障をきたす恐れがあるからである。また、受圧媒体として気体を採用する場合には、不活性ガスを用いた方が空気を用いた場合よりも長期的な信頼性が向上し安定した開閉動作が得られる。
【００４９】
また、本実施形態のマイクロバルブでは、ベース基板１０とマイクロ構造体２０との間に弁口１１を通して外部と連通する流体空間４０が形成されており、ベース基板１０には厚み方向に貫通し上記流体空間４０へ流体を導入可能とする流入口１２が弁口１１と離間して形成されており、弁体２３を弁口１１から離れる向きに変位させることによって、弁口１１と流体空間４０と流入口１２とが連通し流体の流路を構成する。ここに、本実施形態では、ベース基板１０とマイクロ構造体２０とで上記流体空間４０を外部と隔てる第１の隔壁を構成しており、第１の隔壁に流入口１２が形成されている。なお、流入口１２は、弁口１１と同様に、サンドブラスト法、ドライエッチング、フッ酸などの薬液を用いたウェットエッチング、超音波ホーンを用いた超音波加工などにより容易に形成できる。
【００５０】
ところで、マイクロ構造体２０は、流体空間４０を弁口１１に連通する第１室４１と第２室４２とに分ける中間フレーム２９を一体に備えている。ここにおいて、中間フレーム２９は厚さ寸法をフレーム２１の厚さ寸法と同じ値に設定してあり、厚み方向の一面がベース基板１０に接合され、厚み方向の他面が固定電極支持基板３０に接合されているが、この中間フレーム２９には第１室４１と第２室４２とを連通させる凹溝からなる連通部２９ａ（図６参照）が形成されている。また、マイクロ構造体２０は、中間フレーム２９によって閉鎖空間５０も２つの空間に分けられているが、中間フレーム２９には当該２つの空間を連通させる凹溝からなる連通部２９ｂ（図５参照）が形成されている。なお、前者の連通部２９ａとなる凹溝は、ベース基板１０との対向面（上記一面）に形成され、後者の連通部２９ｂとなる凹溝は、固定電極支持基板３０との対向面（上記他面）に形成されている。
【００５１】
また、本実施形態のマイクロバルブでは、流体空間４０に流入した流体の流体圧を受けて閉鎖空間５０の容積が縮小するように変形することで撓み部２２へベース基板１０に近づく向きの圧力を作用させる断面コルゲート板状（断面波板状）の圧力伝達部２８がマイクロ構造体２０に一体に形成されている。ここにおいて、圧力伝達部２８は、マイクロ構造体２０において流体空間４０の上記第２室４２と閉鎖空間５０とを隔てる部位に形成されている。したがって、本実施形態のマイクロバルブでは、第２室４２に流体が流れ込んで圧力伝達部５０が閉鎖空間５０側へ押されると圧力伝達部５０が撓んで閉鎖空間５０の受圧媒体が圧縮されて撓み部２２が第１室４１側へ押されるので、弁体２３を弁口１１へ近づける向きの力が働く。したがって、両電極２４，３１間に電圧が印加されていない状態では、図１に示すように、弁体２３により弁口１１が閉止されている。これに対して、両電極２４，３１間に上記力に抗して弁体２３が弁口１１を開くのに必要な規定電圧以上の電圧を印加すれば、静電力によって図２に示すように可動電極２４が固定電極３１に当接するように撓み部２２が撓んで弁口１１が開くので、流入口１２へ導入された流体が流入口１２−第２室４２−連通部２９ａ−第１室４１−弁口１１の流路で流れることになる。
【００５２】
なお、本実施形態では、マイクロ構造体２０と固定電極支持基板３０とで第２の隔壁を構成しており、圧力伝達部２８が第２の隔壁の一部に設けられる圧力伝達手段を構成している。また、本実施形態では、圧力伝達部２８を断面コルゲート板状に形成してあるので、平板状に形成する場合に比べて撓みやすくなっている。
【００５３】
ところで、上述のような断面コルゲート板状の圧力伝達部２８の形成にあたっては、マイクロ構造体２０の基材となるシリコン基板の一部からなる薄肉部２（図８参照）を形成した後、当該薄肉部２の厚み方向の両面にフォトレジストを塗布し、当該フォトレジストをリソグラフィ技術によってパターニングすることで、図８（ａ）に示すようにパターニングされたレジスト層６１ａ，６１ｂを形成する。なお、薄肉部２の一面（図８（ａ）における上面）に形成されたレジスト層６１ａと他面（図８（ａ）における下面）に形成されたレジスト層６１ｂとは図８（ａ）の左右方向においてレジスト層６１ａとレジスト層６１ｂとが交互に並ぶようにパターニングされている。
【００５４】
パターニングされたレジスト層６１ａ，６１ｂを形成した後、レジスト層６１ａ，６１ｂをマスクとしてイオン注入によって薄肉部２へｐ形不純物を高濃度にドーピングして高濃度ｐ形不純物領域（ｐ＋＋領域）からなるエッチングストップ層６２ａ，６２ｂを形成することにより、図８（ｂ）に示す構造を得る。次に、発煙硝酸や水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）などでレジスト層６１ａ，６１ｂを剥離することにより図８（ｃ）に示す構造を得てから、エチレンジアミンピロカテコールなどに浸漬した後、エッチングストップ層６２ａ，６２ｂをマスクとしてシリコン基板２をアルカリ系溶液によって異方性エッチングするか若しくはフッ酸などにより等方性エッチングすることによって、図８（ｄ）に示すような断面コルゲート板状の圧力伝達部２８を形成することができる。
【００５５】
上述の説明から分かるように、本実施形態のマイクロバルブは、微小電気機械システム（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ：ＭＥＭＳ）技術を採用して製造している。なお、ＭＥＭＳ技術は、従来の半導体製造プロセスにおいて標準的なＣＣＶＤ法やスパッタ法などによる薄膜形成、不純物拡散、熱酸化などの処理、フォトリソグラフィによるパターン形成、ドライエッチング技術およびウェットエッチング技術に加え、シリコンウェハとガラス基板との陽極接合、シリコンウェハ同士の直接接合、高アスペクト比の深堀技術があり、ウェハにガラスや別のウェハを接合した３次元の構造体をウェハ単位で高精度（数μｍ以下）に形成するものである。
【００５６】
しかして、本実施形態のノーマリクローズ型のマイクロバルブでは、流入口１２を通して第２室４２へ流入する流体の圧力を受ける圧力伝達部２８が撓むことによって弁体２３が弁口１１を閉止する向きの力が作用するので、撓み部２２が流体から受ける圧力と撓み部２２が受圧媒体から受ける圧力とのバランスをとることが可能となり、両電極２４，３１間に電圧を印加していないときに流体圧によって撓み部２２が押し上げられて弁口１１が開くのを防止することができる（つまり、弁体２３によって弁口１１を閉止した状態を保つことができる）から、流体圧の比較的高い流体に適用することができる。一方、両電極２４，３１間に電圧を印加すれば両電極２４，３１間に静電力が発生するから、両電極２４，３１間に上記規定電圧以上の電圧を印加すれば、図２に示すように可動電極２４が固定電極３１に当接するように撓み部２２が撓むこととなるので、弁口１１を開放することができ、小型で低電圧の電源を用いる電子機器に利用することができる。ここにおいて、本実施形態のマイクロバルブでは、可動電極２４と固定電極３１との間のギャップを高精度に管理することができ、弁体２３のストローク量を数μｍ程度に設定することができるので、応答性が良く、粘性が高い流体であっても数μｌ／ｍｉｎレベルの微量な流体を精度良く高速に制御することができる。また、弁体２３のストローク量が小さいので、数Ｖ程度の電圧を印加することにより、弁口１１の開閉を行うことができる。
【００５７】
また、マイクロ構造体を多数形成したシリコンウェハとベース基板１０を多数形成したガラス基板および固定電極支持基板３０を多数形成したガラス基板をウェハ単位で陽極接合してからダイシングするので工程の簡略化および製造コストを低減でき、生産性が良い。また、撓み部２２の加工もリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用するので、数μｍ以下の精度で形成することができる。
【００５８】
（実施形態２）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図９に示すように、撓み部２２における固定電極支持基板３０側の表面とフレーム２１においてパッド２６ａ，２６ｂが形成された側の表面とを同一平面上に揃え、固定電極支持基板３０におけるマイクロ構造体２０との対向面に凹所３０ａを設けることによって固定電極支持基板３０とマイクロ構造体２０との間に閉鎖空間５０を形成し、固定電極支持基板３０に設けた凹所３０ａの内底面に固定電極３１を配設している点などが相違する。ここに、固定電極支持基板３０には、閉鎖空間５０を２つの空間に分ける突出部３６が凹所３０ａの内底面から中間フレーム２９に向かって突出しており、突出部３６には当該２つの空間を連通させる連通部３６ａが形成されている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
しかして、本実施形態のマイクロバルブでは、実施形態１のようにマイクロ構造体２０の厚さ方向の中間に撓み部２２および圧力伝達部２８を設けて閉鎖空間５０を形成している場合に比べてマイクロ構造体２０の厚さ寸法を小さくすることが可能なので、実施形態１に比べてマイクロバルブ全体の厚さ寸法を小さくすることが可能となる。
【００６０】
（実施形態３）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、実施形態１にて説明した中間フレーム２９に第１室４１と第２室４２とを連通させる連通部２９ａを設ける代わりに、図１０に示すように、流体空間４０の第１室４１に連通する流通口１３をベース基板１０の厚み方向に貫設している点などが相違する。ここに、ベース基板１０における流通口１３は弁口１１とは離間して形成されているが、弁口１１および流入口１２と同時に形成することができる。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
本実施形態のマイクロバルブでは、中間フレーム２９により第１室４１と隔絶された第２室４２に流入口１２を通して流体が導入するように構成されており、流入口１２を通して第２室４２へ流入する流体の圧力を受ける圧力伝達部２８が撓むことによって弁体２３が弁口１１を閉止する向きの力が作用するので、両電極２４，３１間に電圧を印加していないときに弁口１１若しくは流通口１３へ導入される流体の流体圧によって撓み部２２が押し上げられて弁口１１が開くのを防止することができる（弁体２３によって弁口１１を閉止した状態を保つことができる）。
【００６２】
要するに、本実施形態のマイクロバルブは、可動電極２４と固定電極３１との間に電圧が印加されていない状態では図１０に示すように弁口１１が弁体２３により閉止され、可動電極２４と固定電極３１との間に規定電圧以上の電圧を印加すれば、静電気力によって可動電極２４が固定電極３１側へ変位し図１１に示すように可動電極２４が固定電極３１に当接するので、弁口１１が開放され、弁口１１−第１室４１−流通口１３の流路が形成されることとなり、弁口１１を通して第１室４１へ導入された流体が流通口１３を通して外部へ吐出される。
【００６３】
しかして、本実施形態のマイクロバルブでは、上記各実施形態１，２に比べて弁口１１を通る流体の流路長を短くすることができる。また、撓み部２２の厚み方向の両方からかかる圧力を別々に調整することができ、設計が容易になる。また、実施形態１に比べて連通部２９ａを形成するため工程を削減することができ、工程数の削減を図れる。
【００６４】
（実施形態４）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、実施形態１にて説明した流入口１２をベース基板１０に設けず、図１２に示すように、マイクロ構造体２０のフレーム２１に、厚み方向に貫通する貫通孔２１ａを形成するとともに、貫通孔２１ａと第２室とを連通させる凹溝からなる連通部２１ｂを形成し、固定電極支持基板３０に貫通孔２１ａに連通する流入口３４を貫設している点などが相違する。ここに、貫通孔２１ｂは、深堀加工が可能なエッチング装置（例えば、誘導結合型プラズマを利用したドライエッチング装置）により形成することができる。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
本実施形態のマイクロバルブでは、固定電極支持基板３０に貫設した流入口３４がマイクロ構造体２０に形成した上記貫通孔２１ａおよび連通部２１ｂを通して第２室４２と連通しており、中間フレーム２９により第１室４１と隔絶された第２室４２に流入口３４を通して流体が導入するように構成されている。したがって、流入口３４を通して第２室４２へ流入する流体の圧力を受ける圧力伝達部２８が撓むことによって弁体２３が弁口１１を閉止する向きの力が作用するので、両電極２４，３１間に電圧を印加していないときに流通口３４へ導入される流体の流体圧によって撓み部２２が押し上げられて弁口１１が開くのを防止することができる（弁体２３によって弁口１１を閉止した状態を保つことができる）。
【００６６】
要するに、本実施形態のマイクロバルブは、可動電極２４と固定電極３１との間に電圧が印加されていない状態では図１２に示すように弁口１１が弁体２３により閉止され、可動電極２４と固定電極３１との間に規定電圧以上の電圧を印加すれば、静電気力によって可動電極２４が固定電極３１側へ変位し図１３に示すように可動電極２４が固定電極３１に当接するので、弁口１１が開放され、流通口３４−貫通孔２１ａ−連通部２１ｂ−第２室４２−連通部２９ａ−第１室４１−弁口１１の流路が形成されることとなり、流通口３４を通して第１室４１へ導入された流体が弁口１１を通して外部へ吐出される。
【００６７】
しかして、本実施形態のマイクロバルブでは、固定電極支持基板３０側から導入された流体をベース基板１０側から排出させることができる。つまり、実施形態１ではマイクロバルブの厚み方向の一面側に弁口１１および流入口１２が形成さているのに対して、本実施形態のマイクロバルブでは厚み方向の一面側に弁口１１が形成され他面側に流通口３４が形成されている。
【００６８】
（実施形態５）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、実施形態１にて説明した中間フレーム２９におけるベース基板１０側に形成していた連通部２９ａを設けず、図１４に示すように、マイクロ構造体２０のフレーム２１に、厚み方向に貫通する貫通孔２１ａを形成するとともに、貫通孔２１ａと第２室とを連通させる凹溝からなる連通部２１ｂを形成し、固定電極支持基板３０に貫通孔２１ａに連通する流通口３４を貫設している点などが相違する。また、本実施形態では、可動電極２４に電気的に接続されるパッド２６ａが固定電極支持基板３０に形成されており、可動電極２４とパッド２６ａとが、マイクロ構造体２０に形成した拡散配線からなる配線２５ａと、コンタクト部２７ａと、固定電極支持基板３０側に形成された金属配線からなる配線３２ａとを介して電気的に接続されている。また、図示していないが固定電極３１に電気的に接続されたパッドも固定電極支持基板３０に設けられている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
本実施形態のマイクロバルブでは、固定電極支持基板３０に貫設した流通口３４がマイクロ構造体２０に形成した上記貫通孔２１ａおよび連通部２１ｂを通して第１室４１と連通しており、中間フレーム２９により第１室４１と隔絶された第２室４２には流入口１２を通して流体が導入するように構成されている。したがって、流入口１２を通して第２室４２へ流入する流体の圧力を受ける圧力伝達部２８が撓むことによって弁体２３が弁口１１を閉止する向きの力が作用するので、両電極２４，３１間に電圧を印加していないときに弁口１１へ導入される流体の流体圧によって撓み部２２が押し上げられて弁口１１が開くのを防止することができる（弁体２３によって弁口１１を閉止した状態を保つことができる）。
【００７０】
要するに、本実施形態のマイクロバルブは、可動電極２４と固定電極３１との間に電圧が印加されていない状態では図１４に示すように弁口１１が弁体２３により閉止され、可動電極２４と固定電極３１との間に規定電圧以上の電圧を印加すれば、静電力によって可動電極２４が固定電極３１側へ変位し図１５に示すように可動電極２４が固定電極３１に当接するので、弁口１１が開放され、弁口１１−第１室４１−連通部２１ｂ−貫通孔２１ａ−流通口３４の流路が形成されることとなり、弁口１１を通して第１室４１へ導入された流体が流通口３４を通して外部へ吐出される。
【００７１】
しかして、本実施形態のマイクロバルブでは、ベース基板１０側から導入された流体を固定電極支持基板３０側から排出させることができる。つまり、実施形態１ではマイクロバルブの厚み方向の一面側に弁口１１および流入口１２が形成さているのに対して、本実施形態のマイクロバルブでは厚み方向の一面側に弁口１１が形成され他面側に流通口３４が形成されている。なお、本実施形態のマイクロバルブは、流体を取り入れる流通孔が１つだけ設けられた母基板に搭載する場合に固定電極支持基板３０を母基板側として使用される。
【００７２】
（実施形態６）
以下、本実施形態のマイクロバルブについて図１６ないし図１９を参照しながら説明する。なお、図１６中のベース基板１０は図１８の平面図におけるＡ−Ａ’断面を示し、図１６中のマイクロ構造体２０は図１９の下面図におけるＡ−Ａ’断面を示している。
【００７３】
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図１６および図１９に示すように、撓み部２２の平面形状が八角形状に形成されて、流体空間４０における第２室４２が第１室４１を全周にわたって囲むように形成され、圧力伝達部２８が中間フレーム１９を全周にわたって囲むように形成されている点などが相違する。また、本実施形態では、第１室４１と第２室４２とを分ける中間フレーム２９においてベース基板１０側に４つの連通部２９ａが形成され、固定電極支持基板３０側に４つの連通部２９ｂが形成されている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
したがって、本実施形態のマイクロバルブの動作原理は実施形態１と同じであって、両電極２４，３１間に電圧が印加されていない状態では、図１６に示すように、弁体２３により弁口１１が閉止されている。これに対して、両電極２４，３１間に弁体２３が弁口１１を開くのに必要な規定電圧以上の電圧を印加すれば、図１７に示すように弁口１１が開くので、流入口１２へ導入された流体が流入口１２−第２室４２−連通部２９ａ−第１室４１−弁口１１の流路で流れることになる。
【００７５】
本実施形態のマイクロバルブでは、上述のようなマイクロ構造体２０を採用しているので、ベース基板１０の中央部に弁口１１を形成することができ、また、圧力伝達部２８における第２室４２側の面積を実施形態１に比べて大きくすることができる。
【００７６】
なお、本実施形態では、各連通部２９ａ，２９ｂを４つずつ形成してあるが、各連通部２９ａ，２９ｂの数は特に限定するものではなく、それぞれ１つ以上あればよい。また、本実施形態では、流入口１２を１つだけ形成してあるが、流入口１２の数も特に限定するものではなく、１つ以上あればよい。
【００７７】
（実施形態７）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図２０に示すように、圧力伝達手段たる圧力伝達部２８を平板状のダイヤフラムにより形成している点が相違する。ここに、圧力伝達部２８の厚さ寸法は撓み部２２の厚さ寸法よりも小さく設定してあるが、これら各寸法は特に限定するものではない。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施形態のマイクロバルブでは、実施形態１のように圧力伝達部２８を断面コルゲート板状に形成する場合に比べて製造が容易になる。
【００７９】
（実施形態８）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図２１に示すように、圧力伝達手段たる圧力伝達部２８を薄い平板状のダイヤフラムにより形成している点、圧力伝達部２８をベース基板１０の厚み方向において撓み部２２よりもベース基板１０に近い側に設けている点が相違する。ここに、圧力伝達部２８は上記厚み方向において固定電極支持基板３０よりもベース基板１０に近い側に設けられている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
しかして、本実施形態のマイクロバルブでは、圧力伝達手段たる圧力伝達部２８を平板状のダイヤフラムにより形成していることにより、実施形態１のように圧力伝達部２８を断面コルゲート板状に形成する場合に比べて製造が容易になり、また、圧力伝達部２８を撓み部２２よりもベース基板１０に近い側に設けていることにより、第２室４２の容積を小さくすることができるとともに、圧力伝達部２８を撓みやすくすることができる。
【００８１】
（実施形態９）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態８と略同じであって、図２２に示すように、圧力伝達部２８を断面コルゲート板状に形成している点が相違する。他の構成は実施形態８と同じなので、実施形態８と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
本実施形態のマイクロバルブの動作原理は実施形態１と同じであって、両電極２４，３１間に電圧が印加されていない状態では、図２２に示すように、弁体２３により弁口１１が閉止されている。これに対して、両電極２４，３１間に弁体２３が弁口１１を開くのに必要な規定電圧以上の電圧を印加すれば、静電力によって可動電極２４が固定電極３１に当接し弁口１１が開くので、流入口１２へ導入された流体が流入口１２−第２室４２−連通部２９ａ−第１室４１−弁口１１の流路で流れることになる。
【００８３】
本実施形態のマイクロバルブでは、圧力伝達部２８が断面コルゲート状に形成されているので、実施形態８に比べて圧力伝達部２８が撓みやすく、しかも、実施形態８と同様に圧力伝達部２８を撓み部２２よりもベース基板１０に近い側に設けてあるので、より高い流体圧の流体に適用可能で図２３に示すように圧力伝達部２８をより大きく撓ませることができ、両電極２４，３１間に電圧を印加していないときに弁体２３をベース基板１０における弁口１１の周部に押し付ける力を高めることができる。
【００８４】
（実施形態１０）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図２４に示すように、圧力伝達手段たる圧力伝達部２８が金属材料（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルなど）からなる金属薄膜により構成されている点が相違する。ここに、圧力伝達部２８を構成する金属薄膜は、例えば、スパッタ法、蒸着法、めっき法などによって形成すればよい。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８５】
しかして、本実施形態では、上記各実施形態のように圧力伝達部２８をマイクロ構造体２０の基材となるシリコン基板の一部により構成している場合に比べて圧力伝達部２８の厚さ寸法を小さくすることが可能となるとともに、圧力伝達部２８の弾性特性を適宜設定することが可能となる。なお、本実施形態では、圧力伝達部２８を金属薄膜により構成しているが、金属薄膜片をマイクロ構造体２０に直接貼り付けるようにしてもよい。
【００８６】
（実施形態１１）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図２５に示すように、第２室４２と外部とを連通させる凹溝からなる流入口２１ｃをマイクロ構造体２０のフレーム２１に形成している点が相違する。ここにおいて、流入口２１ｃは、フレーム２１におけるベース基板１０との対向面に形成されている。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
しかして、本実施形態のマイクロバルブでは、ベース基板１０とマイクロ構造体２０とで構成される第１の隔壁において弁口１１が形成されている壁と流入口２１ｃが形成されている壁とが直交するので、マイクロバルブの外側に形成されている流路が例えばマイクロバルブの入口側と出口側とで直交するような場合に使用することができる。
【００８８】
（実施形態１２）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図２６に示すように、実施形態１にて圧力伝達部２８が形成されていた部位に第２室と閉鎖空間５０とを仕切る平板状の仕切部２２ｄが形成され、圧力伝達部２８が仕切部２２ｄとベース基板１との間に介在する薄肉部により形成されている点などが相違する。本実施形態における圧力伝達部２８は当該圧力伝達部２８の厚み方向の一面側に第２室４２が形成され、当該圧力伝達部２８の厚み方向の他面とフレーム２１との間に形成された空間が仕切部２２ｄに貫設した連通孔２２ｃを通して閉鎖空間５０と連通している。ここに、本実施形態における圧力伝達部２８は仕切部２２ｄにおけるベース基板１０との対向面からベース基板１０へ向かって突出する形で形成されており、圧力伝達部２８の先端面がベース基板１０に接合されている。要するに、圧力伝達部２８はマイクロ構造体２０の一部であってベース基板１０の厚み方向を含む一平面に沿って形成された薄肉部よりなる。したがって、圧力伝達部２８は、ベース基板１０の流入口１２を通して第２室４２へ導入された流体の流体圧によって撓むことができる。他の構成は実施形態１と同じであり、基本動作も実施形態１と同様なので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
（実施形態１３）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態４と略同じであって、図２７に示すように、実施形態１にて圧力伝達部２８が形成されていた部位に第２室と閉鎖空間５０とを仕切る平板状の仕切部２２ｄが形成され、圧力伝達部２８が仕切部２２ｄにおける固定電極支持基板３０との対向面から固定電極支持基板３０に向かって突出する形で形成されており、圧力伝達部２８の先端面が固定電極支持基板３０に接合されている点、第２室４２に連通する流通口３４が固定電極支持基板３０に貫設されている点などが相違する。要するに、圧力伝達部２８はマイクロ構造体２０の一部であってベース基板１０の厚み方向を含む一平面に沿って形成された薄肉部よりなる。したがって、圧力伝達部２８は、固定電極支持基板３０の流通口３４を通して第２室４２へ導入された流体の流体圧によって撓むことができる。他の構成は実施形態４と同じなので、実施形態１２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、本実施形態の動作原理は実施形態４と同様である。
【００９０】
（実施形態１４）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１と略同じであって、図２８に示すように、第２室４２へ流体を導入する流入口としての流通口３４を固定電極支持基板３０に貫設するとともに、固定電極支持基板３０に貫通孔３７を貫設し、固定電極支持基板３０の貫通孔３７を塞ぐように圧力伝達部２８を配設している点などが相違する。また、固定電極支持基板３０における流通口３４の周部にガラス製若しくは樹脂製の流路管７１が固着され、流路管７１から分岐したチューブ７２を圧力伝達部２８の周部に固着している。また、ベース基板１０におけるマイクロ構造体２０とは反対側の面には、弁口１１の周部にチューブ７３が固着されている。したがって、本実施形態では、マイクロ構造体２０と固定電極支持基板３０と圧力伝達部２８とで閉鎖空間５０を外部と隔てる第２の隔壁を構成している。また、本実施形態において、圧力伝達手段たる圧力伝達部２８は、弾性を有する有機薄膜などにより構成すればよく、シリコーン樹脂によるラバーやゴム膜、フッ素樹脂によるラバーやゴム膜などを採用すればよい。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
本実施形態のマイクロバルブは、両電極２４，３１間に電圧が印加されていない状態では、流路管７１から分岐したチューブ７２を通して圧力伝達部２８へ到達する流体の圧力によって閉鎖空間５０の容積が圧縮され弁体２３を弁口１１へ近づける向きの力が撓み部２２へ働いているので、図２８に示すように、弁体２３により弁口１１が閉止されている。これに対して、両電極２４，３１間に弁体２３が弁口１１を開くのに必要な規定電圧以上の電圧を印加すれば、静電力によって図２９に示すように可動電極２４が固定電極３１に当接し弁口１１が開くので、流路管７１を通してマイクロバルブへ導入される流体が、流路管７１−流通口３４−第２室４２−連通部２９ａ−第１室４１−チューブ７３の流路で流体が流れることになる。
【００９２】
なお、本実施形態では、固定電極支持基板３０におけるマイクロ構造体２０との対向面とは反対の面側に圧力伝達部２８を配設してあるが、マイクロ構造体２０との対向面側に圧力伝達部２８を配設するようにしてもよい。
【００９３】
（実施形態１５）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１４と略同じであって、図３０に示すように、固定電極支持基板３０における貫通孔３７を流通口３４の近傍に形成し、チューブからなる流路管７１の内径を流通口３４および圧力伝達部２８が流通管７１の開口内に入るようにしている点に特徴がある。他の構成は実施形態１４と同じなので、実施形態１４と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
しかして、本実施形態のマイクロバルブでは、実施形態１４のように流路管７１からチューブ７２を分岐させる必要がないので、実施形態１４のように流路管７１およびチューブ７２それぞれを固定電極支持基板３０および圧力伝達部２８へ固着する場合に比べて製造が容易になる。
【００９５】
（実施形態１６）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１４と略同じであって、図３１に示すように、圧力伝達手段たる圧力伝達部２８を金属材料（アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼、クロムなど）からなる金属薄膜により形成している点が相違する。ここに、圧力伝達部２８の厚さ寸法は、例えば、数μｍ〜数１０μｍの範囲で設定すればよい。他の構成は実施形態１４と同じなので、実施形態１４と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９６】
（実施形態１７）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態１４と略同じであって、図３２に示すように、圧力伝達手段たる圧力伝達部２８をチューブ７２内において流路管７１近傍に設けている点が相違する。なお、本実施形態では、マイクロ構造体２０と固定電極支持基板３０とチューブ７２と圧力伝達部２８とで閉鎖空間５０を外部と隔てる第２の隔壁を構成している。また、他の構成は実施形態１４と同じなので、実施形態１４と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
本実施形態では、チューブ７２内において流路管７１の近傍に圧力伝達部２８を配設してあるが、チューブ７２内において固定電極支持基板３０の貫通孔３７の近傍に設けてもよいし、それらの間に設けてもよい。
【００９８】
（実施形態１８）
本実施形態のマイクロバルブの基本構成は実施形態３と略同じであって、図３３に示すように、弁体２３におけるベース基板１０との対向面に受圧面積を増大させるための凹部２３ａを形成して弁口１１から流入する流体の圧力を受ける面積を大きくしている点に特徴がある。ここにおいて、本実施形態では、撓み部２２が閉鎖空間５０側から受ける圧力と、弁体２３が弁口１１側から受ける圧力とのバランスを凹部２３ａの形状や寸法によって調整することができる。例えば、撓み部２２が閉鎖空間５０側から受ける圧力が大き過ぎる場合には、弁体２３の閉止面側の面積を大きくして弁体２３を弁口１１側へ押し下げる力を大きくすればよい。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９９】
本実施形態のマイクロバルブは、可動電極２４と固定電極３１との間に電圧が印加されていない状態では図３３に示すように弁口１１が弁体２３により閉止され、可動電極２４と固定電極３１との間に規定電圧以上の電圧を印加すれば、静電気力によって可動電極２４が固定電極３１側へ変位し図３４に示すように可動電極２４が固定電極３１に当接するので、弁口１１が開放され、弁口１１−第１室４１−流通口１３の流路が形成されることとなり、弁口１１を通して第１室４１へ導入された流体が流通口１３を通して外部へ吐出される。なお、本実施形態のような弁体２３を他の実施形態に採用してもよい。
【０１００】
【発明の効果】
請求項１の発明は、上記構成を採用したことにより、前記可動電極と前記固定電極との間に適宜電圧を印加すれば前記可動電極と前記固定電極との間に静電力が作用して前記可動電極が前記固定電極に当接するように前記撓み部が撓んで前記弁口が開放されるから、小型化および低電圧化を図ることができ、しかも、前記圧力伝達手段が前記流体空間に流入した流体の流体圧を受けて前記閉鎖空間の容積を縮小するように変形して前記撓み部へ前記ベース基板に近づく向きの圧力を作用させるので、前記撓み部が流体から直接受ける圧力である流体圧と前記受圧媒体から受ける圧力とのバランスをとることが可能となり、前記可動電極と前記固定電極との間に電圧を印加していないときに流体の流体圧によって前記撓み部が押し上げられて弁口が開くのを防止することができるから、流体圧の高い流体に適用することができるという効果がある。
【０１０１】
請求項２の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段が前記流入口から導入された流体の流体圧を受けて前記撓み部へ前記ベースに近づく向きの圧力を作用させることになるという効果がある。
【０１０２】
請求項３の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段が前記流入口から導入された流体の流体圧を受けて前記撓み部へ前記ベースに近づく向きの圧力を作用させることになるという効果がある。
【０１０３】
請求項４の発明は、上記構成を採用したことにより、前記弁口と前記第１室と前記流通口とで流体の流路が形成されることになるので、前記撓み部において前記第１室側から受ける圧力と前記圧力伝達手段によって前記閉鎖空間側から受ける圧力とを別々に調整することができるという効果がある。
【０１０４】
請求項５の発明は、上記構成を採用したことにより、前記弁口を開くことにより、前記貫通孔を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができるという効果がある。
【０１０５】
請求項６の発明は、上記構成を採用したことにより、前記弁口を開くことにより、前記流通口を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができるという効果がある。
【０１０６】
請求項７の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段における前記流体空間側および前記閉鎖空間側それぞれの面積を大きくすることができるという効果がある。
【０１０７】
請求項８の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段をマイクロマシンニング技術により容易に形成することができるという効果がある。
【０１０８】
請求項９の発明は、上記構成を採用したことにより、請求項８の発明に比べて前記圧力伝達手段を撓みやすくすることができるという効果がある。
【０１０９】
請求項１０の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段の撓みを大きくすることが可能となり、より高い流体圧の流体に適用可能となるという効果がある。
【０１１０】
請求項１１の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段をマイクロマシンニング技術によって容易に形成することが可能となるという効果がある。
【０１１１】
請求項１２の発明は、上記構成を採用したことにより、前記流入口と前記弁口とを前記ベース基板に同時に形成することができ、製造が容易になるとともに、前記流入口と前記弁口との相対位置の管理が容易になるという効果がある。
【０１１２】
請求項１３の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段をマイクロマシンニング技術によって容易に形成することが可能となるという効果がある。
【０１１３】
請求項１４の発明は、上記構成を採用したことにより、前記弁口を開くことにより、前記流入口を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができ、また、前記圧力伝達手段をマイクロ構造体と一体に形成する場合に比べて製造が容易になるという効果がある。
【０１１４】
請求項１５の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段の弾性特性を適宜設定することが可能となるという効果がある。
【０１１５】
請求項１６の発明は、上記構成を採用したことにより、前記圧力伝達手段の弾性特性を適宜設定することが可能となるという効果がある。
【０１１６】
請求項１７の発明は、上記構成を採用したことにより、前記弁口を開くことにより、前記流入口を通して導入された流体が前記弁口を通して吐出されるから、前記厚み方向において前記固定電極支持基板側を流体の流れ込む側とし且つ前記ベース基板側を流体の流れ出る側として使用することができるという効果がある。
【０１１７】
請求項１８の発明は、上記構成を採用したことにより、開閉動作が安定するとともに信頼性が向上するという効果がある。
【０１１８】
請求項１９の発明は、上記構成を採用したことにより、開閉動作が安定するとともに信頼性が向上するという効果がある。
【０１１９】
請求項２０の発明は、上記構成を採用したことにより、前記凹部の形状や寸法を調整することで前記弁口を通して前記弁体にかかる圧力を調整することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示す概略断面図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の概略断面図である。
【図４】同上におけるベース基板の平面図である。
【図５】同上におけるマイクロ構造体の平面図である。
【図６】同上におけるマイクロ構造体の下面図である。
【図７】同上における固定電極支持基板の下面図である。
【図８】同上における要部の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図９】実施形態２を示す概略断面図である。
【図１０】実施形態３を示す概略断面図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【図１２】実施形態４を示す概略断面図である。
【図１３】同上の動作説明図である。
【図１４】実施形態５を示す概略断面図である。
【図１５】同上の動作説明図である。
【図１６】実施形態６を示す概略断面図である。
【図１７】同上の動作説明図である。
【図１８】同上におけるベース基板の平面図である。
【図１９】同上におけるマイクロ構造体の下面図である。
【図２０】実施形態７を示す概略断面図である。
【図２１】実施形態８を示す概略断面図である。
【図２２】実施形態９を示す概略断面図である。
【図２３】同上の動作説明図である。
【図２４】実施形態１０を示す概略断面図である。
【図２５】実施形態１１を示す概略断面図である。
【図２６】実施形態１２を示す概略断面図である。
【図２７】実施形態１３を示す概略断面図である。
【図２８】実施形態１４を示す概略断面図である。
【図２９】同上の動作説明図である。
【図３０】実施形態１５を示す概略断面図である。
【図３１】実施形態１６を示す概略断面図である。
【図３２】実施形態１７を示す概略断面図である。
【図３３】実施形態１８を示す概略断面図である。
【図３４】同上の動作説明図である。
【図３５】従来例を示す概略断面図である。
【図３６】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
１０  ベース基板
１１  弁口
１２  流入口
２０  マイクロ構造体
２１  フレーム
２２  撓み部
２３  弁体
２４  可動電極
２５ａ  配線
２５ｂ  配線
２６ａ  パッド
２６ｂ  パッド
２８  圧力伝達部
２９  中間フレーム
２９ａ  連通部
２９ｂ  連通部
３０  固定電極支持基板
３１  固定電極
３４  流通口
４０  流体空間
４１  第１室
４２  第２室
５０  閉鎖空間
７１  流路管
７２  チューブ
７３  チューブ
【図１】
2004176802.tif 000003
【図２】
2004176802.tif 000004
【図３】
2004176802.tif 000005
【図４】
2004176802.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004176802.tif 000008
【図７】
2004176802.tif 000009
【図８】
2004176802.tif 000010
【図９】
2004176802.tif 000011
【図１０】
2004176802.tif 000012
【図１１】
2004176802.tif 000013
【図１２】
2004176802.tif 000014
【図１３】
2004176802.tif 000015
【図１４】
2004176802.tif 000016
【図１５】
2004176802.tif 000017
【図１６】
2004176802.tif 000018
【図１７】
2004176802.tif 000019
【図１８】
2004176802.tif 000020
【図１９】
2004176802.tif 000021
【図２０】
2004176802.tif 000022
【図２１】
2004176802.tif 000023
【図２２】
2004176802.tif 000024
【図２３】
2004176802.tif 000025
【図２４】
2004176802.tif 000026
【図２５】
2004176802.tif 000027
【図２６】
2004176802.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2004176802.tif 000031
【図３０】
2004176802.tif 000032
【図３１】
2004176802.tif 000033
【図３２】
2004176802.tif 000034
【図３３】
2004176802.tif 000035
【図３４】
2004176802.tif 000036
【図３５】
2004176802.tif 000037
【図３６】
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